225937751

(пусто)
 

+7 (918) 519 36 15

+7 (863) 248 98 49

+7 (863) 219 35 24


пнд. - пятн. 10.00-17.00

DonVideo

На рынке с 2004 года

Каталог

КУРС ВАЛЮТ

БЛОГ / НОВОСТИ

Блог / Новости RSS 2.0

H.265 (HEVC) — маркетинговый трюк или что-то большее? Что несёт с собой грядущая смена стандарта кодирования

Газета "Security News" / Статьи по системам безопасности / Избранное / Системы видеонаблюдения

H.265 (HEVC) — маркетинговый трюк или что-то большее? Что несёт с собой грядущая смена стандарта кодирования

20.11.2013

За прошедшие четыре года доминирующим видеокодеком в отрасли безопасности стал Н.264, но в последнее время ряд производителей и экспертов принялись весьма интенсивно «продавливать» Н.265. В связи с приходом нового кодека возникает ряд вопросов. Прежде всего общественность интересуется двумя: когда HEVC станет общеупотребительным и надолго ли всё это. Однако редакцию интересуют чуть более глубоко зарытые вещи: например, кто получит основные выгоды от перехода на новый стандарт кодирования, и не является ли это очередным маркетинговым трюком, позволяющим сдвинуть рыночный баланс в сторону определённых игроков. Несомненно, с технической стороны новый формат отличается от своих предшественников. Просто хотелось бы убедиться в том, что все резервы «старого» Н.264 уже исчерпаны. Ведь смена формата — это, по сути, революция. Для успеха которой, как говорил дедушка Ленин, необходимо, чтобы «низы не хотели, а верхи не могли».

Заявляемые ключевые маркетинговые отличия — или, говоря простым языком, «фишка» кодека, называемого одновременно HEVC и H.265, состоят в том, что при том же самом качестве изображения видеопоток H.265 имеет вдвое меньший битрейт, чем поток, сжатый кодекомH.264. К примеру, если для передачи сжатого кодеком Н.264 видеопотока разрешением 1080p с частотой кадров 30 кадров в секунду битрейт составляет примерно 4 мегабита в секунду, то у изображения эквивалентного качества, сжатого новым кодеком Н.265, битрейт упадёт до 2 мегабит в секунду. Выглядит привлекательно, однако, как всегда, возникает вопрос о цене этого перехода.

Стоит ли овчинка выделки — решать, к сожалению, не нам с вами. Позиция редакцииSecurity Newsизвестна. Мы выступаем за создание специализированного кодека, который учитывал бы все особенности и специфические требования, накладываемые на передачу видеоданных в системах безопасности. Удивительно, но, несмотря на «мультимедийное» происхождение кодека Н.265, кое-что из «наших» потребностей здесь оказалось учтено (об этом читайте ниже). Последнее слово, как водится в серьёзных отраслях, всегда — за крупными производителями оборудования и систем. А «киты» индустрии безопасности вовсе не торопятся прибавлять единичку к имени кодека: с одной стороны, не так высока маневренность производственных мощностей, а с другой — слишком много средств в последние годы было инвестировано в раскрутку Н.264. Не пропадать же добру...

H.265 (HEVC) — маркетинговый трюк или что-то большее?

Технические отличия Н.265

Более высокая производительность нового кодека по сравнению с предшественниками обусловлена несколькими значительными структурными улучшениями. Определяющими из них являются три — изменение максимального размера блока, введение параллельного декодирования и реализация произвольного доступа к изображениям внутри видеопотока.

Максимальный размер блокав стандарте H.264 составляет 256 пикселов (16 x16), а в стандарте H.265 он может быть в 16 раз больше (4096 = 64 x 64). Интересно, что в стандарте Н.265 размер блока выбирается самим алгоритмом в процессе кодирования в зависимости от содержания кодируемого изображения. По утверждениям сторонников нового стандарта, изменяемый размер блоков и увеличение максимального предела этого размера позволят более эффективно обрабатывать изображения с высоким разрешением. Кстати, новый стандарт поддерживает пиксельные разрешения вплоть до 8192 х 4320 (35 мегапикселов) — самого высокого из современных телевизионных стандартов, также называемого 8К.

Возможностьпараллельного декодирования,предусмотренная в декодерах H.265, позволяет раздельно и одновременно обрабатывать различные части одного и того же кадра. Такая обработка может существенно ускорить воспроизведение и предоставляет возможность воспользоваться преимуществами многоядерных процессоров, завоевавших сегодня большую популярность на IT-ориентированных рынках. Кодек H.264 таких возможностей не предусматривал.

В новом стандарте предусмотренпроизвольный доступ к изображениям(Clean Random Access). Это означает, что декодирование произвольно выбранного кадра видеопоследовательности производится без необходимости декодирования каких-либо предшествующих ему в потоке изображений. Для мультимедиа произвольный доступ не является критичным, а вот для видеонаблюдения, в особенности мониторинга в реальном времени, такая возможность весьма желательна: переключившись на определённый видеопоток из соображений оперативной необходимости, оператор должен мгновенно получить изображение на своём экране: в охранных приложениях одна-две секунды могут иметь решающее значение. Опустив сложные технические подробности того, как это реализовано в новом кодеке, стоит упомянуть, что здесь не требуется обязательная вставка в видеопоток промежуточных опорных кадров (I-frames), за счёт которых заметно увеличивается битрейт.

