В любой технической сфере обычно применяются такие инструменты, чья функциональность отвечает конкретным задачам, не более и не менее. Дополнительные возможности оборудования, которые вряд ли когда-то будут востребованы, считаются излишними и не приветствуются. Потому, что каждая дополнительная функция серьезно увеличивает стоимость продукта.
Видеонаблюдение — сфера, в которой это правило выдерживается наиболее жестко. Например, зачем переплачивать за инфракрасную подсветку, если камеру планируется эксплуатировать в условиях постоянного наличия освещенности? Столь же ненужными становятся опции антивандального или всепогодного исполнения камеры, если она установлена в тихом офисе или магазинчике под постоянным присмотром охраны.
Как в любом правиле, здесь существуют исключения. Это такие ситуации, когда без камеры-комбайна обойтись нельзя. Примеры навскидку: крупный торговый центр, вокзал, аэропорт, большая автостоянка, производственный цех или даже закрытый охраняемый полигон большой площади... В таких случаях обычно устанавливается множество неповоротных камер с постоянным фокусным расстоянием. Устанавливаются они так, чтобы исключить наличие непросматриваемых зон. Однако при даже большом количестве грамотно расположенных фиксированных камер у охраны не будет возможности приблизить изображение или проследить за чьим-то перемещением. И тем более сделать это в темноте, даже при полном отсутствии освещения.
Не будет до тех пор, пока «ответственные лица» не установят камеру, которая предоставит все перечисленные возможности и которая в состоянии заменить несколько обыкновенных статичных камер. Примерно такую, которую мы подробно изучим в этой статье.
Конструкция, технические характеристики
Комплектность аппарата позволяет подключить и использовать оборудование без дополнительных аксессуаров. Здесь предусмотрен даже PoE-инжектор, подающий питание для камеры через кабель локальной сети.
Но даже со всем этим хозяйством камеру не станешь использовать без крепления. Производитель предлагает на выбор два типа кронштейнов: настенный и потолочный. Камера, доставшаяся нам для тестирования, была укомплектована настенным крепежным устройством. Оно полностью укомплектовано всеми необходимыми дополнениями: болтами, гайками, шайбами, саморезами и дюбелями.
Массивные камера и кронштейн отлиты из алюминия под давлением, защитное покрытие нанесено методом напыления. Вся конструкция в сборе имеет высоту 38 см, а общая масса составляет более семи килограммов.
Симметричная конструкция камеры позволила разместить центр масс так, чтобы ее поворотная часть не испытывала перегрузок во время движения из-за центробежных сил. В результате даже при резких поворотах электронно-оптического блока (а поворачиваться он умеет очень резво) кронштейн не получает горизонтальных нагрузок, и, если он привинчен надежно, то прочности крепления ничего не грозит.
Камера надежно привинчивается к кронштейну посредством муфты с резьбой, соединение дополнительно фиксируется боковыми зажимными болтами, чтобы исключить произвольное откручивание. Для пущей надежности конструкторы предусмотрели специальное ушко для защелкивания короткого тросика, который не позволит камере упасть с высоты. Но этот предохранительный механизм предназначен, скорее, для спокойствия во время монтажа камеры, поскольку надежность существующего крепления не вызывает никаких нареканий.
Многочисленные входы и выходы камеры выведены одним толстым кабелем, который разделяется на отдельные разъемы и штекеры. Этот кабель прокладывается внутри полости кронштейна, в этой же полости можно оставить заизолированные ненужные разъемы, а требуемые вывести наружу через специальное отверстие либо (что предпочтительней для долговременной эксплуатации) уложить в шахту скрытой проводки внутри стены или потолка.
Назначение разъемов камеры подробно описано в руководстве пользователя. Отметим наличие четырех тревожных входов и даже тревожного выхода, а также линейных аудиовхода и выхода. На случай отсутствия или неисправности PoE-адаптера камера имеет отдельный вход питания.
Оптико-электронный блок камеры конструктивно состоит из двух частей: поворотной платформы и наклоняющегося блока с оптикой и инфракрасной подсветкой. Они закрыты с боков пластиковым защитным кожухом, который предотвращает попадание осадков в технологические зазоры поворотно-наклонного механизма.
Может показаться, что камера оснащена двумя объективами, но это не так. Оптическая система устройства располагается в самом низу лицевой панели наклонного блока — под стеклом объектива можно видеть подвижные линзы, обеспечивающие камере 30-кратный оптический зум. Верхнее же стекло похожего диаметра — это узконаправленный мощный инфракрасный прожектор, синхронизированный с оптическим блоком камеры. Прожектор предназначен для подсветки объектов при съемке на большом и максимальном фокусном расстоянии. Проще говоря, этот узкий инфракрасный луч помогает камере «увидеть» удаленные объекты на максимальном зуме даже в полной темноте. Максимальная дальность ИК-подсветки составляет, как заявляется, 400 метров — это смелое утверждение мы обязательно проверим на практике.
Для ночной подсветки ближней зоны используется другой источник инфракрасного излучения, он находится справа на лицевой панели. Наконец, левее можно видеть стандартный датчик уровня освещенности, который совмещен с индикатором состояния камеры.
В верхней части поворотной платформы, над блоком оптики, находится небольшая зеркальная металлическая пластинка, привинченная двумя болтами. Под ней расположена панель служебных разъемов и интерфейсов, где присутствует слот для карты памяти и кнопка перезагрузки и сброса камеры к заводским настройкам.
