Что должна иметь камера видеонаблюдения, чтобы заслужить титул "высокопроизводительной"? Высокое разрешение, способность работать при слабом освещении, конструктивную прочность, широкий динамический диапазон, возможности автоматизированного анализа видеоматериала, мегапиксельное изображение... но, как вы сами догадываетесь, всё перечисленное вряд ли сможет встретиться в одной конкретной камере. Совсем как в анекдоте из советского прошлого: нельзя быть в одно и то же время умным, честным и партийным.

В мире спорта или, скажем, в шоу-бизнесе нет четко определенного понятия "высокой производительности". "Высокопроизводительный" футболист может оказаться хорошим нападающим, но может предстать и в образе вратаря. "Высокопроизводительный" исполнитель может собирать стадионы, продавать гигантские тиражи пластинок или просто быть любимцем критиков.

То, что наблюдается в футболе и рок-н-ролле, похоже, справедливо и для столь узкоспециальной области, как производство камер видеонаблюдения. Высокая производительность? Опросив множество специалистов, вы сами убедитесь, что под этим понимается и повышенное разрешение матрицы, и вандалоустойчивость исполнения, и высокая светочувствительность, и расширенный динамический диапазон, и встроенная видеоаналитика,.. в общем, каждый наделяет указанное словосочетание чем-то особенно милым его душе.

Эксперты ведущего американского отраслевого журнала SDM предприняли попытку сообща определить критерии "высокой производительности" камеры, а также объяснить, чем "высокая производительность" отличается от "высокого разрешения" -- а также выработать рекомендации для дилеров и интеграторов по подбору оптимальной "высокопроизводительной" камеры для выполнения конкретной задачи.

Первое, с чего начали эксперты, -- установили, что данная характеристика является глубоко субъективной. Иначе говоря, слова "высокая производительность" в зависимости от контекста -- то есть для разных пользователей и разных условий применения одной и той же камеры -- могут означать технически разные вещи.

Дон Биби, вице-президент компании CBC American, говорит: "Не существует повсеместно принятого в отрасли определения понятия "высокопроизводительная камера". Так называют камеры, применяющие новейшие технологии для обеспечения той или иной функциональной возможности. Высокопроизводительной может быть и стандартная аналоговая камера. В ассортименте нашей продукции есть аналоговые камеры, лидирующие по показателям продаж".

Представление о высокой производительности меняется в ходе эволюционного развития технологий -- на это указывает Гари Перлин, вице-президент Speco Technologies, компании с 45-летней историей, занимающейся всеми видами видеооборудования для промышленного, коммерческого и частного применения.

Например, еще несколько лет назад стандартная цветная камера имела горизонтальное разрешение в 380 строк. Как только появлялась новая камера с разрешением в 420 строк, ей незамедлительно приклеивали ярлык "высокопроизводительной". Сегодня высокопроизводительными называют камеры с горизонтальным разрешением уже в 520-560 строк.

Разрешение, однако, является лишь одним из параметров, характеризующих производительность. Другим важным параметром, по утверждению Перлина, является уровень рабочей светочувствительности. При этом чувствительность вообще никак не связана с разрешением матрицы; камеры высокого разрешения вполне могут иметь и невысокие показатели чувствительности (и наоборот). Вот тут-то и возникает вопрос: а для чего конкретно предназначается камера?

"Для одной задачи лучше выбрать камеру с высоким разрешением, для другой -- с высокой чувствительностью", -- считает Дэн Скроггинс, специалист по маркетингу компании Pelco. По его утверждению, большинство камер с высоким разрешением прекрасно функционируют при нормальном освещении, однако испытывают немалые трудности при передаче изображений со слабо освещенных участков объекта. Многие клиенты Pelco, приобретающие камеры для систем безопасности, устанавливают их в затемненных проходах, где требуется именно высокая светочувствительность. В такого рода случаях наилучшим решением была бы стандартная ПЗС-матрица в паре с объективом, обеспечивающим максимально большое раскрытие диафрагмы.

Компания Pelco производит и продает камеры, способные получать устойчивое изображение при освещении всего в 0,00018 люкс, что в настоящее время является эталонным показателем. Но в ситуации полного отсутствия рассеянного света даже такая камера не смогла бы остаться "высокопроизводительной". "Тут вам понадобится уже тепловизионная камера", -- советует Скроггинс.