С точки зрения технических характеристик кодируемого видеосигнала, его «верхний» профиль Main 10 обеспечивает более высокое качество цветопередачи, поскольку предусматривает 10-битное цветовое кодирование, в то время как все существующие стандарты, включая «нижний» профиль Main 8 самого H.265, отводят на цветовой атрибут пиксела всего 8 бит.

В стандарте предусмотрены средства автоматического определения типа развёртки, однако, в отличие от предшественников, кодек изначально ориентирован на обработку видеоизображений, полученных путём прогрессивного сканирования. Но это не означает, что H.265 неспособен работать с чересстрочной развёрткой — разработчики учли тот факт, что достаточно большое количество находящихся в эксплуатации систем генерируют кадры из двух полей.

А вот чего существенно не хватает кодеку H.265: масштабируемого кодирования. Его планировалось реализовать ещё в H.264, однако по каким-то причинам сделать этого не удалось ни в одном из этих стандартов. Наличие масштабирования позволило бы без лишних затрат вычислительной мощности на дополнительную обработку передавать изображения клиентам, использующим относительно медленные подключения к сети. В какой-то степени масштабирование способствует и более рациональному использованию средств хранения видеоданных в системах. В настоящее время масштабируемое кодирование стоит в ряду плановых расширений стандарта. По мнению экспертов, требование масштабируемости во многом продиктовано начинающимся бумом облачных технологий хранения и обработки данных.

Общие сведения о стандарте HEVC (H.265)

Стандарт HEVC (High Efficiency Video Coding, «высокоэффективное кодирование видеосигнала») определяет формат сжатия видеоизображений, предназначенный для замены ранее принятого стандарта H.264/MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding, «продвинутое кодирование видеосигнала»), совместно разработанного экспертной группой по видеоизображениям Moving Picture Experts Group (MPEG) Международной организации по стандартизации ISO и экспертной группой по кодированию видеосигнала Video Coding Experts Group (VCEG) Международного союза по телекоммуникациям. Первая группа разработчиков дала стандарту внутреннее название ISO/IEC 23008-2 MPEG-H, часть 2, а вторая — H.265.

Утверждается, что стандарт HEVC позволяет вдвое увеличить степень сжатия цифровых видеоданных по сравнению со своим предшественником либо существенно повысить качество изображения при сохранении показателя плотности потока данных. Новый алгоритм сжатия поддерживает стандарт сверхвысокой чёткости 8K и пиксельные разрешения изображений до 8192 х 4320.

Областями применения стандарта являются вещательное телевидение, мультимедиа, промышленное ТВ ивидеонаблюдение. Дата официальной публикации первой версии стандарта — 13 апреля 2013 года. Ряд позиций, предполагавшихся к внедрению в стандарте, на момент его выпуска остался нереализованными, и в настоящее время объединённая команда экспертов работает над дальнейшими расширениями стандарта, самыми важными из которых являются масштабируемое кодирование и трёхмерное видео.

Что способствует повышению качества изображения

Большое количество производителей IT-продукции преподносят формат сжатия H.265 как средство повышения качества изображений. Следует отметить, что это в определённой мере является лукавством. В реальности у изображений, сжатых кодером H.265, качество ничуть не выше, чем у обработанных алгоритмом H.264, который, в свою очередь, с точки зрения качества ничуть не лучше, чем MPEG-4. Поскольку во всех упомянутых кодеках предусмотрена возможность произвольно устанавливать степень сжатия, качество сжатой картинки зависит лишь от предпочтений пользователя. Другое дело — вписать видеоизображение в реалии технического окружения. Прежде всего это касается ресурсов пропускной способности сетей.

Если пропускная способность вашей сети передачи данных достаточна для передачи изображений, сжатых по стандарту H.264, то переход на компрессию H.265 не повлечёт за собой каких-либо улучшений в качестве изображения. Такой переход может лишь снизить битрейт, то есть несколько разгрузить вашу сеть. Единственный случай, когда переход на новый кодек будет способствовать повышению качества изображений — если из соображений экономии битрейта изображения сжимались кодеком Н.264 заведомо чрезмерно, и артефакты компрессии мешали эффективному считыванию деталей операторами ивидеоаналитикой.

Сомнения и ограничения

Как и большинство современных видеокодеков, Н.265 максимально эффективен (то есть способен подтвердить маркетинговые ожидания) в относительно несложных сценах наблюдения, где отсутствуют резкие перепады контрастности и не наблюдается интенсивных перемещений объектов и фона. Обещанная экономия битрейта/объёма средств хранения в 50% прежде всего касается именно таких сцен. То есть в реальных условиях — на оживлённом перекрёстке или в торговом зале супермаркета — цифры экономии окажутся существенно меньшими.

Кроме этого, на сегодняшний день толком не востребованы все «экономические» преимущества кодека-предшественника. Большинство производителей оборудования и систем, в частности, так и не осуществили переход на более продвинутые варианты профилей H.264. В видеонаблюдении чаще всего используются три профиля этого стандарта. Базовый профиль (Baseline) — это минимальная экономия полосы пропускания и минимальная нагрузка на вычислительные ресурсы. В последние несколько лет он приобрёл наибольшую популярность у вендоров. Главный профиль (Main) обеспечивает, согласно результатам независимых тестов, 10-30% улучшение показателей по сравнению с базовым. В последние несколько месяцев производители проявляют всё больший интерес именно к этому профилю. Высокий профиль (High) предоставляет ещё более существенные преимущества, однако на сегодняшний день вендоров, которые обеспечили совместимость с этим профилем, можно буквально пересчитать по пальцам.