Камера предназначена для работы как внутри помещений, так и снаружи, ее рабочий температурный диапазон составляет от −40 до +50 °C. Корпус камеры оснащен встроенным устройством обогрева на случай сильных морозов. Следующая тепловидеосъемка сделана после суточной беспрерывной работы камеры в комнатных условиях при температуре 25 °C.
Можно видеть, что риск перегрева камеры отсутствует: равномерному распределению температуры способствует металл корпуса, который играет роль эффективного радиатора. Максимальные значения нагрева проявляются лишь в верхней части наклонного оптико-электронного блока, и они слишком далеки от критичных.
Основные технические характеристики устройства представлены в следующей таблице, а также на страничке продукта:
| Камера | |
|---|---|
| Датчик изображения | CMOS Sony Starvis 1/1,9″ 2 Мп (эффективных 1945×1225 = 2 382 625 точек) |
| Фокусное расстояние объектива | f=6,0—180,0 мм |
| Зум | оптический 30× + цифровое увеличение 16× |
| Угол обзора по горизонтали | 61,2° (без зума) — 2,32° (зум 30×) |
| Встроенная ИК-подсветка | синхронизируемая светодиодная ИК-подсветка, эффективность до 400 м + вспомогательный ИК-прожектор ближней зоны |
| Минимальная освещенность |
|
| Функции PTZ | |
| Диапазон панорамирования/наклона | горизонтальный поворот без ограничителя на 360°, вертикальный наклон с ограничением от −10° до +90° |
| Видео | |
| Видеостандарты | трансляция до трех потоков одновременно в форматах H.264 и MJPEG |
| Разрешение | 1920×1080, 1280×1024, 1280×720/960, 704×480/576, 640×360/480, 320×240 в зависимости от номера потока и частоты кадров |
| Частота кадров |
|
| Стандарт аудио | внешние микрофон + динамик, двунаправленная аудиосвязь: G.711 u-law, G.711 A-law, AAC-LC |
| Битрейт видео | от 16 до 8000 Кбит/с |
| Сеть | |
| Поддержка протоколов | TCP/IP, UDP, IPv4/IPv6, HTTP, HTTPS, QoS, FTP, UPnP, RTP, RTSP, RTCP, DHCP, ARP, Zeroconf, Bonjour |
| Ethernet | 10/100 Base-T, автоопределение, RJ-45 |
| Поддержка ONVIF | есть (профиль S) |
| Эксплуатационные характеристики | |
| Интерфейсы |
|
| Локальное хранилище | карта памяти стандарта micro SD/SDHC емкостью до 64 ГБ |
| Питание | 12 В постоянного тока или PoE+ (802.3at), максимальная потребляемая мощность 38 Вт |
| Программное обеспечение | браузеры IE/Chrome/Safari/Firefox, ПО SmartManager |
| Уровень защиты от внешних воздействий | IP66 (пыленепроницаемость, защита от дождя) |
| Диапазон рабочих температур | от −40 до +50 °C (встроенный обогреватель) |
| Габариты (диаметр × высота), масса без кронштейна | ∅202×318 мм, 5,1 кг |
Настройки
Чего уж там, признаемся — первое впечатление от камеры было примерно такое:
Точные характеристики этих электронно-оптических систем мало кому известны, очевидно лишь наличие в них стабилизированного поворотного механизма с мощной оптикой и специальными средствами для обнаружения целей в условиях плохой видимости: в темноте, тумане, при наличии осадков и т. д. Рассматриваемая камера почти повторяет эти способности, обладая наклонно-поворотным механизмом, тридцатикратным оптическим зумом, мощной инфракрасной подсветкой с синхронизируемым лучом эффективностью до 400 метров, а также вспомогательным инфракрасным прожектором для освещения ближней зоны. Стабилизация изображения в камере также присутствует, правда, не оптическая, а электронная, то есть, программная.
Крепить камеру, как уже говорилось, следует к плотным жестким поверхностям. Хорошо, если это будет кирпичная или бетонная стена. В нашем случае неплохо подошел деревянный столб, удерживающий крышу балкона. Но все же дерево — это не бетон, для временного пристанища сойдет, а вот для длительной эксплуатации прибора такое его крепление вряд ли можно считать надежным. Ведь тяжелый аппарат, закрепленный на выносном кронштейне, так и норовит своей массой вырвать саморезы из материала, в который они вкручены.
Также любая деревянная конструкция (бревенчатый дом, деревянные перекрытия, балкон) обладает еще одним негативным свойством: она постоянно «дышит» и склонна к вибрации. Особенно это заметно, когда наблюдение ведется на зуме и в это время кто-то пройдется по дому: изображение в кадре обязательно «запляшет».
При подготовке статьи выяснилось, что для наиболее полного раскрытия всех возможностей камеры требуется съемка с других ракурсов и в других условиях. Но габариты аппарата не позволяют установить его где попало на час-два без существенных работ по монтажу (как минимум — сверление наружных стен), поэтому пришлось сконструировать деревянную подставку-переноску полутораметровой высоты, которая закреплялась в проемах оконным рам без нанесения им ущерба.
Первоначальное подключение камеры может оказаться непростым ввиду того, что на заводских настройках аппарат имеет своеобразный IP-адрес 192.168.30.220. Для того, чтобы изменить адрес камеры на другой, либо включить автоматическое назначение IP-адреса роутером, следует воспользоваться прилагаемой к камере утилитой IP Cam Finder. С ее помощью камера обязательно отыщется в локальной сети. Здесь же, в этой программе, производится смена IP-адреса камеры на подходящий, чтобы камера наконец-то отобразилась в списке устройств локальной сети.