Даг Марман, вице-президент компании VideoIQ, тоже подчеркивает субъективность оценки производительности: "Иногда под этим понимается возможность работы в экстремальных условиях окружающей среды, иногда -- способность получать изображение при малом освещении либо вообще без такового. Тепловизионная камера может считаться высокопроизводительной, потому что она умеет реагировать на температуру тела. Видеоаналитика -- тоже "высокопроизводительная" функция, в стандартных камерах она отсутствует".
Производительность и разрешение

"Высокопроизводительные камеры" и "камеры высокого разрешения" -- вовсе не одно и то же. Высокое разрешение -- показатель, важный прежде всего для цифрового видео. Однако 95% находящихся в эксплуатации камер видеонаблюдения по-прежнему являются аналоговыми.

"Ситуация меняется, -- говорит Перлин. -- Через пять лет обычным явлением станет уже сетевое видеонаблюдение -- и тогда высокое разрешение станет важным показателем производительности камеры".

По наблюдению Биби, аналоговые камеры, как правило, имеют разрешение в 540 строк, в то время как цифровые мегапиксельные камеры имеют в четыре раза больший показатель: "Поэтому, когда говорят о камерах высокого разрешения, я считаю, что под этим подразумеваются мегапиксельные камеры".
Слагаемые успеха

Помимо наличия высокого разрешения и повышенной чувствительности, есть и ряд иных параметров, делающих камеры более либо менее подходящими для применения в тех или иных условиях. Эти факторы также следует учитывать, говоря о "производительности" камеры.

Один из важных параметров -- динамический диапазон, который дает камере возможность формировать устойчивое различимое изображение в сложных условиях освещенности объекта, когда очень яркие области кадра соседствуют с очень темными. Камеры с широким динамическим диапазоном в состоянии сбалансировать показатели контраста между областями изображения и представить "картинку" в виде, хорошо воспринимаемом глазами оператора.

Еще одна характеристика, требуемая специалистами по безопасности в определенных условиях -- защищенность камеры от несанкционированного доступа, как физического, так и по каналам сетевых подключений. Важной характеристикой может являться также и стабильность поведения в неблагоприятных средах -- например, при высокой температуре или под воздействием агрессивных с точки зрения коррозии веществ, таких, как соленая океанская вода. И, наконец, для некоторых задач производительность камеры определяется возможностью оперативно управлять фокусным расстоянием объектива.

Для Дага Мармана одним из существенных компонентов общей производительности является способность камеры самостоятельно анализировать изображение и на основе этого анализа автоматически выделять признаки определенного поведения объектов. Многие пользователи сетуют на то, что имеющиеся у них камеры не предлагают достаточного (на их взгляд) разрешения. Их потребности вполне сможет удовлетворить камера со встроенной видеоаналитикой. "Умная" камера интересна тем, что может формировать видеопоток, занимающий весьма небольшую часть полосы пропускания сетевой инфраструктуры и не требующий больших объемов дискового пространства для записи архива. А режим высокого разрешения включается автоматически при появлении в зоне наблюдения определенных признаков тревожных событий", -- объясняет Марман.

Пьер Паркинсон, вице-президент компании Avigilon, считает, что в идеале высокопроизводительная камера должна сочетать в себе высокое разрешение и широкий динамический диапазон. "Все начинается именно с камеры -- но как только видеосигнал покидает ее пределы, большинство систем наблюдения применяют к нему компрессию; в результате этого динамический диапазон и разрешение снижаются настолько, что запись даже на первый взгляд выглядит значительно хуже прямого сигнала". Компания Avigilon разработала систему видеонаблюдения высокой четкости, которая позволяет сохранить и разрешение, и динамический диапазон исходного видеосигнала.
На что обращать внимание?

Характеристики, которые должны определять выбор камеры, зависят от будущих условий ее эксплуатации. Грамотный инсталлятор, как считает Перлин, всегда начинает работу с посещения объекта и изучения мест предполагаемого размещения камер -- в ходе этого визита он оценивает характер освещения и степень агрессивности среды, выясняет пожелания заказчика и предварительно подбирает оптику. Исходя из собранной информации, инсталлятор предлагает заказчику варианты моделей камер для установки на данном конкретном объекте: "Иногда простая недорогая камера -- это все, что нужно заказчику. По-моему, правильный выбор камеры как раз и делает ее "высокопроизводительной".

Помимо освещенности объекта, инсталлятору, приступающему к работе, необходимо оценить возможности подачи электропитания к камерам и способ передачи сигнала. Скроггинс также указывает и на важность оценки условий окружающей среды: "Чтобы развернуть систему видеонаблюдения на участке морского побережья Аляски, вам заведомо понадобится оборудование с маркировкой "для экстремальных условий работы".