Иными словами, производителям и без нового кодека есть куда развиваться, при этом не испытывая лишних рисков и двигаясь по относительно накатанному пути. Поскольку отрасль с переходом на IP-видео всё в большей степени становится «айтишной», здесь начинают работать соображения, свойственные сисадминам: то, что нормально работает, лучше не менять и вообще не трогать.

...

Полную версию статьи«H.265 — маркетинговый трюк или что-то большее? Что несёт с собой грядущая смена стандарта кодирования», читайте в электронном журнале Security Focus.

Компания: Security Focus (Секьюрити Фокус)



Источник:http://www.secnews.ru/articles/19208.htm#ixzz47gZwVbVK
Security News

AHD — еще одна технология аналогового HD

AHD — еще одна технология аналогового HD

       Наконец появились  серийные образцы камер и регистраторов HD качества (720р) с аналоговой передачей сигнала AHD. Эта технология компании Next, получившая это наименование, была заявлена около полугода назад и продемонстрирована разработчиком на форуме MIPS весной этого года. Тогда не удалось получить образец для испытаний. Сейчас уже интернет полон предложениями о камерах и системах видеонаблюдения технологии AND, которая "значительно лучше" уже знакомой CVI. Поставщики обещают "более четкое и более цветное" изображение при полной аналогии  основных параметров форматов, определяющих качество изображения.

       Это сразу вызывает некоторые сомнения, особенно, с учетом обилия регулировок параметров изображения как в регистраторе, так, зачастую, и в камере.

Во всяком случае, говорить при сравнении об яркости, контрастности, цветности и четкости изображения, понимая под этим не синоним разрешения, не имеет смысла. Похоже, разработчики уже активно "толкаются локтями".  В представленной таблице 1 Next представляет преимущества своей технологии  AHD.

     Таблица 1

AHD — еще одна технология аналогового HD

Причем, пока на рынке не замечено камер AHD с аудио каналом и формата 1080p. Мериться же дальностью передачи при аналоговом методе во многом не корректно, поскольку кабели разных производителей сильно отличаются даже в пределах одного типа, а снижение разрешения и цветовые искажения нарастают плавно, и нет критериев определения предела. Ведь старые телевизионные стандарты качества, похоже, забыты окончательно. 

На фото 1 и 2 приведены стоп-кадры систем AHD и CVI.

AHD — еще одна технология аналогового HD

Фото 1.

AHD — еще одна технология аналогового HD

Фото 2.

Очевидно, что в целом изображения достаточно идентичны. Как показала практика, при аналоговой передаче HD изображения  длина кабеля и его качество особенно влияют на передачу цвета, а не на разрешение. Но это в основном характерно для систем Full HD (1080p). 

На фото 3 и 4  представлены объединенные фрагменты клина оценки горизонтального разрешения телевизионной таблицы для различных длин кабеля систем AHD и CVI.

AHD — еще одна технология аналогового HD

Фото 3.

AHD — еще одна технология аналогового HD

Фото 4.

На фото 5 и 6 представлены цветовые шкалы таблицы для тех же самых условий.

AHD — еще одна технология аналогового HD

Фото 5.

AHD — еще одна технология аналогового HD

Фото 6.

AHD — еще одна технология аналогового HD

Фото 1.

Из представленных материалов видно, что технологии практически идентичны по выходным параметрам. Более того, похоже, что и технические принципы, заложенные в эти варианты достаточно близки. Во всяком случае, регистратор AHD воспринимает сигнал от камеры CVI, правда, в черно-белом варианте. Но для потери цвета достаточно несколько изменить значение цветовой поднесущей. С регистратором CVI и камерой AHD несколько хуже. Изображение, кроме отсутствия цвета, неустойчиво и сдвинуто по горизонтали.

Выводы

Предстоящая конкуренция внутри технологии аналоговой передачи изображений HD будет только тормозить внедрение этой техники. Рынок видеонаблюдения, по всей видимости, ждет универсального оборудования для аналоговой передачи HD изображения. Тем более, уже сейчас встречаются регистраторы, одновременно работающие со стандартными композитными сигналами PAL, CVI или AHD, IP и даже HD-SDI.    

Статья взята с сайта security-bridge.com

Что такое HDCVI видеонаблюдение

HD-CVI что это


композитный видеоинтерфейс высокого разрешения

       HDCVI является новым стандартом в области аналогового видеонаблюдения, и в отличие от своего предшественника — стандарта PAL, позволяет передавать видеосигнал разрешением до 1920x1080 пикселей. Авторскими правами на стандарт HD-CVI владеет компания Dahua.

       Основное отличие нового стандарта заключается в изменённой технологии формирования и передачи видеосигнала, стандарт предполагает полное разделение сигнала яркости и цвето содержащих сигналов, что позволяет избежать накопления помех для получения более чёткого изображения, а также в HDCVI реализован проприетарный алгоритм предварительной обработки немодулированного видеосигнала с последующим применением квадратурной амплитудной модуляции для передачи по линии связи — обычному коаксиальному кабелю волновым сопротивлением 75 Ом.