Примерно такая же функциональность, но в более удобном исполнении, имеется в еще одной фирменной программе, SmartManager. Непосредственно из нее можно изменить IP-адрес камеры, запустить просмотр видеопотока и даже отрегулировать кое-какие настройки.
В этих быстрых настройках присутствует практически вся функциональность камеры, все те параметры, которые доступны в ее встроенном веб-сервере. Однако, в отличие от встроенного в камеру ПО, эти настройки не имеют перевода на русский и другие языки.
Более того, некоторые пункты этих быстрых настроек срабатывают не всегда. Поэтому для гарантированно успешной работы с камерой лучше всего воспользоваться прямым доступом к ее веб-серверу. Такой доступ возможен с помощью любого браузера, но это в теории. На практике добиться отображения полной функциональности у нас получилось лишь в «классическом» Internet Explorer 11-й версии. Это объясняется тем, что для получения видео от камеры в браузере требуется установка ActiveX-плагинов, которые поддерживаются только в IE.
Прежде всего изучим инструменты, имеющиеся на главной страничке веб-сервера камеры. Верхний ряд кнопок предназначен для перехода в модуль просмотра записей, хранящихся на карте памяти, а также в настройки камеры. В среднем ряду выбирается один из трех видеопотоков, постоянно транслируемых камерой и настраивается размер кадра, отображаемого в окне просмотра. Здесь же можно изменить протокол, по которому камера передает информацию, и выбрать один из 256 заранее созданных пресетов (предустановок) положения и зума камеры.
В нижней части панели управления присутствуют кнопки быстрых действий: остановка и пауза трансляции, создание стоп-кадра, цифровое увеличение выбранного участка, переход в полноэкранный режим просмотра, вызов модулей ручной активации записи и управления приводами камеры, включение функций распознавания объектов и быстрый переход с зумом в указанную зону. Расположенные рядом ползунки отвечают за громкость подключенного к камере динамика и чувствительность аудиовхода соответственно.
Функции ручной активации тревоги и управления положением камеры регулируются в дополнительных одноименных окошках, где собраны нужные кнопки и выпадающие списки. Можно отметить возможность изменять скорость поворота, наклона и зуммирования в диапазоне от 1 до 8 пунктов. Сами эти пункты мало о чем говорят, но на максимальной — восьмой — скорости камера способна повернуться вокруг оси на 360° менее чем за четыре секунды. Впрочем, даже такая высокая скорость движения для камеры не является пределом. Четыре секунды на один оборот тратится только при ручном управлении камерой, когда командует оператор. Если же она работает по заложенной программе — совершает тур по заранее установленным пресетам — то скорость вращения и наклона увеличивается более чем вчетверо, достигая 380 градусов в секунду. Столь серьезная разница в скорости работы двигателей вполне объяснима: оператор, живой человек с ограниченным временем реакции, просто не сумеет управлять камерой на таких скоростях.
Такие операции, как поворот и наклон камеры, могут осуществляться и непосредственно мышкой. Для этого нужно поместить курсор в окно просмотра, и, удерживая левую кнопку, чуть сдвинуть мышь в нужную сторону. Камера послушно последует за курсором. А благодаря переменной скорости электроприводов, скорость перемещения позволяется изменять динамически: чем дальше курсор находится от центральной точки, тем быстрее работают моторы. Это довольно удобный способ позиционирования, при некотором навыке получается даже плавно отслеживать перемещение какого-то объекта, находящегося на большом удалении от камеры.
Зуммирование также может производиться мышкой, для этого используется колесико. Мы непременно изучим работу двигателей камеры более подробно, а пока обратимся к ее настройкам. Особенно глубоко вдаваться в них мы не станем — настройки достаточно подробно описаны в PDF-версии руководства пользователя.
Параметры камеры традиционно для подобных аппаратов разбиты на тематические категории: настройки сети, видеокодеков, характера изображения, аудиопараметры, системные и прочие настройки.
Последовательность расположения этих параметров может показаться случайной и даже хаотичной, однако в каждой камере имеются свои особенности, а у каждого разработчика — своя логика. Достаточно их понять, и настройки не покажутся сложными. Отметим только ключевые параметры, а наиболее интересные изучим позже на практике.
При одном взгляде становится понятно, что камера — настоящий комбайн во всех отношениях. Включая сетевые функции, разумеется. Такого количества изменяемых параметров автору еще не доводилось видеть (хотя, возможно, такие камеры редко прибывают на тестирование). Здесь доступно все: смена портов HTTP, HTTPS и RTSP, активация DDNS со встроенной поддержкой cctv-network.co.kr и dyndns.org, ввод портов RTP для мультикастинга с указанием IP-адресов назначения, включение фильтрации пользователей по IP-адресу, задействование технологии виртуальной частной сети и даже переназначение портов HTTP и RTSP для обхода NAT.
Много внимания в настройках камеры уделено характеристикам изображения. Эти характеристики зависят от множества параметров: кодека, размера и частоты кадров, битрейта и даже размера GOP (Group Of Pictures — интервал между ключевыми кадрами). Также можно изменить и метод сжатия видеопотока, выбрав постоянный либо переменный способ распределения битрейта. Камера всегда формирует три разных потока, отключить какой-то из них нельзя. Каждый поток имеет свои собственные настройки, в некоторых случаях они зависят от настроек соседнего потока. Первый и третий потоки всегда транслируются с кодеком H.264, а поток №2 работает только с MJPEG, который нужен для совместимости с некоторыми браузерами и/или рекордерами.