Биби согласен с мнением Перлина: в сфере охранного видеонаблюдения вовсе не всегда желанна новейшая камера с максимально высокими техническими показателями. Интеграторы ищут сочетания надежности, легкости в установке и эксплуатации с оптимальной ценой -- помимо "обычных" показателей -- достаточно высокого разрешения и адекватной цветопередачи.
Мегапиксельные тонкости

Согласно мнению Дага Мармана из компании VideoIQ, у мегапиксельных камер есть ряд особенностей: "Начнем с того, что камеры эти снабжены матрицами, способными фиксировать намного больше пикселов, чем это происходит в обычных камерах. Далее -- в цепи прохождения сигнала использованы иные алгоритмы компрессии изображения, нежели в обычных камерах". Многие мегапиксельные камеры используют компрессию формата JPEG, а ряд последних разработок -- MPEG-4.

Существует и некоторый компромисс, связанный с переходом на формат MPEG-4: наряду с тем, что при аналогичном качестве изображения он требует в несколько раз меньшей, чем JPEG, ширины полосы пропускания сети (и, соответственно, объема дисковых массивов для архивного хранения), для сжатия видеопотока этим кодеком на уровне камеры производится значительно больший объем математических вычислений. А чипы для мегапиксельных камер, обладающие достаточной вычислительной мощностью, появились совсем недавно.

Самое весомое преимущество мегапиксельной камеры состоит в том, что она способна охватить гораздо большую зону обзора, чем обычная. Это, в свою очередь, создает и два дополнительных преимущества. "Первое состоит в том, что одна мегапиксельная камера способна заменить несколько обычных, -- говорит Марман. -- Допустим, что вам необходимо обеспечить разрешение, достаточное для распознавания номерных знаков автомобилей при установке камеры над многополосным шоссе. Мегапиксельная камера способна считывать номерные знаки одновременно на нескольких полосах, в то время как обычная -- в лучшем случае на одной". А второе преимущество -- возможность применять цифровой зум и PTZ без необходимости использования каких-либо механических приспособлений.

Гари Перлин из Speco Technologies считает, что о рабочих свойствах мегапиксельных камер бытуют не совсем верные представления. Такие камеры могут использоваться только в составе сетевой системы видеонаблюдения. Аналоговых мегапиксельных камер не существует. Самая простая мегапиксельная камера имеет разрешение, в три раза превосходящее аналоговый стандарт, -- а для наиболее продвинутых моделей превосходство может быть и десятикратным.

"Проблема мегапиксельной камеры состоит в том, что в единицу времени она выдает такой объем данных, для передачи которого необходимо относительно много времени и значительные ресурсы пропускной способности сети, -- говорит Перлин. -- И чаще всего в итоге вы получаете меньшую частоту кадров. А достоинство такой камеры -- в том, что полученное ею изображение настолько хорошо детализировано, что его можно панорамировать и увеличивать цифровым путем. Мегапиксельная камера может быть оснащена широкоугольным объективом и установлена фиксированно -- и при этом вы сможете получить укрупненное изображение любой части кадра".

Так что же все-таки отличает мегапиксельную камеру от обычных -- пиксельное разрешение или объектив? По убеждению Перлина, главная особенность камеры -- это все-таки ее мегапиксельная матрица ПЗС. А прочие параметры камер лишь обусловлены высоким разрешением матрицы -- мощный процессор цифровых сигналов, более совершенный объектив и пр. При этом, поясняет Перлин, установка всех этих дополнительных компонентов в обычную камеру неспособна превратить ее в мегапиксельную.

По мнению Мармана, сегодня одним из главных применений мегапиксельных камер является распознавание номерных знаков. Персональная идентификация по чертам лица также относится к числу тех функций, для выполнения которых новые камеры подходят идеально.

Стоимость эксплуатации мегапиксельной камеры, по подсчетам Перлина, примерно на 30% превышает показатели обычных камер -- причем цифра эта увеличивается с ростом общего количества пикселов в матрице.

Цена некоторых моделей мегапиксельных камер может не отличаться от цены стандартных IP-камер, однако "верхние" модели обычно стоят в два-три раза дороже. Кроме того, при покупке мегапиксельной камеры необходимо иметь в виду связанное с ее применением увеличение расходов на оплату сетевого трафика и средств архивного хранения цифровых данных. Хорошая новость: в течение следующего года наши эксперты ожидают резкого падения цен на мегапиксельные камеры. Все дело в том, что рынок камер охранного видеонаблюдения отстает от потребительского рынка на 1-2 года, а в настоящее время идет массовый процесс перевода бытовых камкодеров на мегапиксельный формат. И, наконец, чтобы завершить разговор о ценах на мегапиксельные камеры, необходимо помнить: одна такая камера, будучи корректно инсталлированной, сможет заменить сразу несколько обычных камер. Например, компания Avigilon утверждает, что самая продвинутая в ее линейке камер 16-мегапиксельная модель эквивалентна по разрешению пятидесяти двум (!) стандартным аналоговым камерам.