       В виду использования низкочастотной модуляции стандарт HDCVI, в отличие от цифрового стандарта HDSDI, не столь требователен к точности изготовления разъёмов и характеристикам кабеля, а также менее подвержен воздействию высокочастотных помех от окружающего оборудования. Максимальная дальность передачи видеосигнала на качественном коаксиальном кабеле может достигать 500 метров. Возможно использование приёмопередатчиков по витой паре для увеличения расстояния передачи. Применение технологии автоматической компенсации сигнала позволяет минимизировать искажения на относительно длинных участках трасс. Дальнейшее развитие стандарта HD-CVI предполагает реализацию двусторонней передачи сигналов управления (например PTZ), а также передачу аудиосигнала по единому каналу.

       HDCVI — ещё не IP, уже не PAL, и без капризов HDSDI Каждый стандарт передачи видеосигнала имеет свои преимущества, недостатки и особенности, обусловленные концептуальным подходом к реализации того или иного стандарта.

       В общих чертах все стандарты передачи видео разделяются на цифровые и аналоговые.

       HDCVI является аналоговым стандартом со всеми вытекающими, и основным недостатком аналоговых стандартов является накопление шума по мере удаления приёмного устройства от устройства сигнал формирующего, и как следствие - искажение картинки. Степень искажения картинки целиком зависит от качества трассы и общей электромагнитной обстановки. Но HDCVI является более устойчивым к помехам чем тот-же PAL, благодаря выше описанным технологиям, и также поддерживает возможность использования приемопередатчиков по витой паре. Цифровые стандарты передачи видеосигнала подразумевают пакетную передачу данных в цифровом виде, задействуя широкополосный ВЧ спектр, и позволяют без искажений передавать данные в первозданном виде, однако подобные системы также не лишены недостатков — так к примеру стандарт HD-SDI довольно чувствителен к качеству кабеля, при максимальной длине трассы в 100 метров.

       IP-камеры видеонаблюдения на сегодняшний день несомненно являются мощным инструментом, оснащённым способностью передавать изображения практически любого разрешения, не ограничиваясь, как HDCVI, максимальным разрешением в FullHD(1920*1080). Максимальная длина сегмента для Ethernet с использованием витой пары — также составляет 100м. IP камеры также могут быть снабжены алгоритмами аналитики, обеспечивая предварительную оценку видеоизображения и могут предоставлять необходимые семантические данные вместе с видеопотоком серверу или NVR. IP камерам доступны все возможности модели сетевого взаимодействия DOD (Модель TCP/IP), что позволяет очень гибко настраивать, расширять, и интегрировать IP камеры в системы безопасности, настраивать их таким образом, чтобы отсылать необходимые данные куда угодно. IP камера по факту является мини компьютером на базе процессора, который правильнее будет называть ASIC (Application-Specific Integrated Circuit — интегральная схема специального назначения) или SoC (System-on-a-Chip — система на кристалле). В SoC входит ARM ядро, аппаратный кодек H.264/MPEG/MJPEG, и различные контроллеры интерфейсов.

       Таким образом, для обеспечения возложенного функционала IP камера является более сложным устройством и требует более тонкой настройки и технического обслуживания. IP системам характерны различные задержки в передаче realtime изображения, обусловленные особенностями передачи данных по сети, отсутствующие в аналоговых системами и cистемах HD-SDI.

       Практическое применение HDCVI Стандарт HDCVI больше всего подходит для модернизации уже существующих систем видеонаблюдения, построенных на аналоговых камерах. Переезд с аналоговых систем на IP подразумевает полную перепрокладку кабелей, что составляет немалую часть бюджета всей системы видеонаблюдения, а в некоторых случаях проведение новых монтажных работ является невозможным по эстетическим соображениям либо экономически нецелесообразным.

       Модернизация существующей системы видеонаблюдения со стандарта PAL на стандарт HDCVI позволит совершить качественный скачок в детализации видеоизображения при минимальных затратах.

 

AHD технология и ее сравнение с другими стандартами

AHD технология: качество 720p/1080p по коаксиалу на 500 м без задержек и потерь

analog-high-definition

Современный рынок систем видеонаблюдения предлагает широчайший выбор моделей оборудования и решений, построенных по разным технологиям и семействам технологий, таких как: CCTV, HDCCTV, IP. Так, пользующихся большим интересом технологий семейства HDCCTV, уже больше 7. Все они чем-то отличаются, в чем-то похожи, у каждой есть преимущества и недостатки. Неудивительно, что в таком многообразии сложно выбрать ту самую технологию, которая соответствует желаемому балансу стоимости-надежности-качества-простоты и будет удовлетворять специфическим потребностям заказчика.

Чтобы разобраться в этом многообразии технологий, в этой статье мы кратко сравним технологии, заслуживающие особого внимания и подробно остановимся на технологии AHD.

analog-high-definition

AHD – это технология передачи HD/Full HD видеоизображения, звука и управляющих сигналов по обычному коаксиальному кабелю на расстояние 500 м без потерь качества и задержек. Технологию AHD разработала хорошо известная на рынке систем видеонаблюдения корейская компания NEXTCHIP, продукция которой применяется в видеорегистраторах и видеокамерах большинства производителей систем видеонаблюдения. 