Размер кадра может варьироваться от 320×240 до 1920×1080, а максимальная их частота в записи составляет 50 кадров в секунду. При выборе частоты следует отталкиваться от условий работы камеры и сопоставлять их с требованиями к получаемому видеоматериалу. Например, известно, что видео с высокой частотой кадров способно дать гораздо больше информации при реставрации событий. Однако, если со стандартной частоты 25 кадров в секунду перейти на частоту 50 fps, то при низком уровне освещенности камера будет вынуждена кратно увеличивать усиление, чтобы компенсировать яркость кадра. Но любое усиление — это цифровой шум, который негативно влияет на четкость и снижает количество полезной информации, которая могла бы пригодиться при восстановлении событий. В результате пользователь получает этакую вилку выбора: получает одно, но теряет другое.
Отметим еще одну важную особенность: при выборе частоты 25 кадров в секунду камера может производить аппаратное увеличение динамического диапазона (функция WDR), в то время как при 50 кадрах в секунду доступен только программный WDR.
Отметим наличие детальных настроек даже такого параметра, как автофокус. Эта функция в обычных камерах является закрытой для изменений. Здесь же, как видим, позволяется выбрать режим, задать лимит расстояния, изменить скорость (1—8) и чувствительность (1—3) автоматической фокусировки. Непривычно видеть в камере наблюдения подобные настройки, которые встречаются разве что в профессиональной фото- и видеотехнике.
На карте памяти камера создает множество одинаковых по объему файлов с расширением .rec, с течением записи полностью заполняя ими всю карту памяти. Обычными средствами (ПК, проводник) карту памяти прочитать нельзя, скопировать файлы тоже не получится. Увидеть их можно разве что в специальных программах, которые предназначены для восстановления данных с поврежденных носителей. Помимо файлов с видеозаписями, на карте памяти присутствуют также служебные индексные файлы, в которые записывается информация о видео для его синхронизации по времени.
Эта синхронизация используется камерой для быстрого поиска и экспорта записанного материала в модуле просмотра. Здесь имеется возможность задать временной интервал для поиска события по его типу, либо воспользоваться таймлинией, продолжительность которой составляет один час. Отметив в окне экспорта начало и конец интересующего события, пользователь должен указать папку, в которую будет сохраняться видео. Есть тут и минус: невозможно экспортировать на жесткий диск сразу весь записанный камерой видеоархив: если подсчитанный объем видеофайла будет превышать один гигабайт, камера откажется копировать. Таким образом, данный модуль предназначен для экспорта конкретных участков видео, местоположение которых по дате и времени известно хотя бы примерно.
Следующие настройки, которые мы изучим, не касаются технических характеристик видеопотока, а регулируют экспозицию, баланс белого и прочие атрибуты картинки. Перехваливать разработчика — опасное дело, можно сглазить. Да и рановато еще, статья только началась. Но невозможно пройти мимо столь подробных настроек выдержки, диафрагмы, баланса белого, яркости, контрастности и резкости, которые здесь предусмотрены. На этой же страничке присутствует еще один важный блок параметров, которыми регулируется поведение инфракрасной подсветки. Назначение некоторых пунктов сходу не поймешь, однако прочтение подробного руководства пользователя расставляет все по своим местам.
Теперь, как обещали, рассмотрим ключевые — возможно, уникальные — параметры камеры в подробностях.
Поворотно-наклонный механизм
В камеру встроены мощные двигатели с переменной скоростью работы, совмещенные с точным механизмом позиционирования. Это позволяет мягко и аккуратно управлять камерой даже при работе на максимальном зуме, плавно перемещая изображение на доли градуса, если скорость поворота платформы выставлена на минимум.
При каждом включении камеры она производит своими приводами калибровку, с помощью внутренних датчиков проверяя и восстанавливая исходное положение и наклон. Этот процесс занимает около минуты, но в настройках эту функцию самопроверки можно отключить.
Функциональность, которую обеспечивает поворотно-наклонный механизм, регулируется в особом разделе настроек — Конфигурация камеры. Здесь собраны настройки положений камеры (Пресеты), их может быть до 256, маршрутов (Тур, последовательность перемещений из одного запрограммированного положения в другое), шаблонов действий (Паттерн, последовательность операций панорамирования, наклона и масштабирования, программируемая оператором или администратором — поддерживается до 8 шаблонов).
Если камера определенное время (от 10 до 600 секунд) не получает PTZ-команд от оператора или в текущей программе действий не имеется заданий, аппарат может перейти в положение Home, иначе говоря, прийти в какое-то запрограммированное исходное состояние. В качестве такого состояния могут выступать Пресеты (запрограммированные сочетания поворота, наклона и зума), Туры (маршруты по пресетам) или Паттерны (последовательность поворота, наклона и зума).
Положительная особенность конструкции камеры заключается в отсутствии мертвых зон у поворотного механизма. Нет никаких фиксаторов и ограничителей — камера может свободно вращаться без остановки в любом направлении.
Однако оператор может создать искусственную преграду, ограничив свободу поворотной платформы и наклонного блока в любом диапазоне с точностью до градуса. За это отвечает еще один пункт в PTZ-настройках, Угол обзора. Таким образом, если подобная настройка активирована, камера ни за что не сумеет повернуть объектив в запретный сектор.
Скорость поворота и наклона изменяется в настройках камеры, на максимальной скорости платформа в состоянии совершить полный оборот на 360 градусов менее чем за четыре секунды, а в режиме тура — до 380 градусов за одну секунду.