Ключевые особенности технологии AHD

Высокое качество изображения при разрешении 720p/1080p  
Технология использует прогрессивную развертку при формировании сигнала и разделение яркостной и цветностной составляющих аналогового сигнала: это позволяет устранять размытость и мерцания, улучшить цветопередачу.

format

Надежное и недорогое соединение 

Технология передачи данных AHD не предъявляет больших требований к качеству коаксиального кабеля. Поэтому для передачи может использоваться любой кабель, который имеется в наличие, в том числе комбинированный.

Высокая дальность прокладки сетей без потери качества 
На расстояние до 500 м видеоизображение передается без потерь качества.

coax

AHD видеокамера                                                         AHD видеорегистратор

Качественное видео без задержек 
Отсутствие задержек сигнала, характерных для IP систем.

latency

Универсальное применение 
Видеорегистраторы AHD могут работать в трех режимах, а именно с тремя видами видеокамер: стандартными аналоговыми D1/960H, AHD видеокамерами и IP видеокамерами. Это позволяет подключить к AHD видеорегистратору уже установленные на объекте IP и/или стандартные аналоговые видеокамеры.

skhema-2

AHD видеорегистраторы могут быть легко внедрены в существующую систему видеонаблюдения, при этом в зависимости от скорости модернизации системы, старые аналоговые видеокамеры могут без каких либо сложностей заменяться на AHD видеокамеры.

AHD видеорегистраторы поддерживают работу с облачным сервисом и CMS системами, предоставляющими удаленное управление системой; позволяют управлять PTZ устройствами, имеют тревожные входы и выходы, поддерживают возможность резервного копирования и имеют несколько видеовыходов.

На схеме показано, как находясь в любой точке мира можно удаленно через сеть Интернет или Интранет, а в некоторых случаях локальную сеть, управлять, настраивать/обслуживать, получать видеоархивы с нескольких систем видеонаблюдения на нескольких объектах (ограничение только по количеству одновременно отображаемых видеоизображений с одного компьютера, т.е. можно одновременно наблюдать не более 64 видеоизображений с 64 видеокамер).

На схеме в блоке «Remote Control» изображено стационарное или мобильное рабочее место оператора. На персональном компьютере, ноутбуке или планшете должна быть установлена CMS система. В CMS системе указываются адреса видеорегистраторов, к которым нужно получить доступ. Видеорегистраторы могут быть установлены на любых территориально удаленных объектах, которые имеют подключение к локальной сети, сети Интернет или Интранет.

Модернизация существующей системы без дополнительных затрат 
Простота монтажа, наладки и обслуживания. Cтоимость оборудования AHD систем сравнима со стоимостью оборудования стандартных аналоговых систем видеонаблюдения.

Совместимость с любыми торговыми марками оборудования 
HD технология является открытой для всех производителей, что позволяет заказчику выбирать AHD оборудование от разных конкурирующих производителей, не беспокоясь о его совместимости.

Элементы технологии AHD

Главными элементами технологии AHD являются (рисунок ниже):

  • на стороне видеокамеры процессор обработки изображений с блоком формирования и передачи AHD сигнала (ISP + AHD TX);
  • на стороне видеорегистратора аудио-видеокодек AHD RX, который формирует необходимый сигнал для цифрового процессора (SoC – система на кристалле).connection

К другим наиболее важным элементам системы видеонаблюдения по технологии AHD относятся:

  • 1.3 или 2.0 мегапиксельная КМОП-матрица (1.3M/2.0M CMOS) – это неотъемлемая часть видеокамеры, которая преобразует световой поток, падающий на её чувствительную часть, в требуемые электрические сигналы, необходимые для формирования видеоизображения на экране монитора или телевизора. В видеокамерах по технологии AHD рекомендуется применять высококачественные КМОП-матрицы, например, SONY IMX238, которые обладают повышенной чувствительностью при плохом освещении (особенно в инфракрасном диапазоне), например, ночью. К наиболее важным параметрам матрицы относятся: чувствительность, разрешение, размер матрицы;
  • на строне видеорегистратора обязательным является цифровой процессор SoC, от которого требуется не только принять поток аудио- видеоданных и другие сигналы и сохранить на устройстве хранения, но и обеспечить удобную работу оператора системы видеонаблюдения при высокой стабильности всей системы. Поэтому важно правильно выбирать процессоры зарекомендовавших себя производителей с учетом соотношения «стоимость-производительность», например, Grain, HiSilicon или Texas Instruments;
  • объектив (Lens) видеокамеры. Неправильный выбор объектива может заметно ухудшить качество изображения. Так, при недостаточном оптическом разрешении изображение становится размытым, теряется четкость деталей.

Принципиальное отличие AHD видеокамер от стандартной CCTV заключается в работе связки ISP + AHD TX, которая, принимая сигнал с матрицы высокого разрешения, производит разделение яркостной и цветностной составляющих, позволяет настроить обработку цифрового изображения (уменьшение шумов, устранение засветки, настройка чувствительности, расширение динамического диапазона и т. д.), обрабатывает PTZ-управление, управляет ИК подсветкой, затем преобразует цифровой сигнал в аналоговый для передачи на большие расстояния. От IP видеокамеры AHD отличаются отсутствием сжатия видеопотока, что также позволяет избежать задержки видеоизображения, присущей IP видеокамерам.

На стороне AHD видеорегистратора главную функцию, которая отличает технологию AHD от других, выполняет аудио-видеокодек AHD RX. Он может принимать CVBS/COMET/AHD сигналы из коаксиальной линии, осуществляя оцифровку и декодирование, выделение цветностной и яркостной составляющих, обработку звука и другие операции. В отличие от IP видеорегистратора, AHD видеорегистратор способен принимать поток аудио-видео и других данных с CCTV, HDCCTV и IP, при этом для аналогового сигнала сжатие аудио-видеопотоков происходит с помощью цифрового процессора (SoC), а для цифрового (c IP видеокамер) потока SoC принимает уже сжатый аудио-видеопоток, как и в обычных IP видеорегистраторах.

Сравнительная таблица семейства технологий HD-over-coax и IP систем

Технология 960Н HDCVI HDTVI AHD HD-SDI IP
Стандарт1 открытый закрытый открытый открытый открытый открытый
Связка2 CCD+DSP CMOS+ISP CMOS+ISP CMOS+ISP CMOS+ISP CCD/CMOS+DSP
Тип сигнала3 аналог аналог аналог аналог цифра цифра
Качество изображения4 удовл. очень хорошее очень хорошее очнь хорошее отличное Оч. хорошее
Разрешение 700TVL 720P/1080P 720P/1080P 720P/1080P 1080P 720P/1080Р и больше
Совместимость с
инфраструктурой на коаксиальном кабеле5
высокая высокая высокая высокая средняя конвертер
Гибридный real-time режим6 нет да да да нет нет
Сложность решения7 средняя средняя средняя низкая средняя высокая
Максимальное расстояниелинии без повторителя, м (кабель 5С-2V) 200
кабель 5С-2V, РК75-5
500
кабель 5С-2V, РК75-5
500
кабель 5С-2V, РК75-5
500
кабель 5С-2V, РК75-5
150
кабель 5С-2V, РК75-5
150
кабель Cat.5
Тип кабеля коаксиал коаксиал коаксиал любой
коаксиал
коаксиал витая пара
Требования к качеству кабеля средние средние средние низкие высокие низкие
Сигнал CVBS CVBS CVBS CVBS SDI IP
Сжатие/потери нет нет нет нет нет есть
Задержки нет нет нет нет нет есть
Видеорегистратор 960H DVR HDCVI DVR HDTVI DVR AHD DVR SDI DVR NVR
Сложность обслуживания8 низкая низкая низкая низкая низкая высокая
Стоимость решения низкая средняя низкая низкая высокая высокая

1 – открытый стандарт означает, что любой производитель может разрабатывать решения на базе данной технологии без ограничений со стороны владельца этой технологии;

2 – под связкой понимается, какой тип матрицы и процессора используется в видеокамере;

3 – тип сигнала указывает на то, какой сигнал передается по линии соединяющей видеокамеру и видеорегистратор;

4 – визуальное восприятие наблюдаемого видеоизображения, сформированное оборудованием данной технологии: отсутствие артефактов, четкость линий, насыщенность и другие характеристики изображения;

5 – под совместимостью понимается возможность успешной работы оборудования по данной технологии с использованием уже существующих на объекте коаксиальных линий связи. Если технология не требовательна к качеству коаксиальной линии, то совместимость следует считать высокой;

6 – способность видеорегистратора одновременно работать с тремя типами видеокамер: стандартные аналоговые, HDCCTV , IP видеокамерами;

7– под сложностью решения понимается сложность разработки проекта, монтажа и пуско-наладки системы видеонаблюдения типичного объекта;

8 – характеризует уровень требований к навыкам и знаниям технического персонала и операторов систем видеонаблюдения.

Из сравнительной таблицы видно, что очевидными лидерами рынка HDCCTV, а возможно и всего рынка систем видеонаблюдения в последующие годы могут быть три технологии HDCVI, HDTVI и AHD.

С одной стороны, технология HDCVI, в отличие от HDTVI и AHD является закрытой, что накладывает ограничение на распространение технологии в решениях производителей систем видеонаблюдения. Это объясняется тем, что Dahua как компания-владелец технологии HDCVI имеет все возможности обеспечить техническое и стоимостное превосходство своей продукции над решениями производителей, которым она может продать право на использование HDCVI технологии.

С другой стороны, на первый взгляд нет разницы между технологиями HDTVI и AHD, однако технологию AHD разработала компания NEXTCHIP, продукция которой применяется в видеорегистраторах и видеокамерах большинства производителей систем видеонаблюдения, что может служить одной из причин более широкого распространения технологии AHD в последующие годы.

Исходя из этого, разумно предположить, что именно технология AHD станет наиболее востребованной на рынке систем видеонаблюдения в ближайшие годы.

Таким образом, если от системы видеонаблюдения требуется высокое качество видеоизображения, возможность записи/воспроизведения звука и управления PTZ устройствами на расстоянии 500 м и более, и при этом заказчик располагает сильно ограниченным бюджетом и не готов мириться с задержками видеосигнала, сложностью обслуживания, возможными инфраструктурными проблемами и риском несанкционированного доступа к системе видеонаблюдения через внешние сети, равно как и зависимостью от одного производителя, то открытая технология AHD, разработанная признанным участником ранка систем видеонаблюдения безусловно является достойным выбором, на который следует обратить внимание в первую очередь. Более того, AHD видеорегистраторы могут быть превосходным решением в случае гибридных систем, включающих аналоговые и IP видеокамеры.