Во время зуммирования можно наблюдать движение линз объектива, уходящих внутрь корпуса. Обеспечиваемый оптической системой тридцатикратный зум — это очень серьезный параметр для камер с высококачественной оптикой. Существует известная взаимосвязь: чем ниже качество оптики и мельче датчик изображения — тем кратней у камеры зум. Но в нашем случае высокая кратность зума вовсе не означает низкое качество оптики и матрицы. И в этом несложно убедиться своими глазами.
Зум
В разных камерах зум зуму рознь, поскольку исходное фокусное расстояние у каждой камеры — свое. Правильней (понятней для пользователя) было бы измерять зум в градусах обзора объектива по горизонтали. Уточним — не по диагонали, как любят указывать некоторые производители, а именно по горизонтали. Конечно, вычислить все эти параметры нетрудно, достаточно обладать точными сведениями об оптико-электронной системе. Так, еще не имея в наличии камеры, но подготавливая материалы для статьи, мы построили трехмерную модель местности, где планировалось установить камеру, и без особого труда определили углы обзора камеры. Как впоследствии оказалось — почти без ошибки, несмотря на слегка нестандартный для видеотехники размер матрицы (1/1,9 дюйма).
В нашем случае все честно и предельно прозрачно: при съемке без зума камера охватывает 61,2° по горизонтали, а на полном зуме (30×) угол обзора уменьшается до 2,32°. Для наглядности приведем две видеосъемки, сделанные одновременно: в левой части ролика представлено видео с рассматриваемой камеры наблюдения, а в правой части — съемка обычной видеокамерой, имеющей 10-кратный оптический зум.
Эффектная разница, ничего не скажешь. Между прочим, такая возможность приблизить участок или объект в какой-то мере компенсирует вызывающий внешний вид камеры и ее габариты, делающие аппарат заметным даже на расстоянии. Впрочем, даже если кто-то, находящийся в 100 метрах, распознает камеру и сумеет понять, что объектив направлен в его сторону, то особо «шифроваться» вряд ли станет. Потому, что наверняка не подозревает о способности камеры зафиксировать его так, словно он находится в непосредственной близости.
Вероятно, это чуть ли не единственный случай съемки людей в рамках статьи. Увы, действующее законодательство не позволяет распространять их снимки без согласия. Другое дело — птицы. Или архитектура. От них проблем не будет. А представление о кратности зума такие стоп-кадры дают даже более яркое.
Вряд ли кто-то может предполагать, что камера наблюдения способна играть роль пусть скромного, но все-таки телескопа. Однако может. Например, вот так выглядит Юпитер со своими спутниками, находящийся в созвездии Весов.
Поскольку эта астросъемка велась в то время, пока Юпитер находился невысоко над горизонтом (камера способна поднять объектив не более, чем на 10 градусов вверх от горизонтали), то невооруженным глазом на небосводе можно было различить только планету. Спутники Юпитера и звезды на заднем плане при этом не заметишь вследствие слишком большого атмосферного слоя, ведь камера направлена почти горизонтально. Но чувствительный датчик камеры преспокойно фиксирует эти невидимые глазом звезды. О чувствительности мы поговорим позже, а сейчас отметим, что для получения такого чистого, почти без шумов, снимка ночного неба, потребовалось перевести аппарат в режим День (хотелось получить хоть какой-то цвет), настроить параметры экспозиции вручную и, разумеется, отключить инфракрасную подсветку.
В заключение зум-главы приведем несколько стоп-кадров, полученных камерой на большом и малом фокусных расстояниях.
Инфракрасная подсветка
Причина отключения инфракрасной подсветки для получения чистого кадра во время наблюдения за звездным небом объясняется в следующем видеоролике, который получен нашей камерой.
Нет, это не снежный буран в начале мая. Это весенняя пыльца с зацветающих растений, поднятая порывами ветра. Ну и, конечно, немного обычной пыли, как же без нее. Отражаясь в инфракрасном свете и фиксируясь очень чувствительной матрицей, эти мелкие объекты портят всякое наблюдение, если оно ведется в аналогичных условиях. Так же это будет выглядеть и в темном запыленном помещении — на складе, к примеру. Избавиться от этого мельтешения получится, лишь увеличив фокусное расстояние, что и было сделано в ролике выше. Но постоянное наблюдение на зуме вряд ли имеет какой-то смысл. Кстати, под дождем камера в ночном режиме даст примерно такую же картину, только с вертикальными полосами. Зимой тоже возможны подобные засветки от кристалликов льда в сильный мороз, не говоря уже о падающем снеге.
Частично избавиться от пыли и пыльцы удалось, лишь перебравшись в город и поднявшись на порядочную высоту. Следующие кадры получены с высоты восьмого этажа. Здесь инфракрасным прожектором камеры высвечиваются только редкие случайные пылинки.
Бесспорно, высокая чувствительность датчика камеры играет положительную роль, однако в некоторых случаях — как в нашем — может и помешать наблюдению. Ведь любая вспыхнувшая в кадре пылинка рискует быть воспринятой детектором движения камеры как вторжение.
Но вернемся к вопросу инфракрасной подсветки. Во-первых, взглянем, действительно ли столь высока эффективность узконаправленного луча, который синхронизирован с оптической системой камеры? Для ответа на вопрос нужно лишь дождаться темноты. Следующие стоп-кадры были получены последовательно с включенной и выключенной инфракрасной подсветкой, примерное расстояние от камеры до объекта (крыша частного дома) составляет 250 метров.