ссылка на автора статьи:

Опубликовано 

Обзор функций современных видеокамер

Обзор функций современных видеокамер

Благодаря использованию процессоров цифровой обработки сигнала (DSP), в последние годы, стали доступны различные функции, которые далеко не всегда являются необходимыми, и более того могут быть вредны. Делая выбор в пользу той или иной модели камеры, и монтажной организации, и конечному потребителю, необходимо четко понимать что он в итоге получит.

HLC – High Light Compensation (Компенсация яркой засветки)

У некоторых из производителей эта функция может называться по-другому (например, Eclipse или Blaсk Mask BLC (BMB), что не меняет ее сути.



Известно, что камера отрабатывает уровень освещенности, меняя значение выдержки электронного затвора или управляя диафрагмой объектива. Когда в поле зрения камеры находятся очень яркие участки, они влияют на эту отработку и настройка затвора или диафрагмы по средней яркости приводит к неразличимости деталей в темных участках. Если яркие участки исключить из расчета средней яркости, детали в темных тонах будут лучше различимы. Этим и занимается функция компенсации яркой засветки. Она просто маскирует яркие участки, заменяя их серым цветом, средняя яркость кадра значительно снижается и затемненные участки изображения становятся видны.

Самым ярким примером работы такой функции, является четкое определение номера автомобиля в условиях прямой засветки камеры фарами этого же автомобиля.

Минусы:
Полезность компенсации яркой засветки, очевидна, однако, при установке системы телевизионного наблюдения в холле здания со стеклянным входом, лучше использовать функцию BLC или еще лучше WDR, нежели HLC, иначе вы лишитесь возможности видеть улицу, поскольку, там как правило, всегда светлее и компенсация яркой засветки просто закрасит все изображение улицы серым цветом. Конечно, регулировка уровня компенсации во многих камерах имеется, но она ваятеле спасет, поскольку на улице днем гораздо светлее, чем в помещении.

Еще одни "грабли" могут ждать желающих определять номера автомобилей с использованием камер с ИК подсветкой. Номер автомобиля покрыт светоотражающей краской, правильнее даже "имеет световозвращающее покрытие". Такое покрытие отражает падающий свет строго в обратном направлении, угол рассеивания отраженного света весьма мал. Если камера имеет ИК подсветку, то ИК свет отразится от номера строго в направлении камеры, номер для камеры будет слишком ярким и функция компенсации яркой засветки закрасит его серым цветом. Выход: прожектор нужно относить в сторону от камеры, благо угол светоотражения очень мал и отнести прожектор можно совсем на небольшое расстояние.

Sense-Up (режим повышенной чувствительности)

Как бы всем хотелось, чтобы видеокамеры показывали изображение в полной темноте и без использования ИК подсветки. Но сигнал становится слабым и его не видно в шумах матрицы, входных каскадов и других возможных источников шумов. Бороться с этими шумами – очень трудно, а вот с их влиянием можно. Один из способов применяется в радиолокации. В ней используются методы накопления отраженных от цели сигналов. Если отраженные сигналы отличаются не сильно, они суммируются по амплитуде, которая растет в количество суммирований раз. С шумом дело другое, он, как правило, случайный и в любой момент времени не похож на себя в другой момент времени. В таких случаях суммирование происходит по мощности, которая пропорциональна квадрату напряжения. Значит, амплитуда шума растет в корень квадратный из количества суммирований раз. Как это можно использовать в видеонаблюдении? Можно суммировать поля изображения (это половинки кадров). Так и делают, суммируя до 500 кадров в один. Значение чувствительности таких камер (в люксах) будет иметь много нулей после запятой. Камеры с такой чувствительностью могут видеть даже при свете звезд

Минусы:
Есть только одна загвоздка – любой движущийся объект будет восприниматься как нечто близкое к шуму, идущий человек, в лучшем случае будет выглядеть как призрак и на изображении ночного города мы увидим только призраки автомобилей, но не сами движущиеся автомобили. Режим повышенной чувствительности не пригоден для наблюдения за быстро движущимися объектами. При большом количестве суммируемых полей мы можем вообще не увидеть на стоп кадре быстро движущихся объектов.

LSC - Lens Shadow Compensation (Режим компенсации затенения объектива)

Зачастую, объективы видеокамер создают затенения по углам изображения. Особенно это характерно для варифокальных объективов при установке максимального угла обзора. Функция компенсации затенения объектива выравнивает среднюю яркость в углах изображения.

Бывают случаи, когда яркость в углах изображения должна быть меньше, такая там освещенность и так и должно выглядеть. Тогда эту функцию стоит просто выключить.

DIS – Digital Image Stabilization (Цифровая стабилизация изображения)

Наверняка, многие видели рекламу по ТВ, где нам рассказывают про фотоаппараты и бытовые видеокамеры, которые дают резкое изображение, даже при дрожании рук снимающего. Рекламируется оптическая стабилизация изображения, когда одна из линз объектива, или, реже, матрица двигаются для компенсации перемещения фотоаппарата или камеры.