Если при включенном ИК-излучателе мы четко видим очертания крыши, печной трубы и бревенчатую стену, то с выключенным прожектором ничего, кроме темного провала, не видно. К тому же, как это ни парадоксально, оценке эффективности инфракрасной подсветки мешает слишком чувствительный датчик камеры, который способен подробно фиксировать детали даже при свете Луны или редких уличных фонарей. Получается, что при наличии даже слабого света инфракрасная подсветка фактически становится лишней, только ухудшая четкость картинки. Причина очевидна: мелкая взвесь в воздухе, которая рассеивает луч. Следующие стоп-кадры показывают объект — строительный кран — находящийся на расстоянии 320 метров от камеры.
В следующем примере снята сцена, происходящая в 150 метрах от камеры на противоположном берегу реки — компания молодых людей оказалась неплохо освещена светом от разведенного костра, так что и в этом случае инфракрасная подсветка оказалась ненужной. Чувствительности датчика камеры более чем достаточно, чтобы распознать удаленные объекты наблюдения.
Наконец, еще один характерный пример, показывающий фактическую ненужность ИК-прожектора при съемке удаленных объектов в городских условиях или при свете Луны и других слабых источников освещения: это здание расположено уже примерно в полукилометре от камеры.
Наконец, еще один, пожалуй, заключительный пример, в котором показывается уже явная польза от такой дальнобойной подсветки. На снимках — забор, находящийся в 135 метрах от камеры. Эти снимки даже комментировать нет никакой необходимости.
Много разных выводов можно сделать из всех приведенных материалов. Одно несомненно: инфракрасная подсветка камеры действительно имеет высокую дальнобойность, однако ее реальную эффективность полностью оценить (или измерить) получится только в абсолютной темноте. Увы, это невозможно сделать — где взять такое закрытое от любого света пространство?
Измерить не получится, но увидеть работу инфракрасной подсветки нашей камеры со стороны — вполне можно. Для этого воспользуемся еще одной камерой наблюдения — скромной поворотной малышкой с очень слабой (комнатной) ИК-подсветкой и невысокой чувствительностью. Вот она, прикреплена над нашим полноразмерным Darkbuster.
Теперь направим обе камеры в одну точку, вниз от горизонта, и, включая и выключая ИК-прожектор большой камеры, заберем с малого аппарата стоп-кадры. Здесь даже не нужно подписывать полученные снимки — любой читатель разберется в них без указаний.
Эффективность инфракрасной подсветки большой камеры более чем наглядна. Но оказывается, свет прожектора можно «увидеть» также с помощью самой камеры-носителя. Для этого достаточно быстро изменить фокусное расстояние с одновременным переводом объектива на темный участок поверхности. В следующем ролике хорошо заметен момент отключения дальнобойного ИК-прожектора и дальнейшая работа ИК-подсветки для ближней зоны.
Кстати, без специальных технических средств различить эту работающую подсветку со стороны невозможно — излучение идет в невидимом для человеческого глаза диапазоне. Поэтому даже бьющий прямо в глаза инфракрасный прожектор камеры совершенно незаметен, он не выдает себя никаким видимым свечением, как это бывает в большинстве камер с ночным режимом работы.
Наиболее эффективной эта узконаправленная ИК-подсветка камеры оказывается при наблюдении за объектами, находящимися в пределах 100 метров. Благодаря этой съемке, алиби соседского кота оказалось под угрозой.
Наконец, приведем «главные» стоп-кадры, показывающие эффективность инфракрасной подсветки ближней зоны. Цифры, находящиеся в центре кадра, означают расстояние от камеры до них.
Из этих снимков видно, что эффективность ИК-подсветки ближней зоны составляет 35-40 метров. Следует добавить, что тестирование ИК-подсветки проводилось строго с заводскими настройками камеры:
WDR — Wide Dynamic Range, широкий динамический диапазон
Эта функция позволяет получить сбалансированное по контрасту изображение, с тем, чтобы не допустить затемненных или пересвеченных участков в видеоизображении. Настройки WDR в рассматриваемой камере состоят из выбора трех пунктов, которыми изменяется степень воздействия технологии WDR на картинку.
На следующих стоп-кадрах показана работа WDR с разными настройками.
Как видим, технология дает неплохие результаты: пересвеченные участки — в частности, светлая доска в левой части кадра — при включении WDR обретают структуру, однако при этом темные участки не становятся темнее. Полезная функция, которая поможет распознать в записи сильно засвеченный или слишком темный объект.
Напомним, что аппаратный WDR работает только при частоте кадров 25 в секунду, а на 50-кадровой частоте возможно только программное увеличение динамического диапазона.
Шумоподавление
Эта функция требуется при съемке с недостатком освещенности. Ввиду того, что камера автоматически включает усиление, картинка испещряется цифровым шумом. Частично снизить уровень шума и призвана технология шумоподавления. Здесь, как и в случае с WDR, настройки изменяют степень агрессивности шумодава от низкой к высокой.
Эффективность шумоподавления камеры заметна невооруженным глазом — на высоком уровне любой шум практически исчезает. Что, кстати, чрезвычайно полезно для правильной работы детектора движения. Ведь для него этот шум — ровно такой же объект, требующий рассмотрения, как и любое движение в кадре. Также низкий уровень шума значительно снижает битрейт, затрачиваемый на кодирование потока в режиме VBR. Ведь для кодека каждая цветная вспышка-помеха — это отдельный самостоятельный объект, требующий кодирования.
Приватные зоны
Графическое оверлейное наполнение кадра — необходимая в видеонаблюдении функция. Помимо стандартных имени камеры, текущей даты и времени, рассматриваемый аппарат дает возможность создания и сохранения приватных зон. Это обычные цветные плашки, перекрывающие часть кадра, которую по разным причинам нежелательно демонстрировать и записывать. Но плашки эти можно назвать обычными, лишь если мы имеем дело со стационарными неповоротными камерами. Там все проще некуда: закрасил нужный участок и в ус не дуй, никто не увидит и не запишет происходящее в этих зонах. Но ведь наша камера вращается, изменяет фокусное расстояние. Чуть повернул купол с объективом — «плашка» сдвинулась и вся конспирация пошла насмарку.
Не тут-то было! Разработчик предусмотрел динамическое изменение положения и размера закрашенных участков. Выглядит это очень впечатляюще. Получается, что заданные запретные участки не будут видны ни при каких условиях, ведь они автоматически вместе с поворотом камеры меняют свое положение и размер в трехмерном пространстве, по горизонтали, вертикали и глубине кадра. Вот как это выглядит при захвате с экрана компьютера:
Точно так же эти разноцветные блоки будут перекрывать запретные зоны и в конечной видеозаписи, сделанной камерой. Единственный способ сбить положение приватных зон — вручную повернуть или наклонить блок камеры, это вполне вероятный сценарий внешнего вмешательства. Однако камеру не обманешь: стоит приложить усилие и чуть повернуть платформу или наклонить оптико-электронный блок, как аппарат тут же запускает принудительный процесс юстировки положения, наклона и зума камеры, в течение которого аппарат восстанавливает сбитые значения.
После этой непродолжительной самопроверки приватные зоны вновь займут свое запрограммированное положение, а хулиган останется с носом.
События на входе (триггеры тревог)
Раздел настроек Событие включает любые внешние и внутренние воздействия, явления и происшествия, которые камера в состоянии зафиксировать и может ответить на них тем или иным образом. Например, в ответ на обнаружившееся в кадре движение отправить E-Mail администратору. Или, зафиксировав в кадре лицо человека, сформировать снимок и отправить его на удаленный FTP-сервер. Вариантов действий и их сочетаний допускается бесчисленное множество, поскольку под событиями, на которые должна следовать реакция, камера понимает восемь технологически абсолютно разных факторов: момент загрузки (включения), сигнал с внешних датчиков, пришедший на тревожные входы, активация тревоги оператором, детекция движения, потеря сети, внешнее несанкционированное вмешательство (закрытие объектива или поворот платформы), анализ видеоконтента на предмет обнаружения объектов и движения по заданным размерам и маскам, распознавание лиц в кадре, обнаружение внутренних неполадок в работе (AIHM), а также запуск тревоги в установленное время и дату.
О детекторе движения следует рассказать чуть подробнее. Этот модуль разрешает создавать не только зоны, за которыми камера должна наблюдать (рамки зеленого цвета), но и зоны, детектирование движения в которых не требуется (оранжевая рамка). Для каждой зоны предусмотрены свои, уникальные настройки чувствительности и даже продолжительности обнаруженного движения.
Распознавание лиц в кадре работает в основном так же, как и в любом современном смартфоне или фото- видеокамере. Иногда в работе модуля возможны ошибки (не ошибается только тот, кто не работает): на следующем скриншоте видно, как камера приняла сочетание объектов за чье-то лицо и отметила нарушителя полупрозрачным желтым прямоугольником.
Следующий модуль требуется изучить подробней. Речь об анализаторе содержания видео. Вкратце его назначение таково: отслеживание движущихся объектов с определением их размеров и траектории движения. В настройках анализатора устанавливается чувствительность обнаружения, минимальные и максимальные размеры объектов в пикселях, зоны анализа и зоны исключения анализа произвольной формы, а также рисуются линии, пересечение которых может являться триггером для объявления камерой тревоги.
В таком режиме камера может отображать анализируемые зоны и другие графические дополнения, обводя при этом каждый обнаруженный объект рамочкой.
События на выходе (действия по тревоге)
Все перечисленные выше условия могут являться толчком к какому-либо действию камеры. Выбор действий так же богат, как и перечень самих событий-источников: отправка E-Mail восьми получателям, отправка снимков на четыре FTP-сервера, активация тревожного выхода (например, для включения внешнего прожектора, замка двери, сирены и т. д.), звуковое оповещение (на линейный аудиовыход камеры поступает заранее загруженная аудиозапись), переход камеры в предустановленное положение (пресет), запись тревожного видеоролика на карту памяти, XML-уведомление на указанный сервер и порт, изменение качества видеопотока при срабатывании тревоги, отправка сообщения на сервер уведомлений с указанием типа, метода, ссылки, порта и реквизитов пользователя.
О параметре Усиление (Boost) нужно сказать чуть подробнее. В камере можно создавать разные профили видеопотока для ситуаций без события (например, движения) и по событию. Тем самым можно существенно экономить дисковое пространство за счет адаптивного изменения битрейта и частоты кадров.
Также следует уточнить некоторые моменты, касающиеся аудиофункций камеры. К имеющемуся у нее линейному аудиовходу требуется подключать чувствительный микрофон. У нас таких, к сожалению, не нашлось — в наличии оказались только микрофоны ближнего поля действия, которые используются в пресловутом караоке. Его чувствительности хватило лишь на передачу звука, источник которого находится в паре сантиметров от микрофонной решетки — не помог даже встроенный в камеру усилитель чувствительности. С аудиовыходом все проще — достаточно усилителя, который подключен помехозащищенным кабелем, и звук, транслируемый камерой, будет громко и отчетливо слышен в колонках.