В нашей отрасли такое решение слишком дорого, поэтому используют цифровую стабилизацию изображения. При дрожании камеры, изображение смещается в противоположном движению направлении, в памяти видеокамеры, исключая смещение этого изображения между полями.

Однако, для смещения картинки нужен запас по полям. В реальности, изображение на правой картинке должно быть крупнее. Чтобы исключить появление черных полос по бокам, используется средняя часть изображения, а поля остаются для резерва при перемещении изображения в памяти камеры.

В результате мы получаем возможность ошибки расчета угла обзора камеры, при включении этой функции и ухудшение разрешающей способности, поскольку используется только центр изображения, формируемый меньшим количеством пикселей матрицы. Как у каждой функции, и у этой есть свой минус.

WDR – Wide Dynamic Range (Широкий динамический диапазон)

Эта функция не нова. Но тонкостей по ней более чем достаточно.

Известно, что матрице видеокамеры зачастую не хватает динамического диапазона, особо это проявляется в типовых условиях наблюдения людей на входах в аэропорты, офисы и другие здания со стеклянными входами. Свет с улицы создает сильную засветку, затвор или автодиафрагма настраиваются на средние значения яркости по полю кадра, но светлое изображение улицы теряет различимость в самых ярких участках, а люди в помещении слабо различимы в тени.

Как решить задачу наблюдения в таких условиях? Известная функция BLC (компенсация встречной или фоновой засветки) настраивает камеру на среднюю освещенность в центре кадра (типовое решение, бывает можно выбрать зоны чувствительности). Человек в центре кадра будет виден лучше, но изображение улицы мы совсем потеряем. Вот тут и приходит на помощь функция расширенного динамического диапазона.

Для ее реализации были разработаны специальные матрицы, часто их называют матрицы с двойным сканированием или с двойной плотностью. Упрощенно, идея в том, чтобы в течение одного полукадра сделать два снимка, один с длинной выдержкой, второй – с короткой. И сложить эти изображения в выходном сигнале, что позволит лучше видеть на экране детали в светлых и темных участках изображения.

Минус:
Такие матрицы увеличивают стоимость камер примерно на 30%.

Но есть и другой способ
Часть производителей предлагает "электронную версию". Два снимка с разными выдержками делаются на обычных матрицах, только скорость вывода информации падает в 2 раза, до 25 полей в секунду. Для многих задач записи видео на регистраторы этого достаточно, но смотреть в реальном времени может быть неприятно. Так что и в этом случае мы имеем и плюсы и минусы обоих решений.



В современных камерах с цифровой обработкой сигнала начали вводить предварительную гамма коррекцию для снимков с разной выдержкой, что, конечно, не увеличит еще больше динамический диапазон самой камеры, но позволяет существенно улучшить визуальное отображение снимаемой сцены. Такая гамма коррекция поддерживается пока далеко не всеми новыми камерами.

DNR – Digital Noise Reduction (Цифровое подавление шумов)

В условиях недостаточной освещенности, изображение бывает зашумленным. Главный недостаток этого эффекта состоит в том, что зашумленное изображение очень плохо сжимается алгоритмами в регистраторах и растет объем архива.

Существует два способа подавления шумов

2D подавление шумов. Производится коррекция яркости соседних пикселей одного кадра, специальные математические расчеты определяют, насколько это изменение соответствует параметрам шума и, если вероятность влияния шума высока, уменьшают разницу в яркости на рассчитанную величину.

3D подавление шумов. Расчеты производятся не только для одного кадра, а для нескольких последовательных кадров, что позволяет более точно выделить шум, ведь он меняется и во времени и так его легче отследить. Эта технология считается более современной и более эффективной.

Если посмотреть работу цифровых фильтров шумов, результат может впечатлить, изображение действительно становится приятнее для просмотра. А о результатах коррекции яркости пикселей изображения, о сопутствующих этому процессу искажениях исходного изображения, я прошу подумать читателей самостоятельно. Оценить это очень сложно, но "бесплатно" и эта функция не работает.

Адаптивная ИК подсветка

Хоть эта функция и не относится напрямую к цифровой обработке изображения, о ней стоит упомянуть.

Как многие замечали, работа подсветки от одного источника (пусть там много ИК светодиодов, но они все в одном месте) редко бывает идеальной. Дальние объекты подсвечены меньше, близкие – сильнее. Если нарушитель движется на камеру с ИК подсветкой в темноте, то вдали он "мелковат" и не очень виден в темноте, вблизи он "крупный", но пересвечен и тоже плохо различим. На среднем расстоянии все вроде нормально, но хочется увидеть нарушителя крупнее.

Адаптивная подсветка меняет свою мощность, в зависимости от отражения. При приближении нарушителя к камере, мощность подсветки уменьшится и мы сможем рассмотреть нарушителя "во всей красе". Вот в чем заявляемое преимущество адаптивной ИК подсветки.

Правда, если нарушитель близко, рассмотреть что-то вдали становится совсем сложно. И еще. До сих пор не удалось придумать алгоритм одновременного сопровождения нескольких целей одной поворотной камерой, вот и в случае адаптивной подсветки, она не сможет работать одновременно по группе нарушителей, находящихся на разных дальностях от камеры.