Однако для того, чтобы камера издала какой-то звук помимо звука с достаточно чувствительного микрофона, этот звук нужно сначала в камеру загрузить. Аппарат способен сохранить до трех аудиофайлов, каждый из которых может впоследствии использоваться камерой для аудиооповещения о том или ином событии. Подготовка файла производится с помощью специальной утилиты, готовый файл загружается в память камеры прямо на страничке аудионастроек.
Пожалуй, при наличии аудиофункций — пусть и опциональных, ведь встроенных микрофона и динамика в камере нет — разработчику стоит подумать над созданием еще одного триггера для тревоги: по уровню звука, поступающего с микрофона.
Связь событий
Эти настройки — связующее звено между событием на входе и событием на выходе. Данный раздел находится в самом конце настроек Событие, и не зря: подразумевается, что перед тем, как создавать очередную связь, пользователь уже ввел все необходимые настройки в разделах Событие на входе и Событие на выходе. Теперь ему остается создать нужное количество сценариев реакции камеры на то или иное происшествие. Модуль с этими настройками несложен и нагляден. На следующем скриншоте можно видеть, что вновь создаваемое правило заставит камеру при обнаружении движения в регионе №1 выполнить следующие действия: отправить тревожное письмо двум адресатам, загрузить снимок на FTP-сервер, подать сигнал на тревожный выход, воспроизвести аудиофайл 1, поднять битрейт и частоту кадров видеопотока, повернуть камеру в положение (пресет) №7, и наконец, записать видеоролик на карту памяти.
Все эти действия производятся камерой сразу по наступлении заданного события. Допускается создать до 15 связей-сценариев, которые будут работать одновременно.
Разрешающая способность
Измерение разрешающей способности камеры нельзя произвести посредством съемки обычной тестовой таблицы, для этого таблица должна быть гигантских размеров, поскольку камера не может сфокусироваться на близкорасположенных объектах. Чтобы измерить разрешающую способность, мы прибегли к другому способу: к съемке отдельного участка таблицы, который распечатан на большом листе. Такая съемка проводится с постепенным изменением расстояния от камеры до мишени, а впоследствии полученная видеозапись совмещается в видеоредакторе с исходным рисунком таблицы до совпадения пропорций. В результате получается 100%-ный кроп целого кадра с ключевым элементом таблицы, показывающий разрешающую способность.
Видно, что камера не обладает экстремально высокой разрешающей способностью, достигая 800-900 ТВ-линий по горизонтальной стороне кадра. Для камер наблюдения с фиксированным фокусным расстоянием такой результат вполне предсказуем и даже стандартен. Но для камер с такой высокой кратностью зума этот результат очень хорош.
Во время записи камера формирует видеопоток, сжатый кодеком H.264, кодируя его с битрейтом до 8000 Кбит/с. Выбор между постоянным и переменным битрейтами следует делать, исходя из пропускной способности канала связи. Качество сжатия зависит от уровня битрейта: при его недостатке детали теряются, в кадре появляется характерная пикселизация, блочность или замыленность. Второй кодек, с которым камера ведет трансляцию — это стандартный MJPEG, который требуется для совместимости со сторонним оборудованием.
Выводы
В заключение вспомним, что рассмотренная камера имеет встроенную поддержку стандарта ONVIF, что позволяет подключить аппарат к любому комплексу наблюдения с поддержкой этой технологии. Мы без труда подключили камеру к домашней системе наблюдения, работающей на базе Synology.
Перечислим обнаруженные достоинства аппарата (все назвать не получится, ограничимся основными):
- быстрый и точный поворотно-наклонный механизм
- высококачественная оптическая система с 30-кратным зумом
- мощная инфракрасная раздельная подсветка для ближней и дальней зон с адаптивным уменьшением угла по мере увеличения оптического зума
- беспрерывная трансляция до трех потоков одновременно с частотой до 50 кадров в секунду
- питание через Ethernet (PoE) или от адаптера постоянного тока 12 В
- наличие четырех тревожных входов и одного выхода
- встроенные функции аудио, позволяющие подключить внешнее оборудование (микрофон, усилитель)
- поддержка ONVIF
- изменение качества видеопотока при срабатывании тревоги
- эффективная система шумоподавления
Пожалуй, единственный недостаток, до которого мы сумели додуматься — отсутствие поддержки прямой записи в сетевое хранилище (NAS) по протоколу NFS.
Стоимость камеры Smartec STC-IPM3933A Darkbuster на момент подготовки обзора составляла около 150 тысяч рублей. Немалая сумма, конечно. Однако подобный аппарат, сочетающий мощную оптику с ночной подсветкой, широчайший выбор функций с поддержкой множества сетевых протоколов, имеющий к тому же уличную надежную конструкцию, никак не может стоить на уровне обычной IP-камеры, место которой в каком-нибудь забытом углу. Потенциальным заказчиком подобного оборудования вряд ли будет скромное частное лицо. Это, скорее, серьезная организация, которая не желает экономить на безопасности.
В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор IP-камеры Smartec STC-IPM3933A/1 Darkbuster:
Наш видеообзор IP-камеры Smartec STC-IPM3933A/1 Darkbuster можно также посмотреть на iXBT.Video
