Videovalvesüsteemid

Analoog või digitaalne videovalve ?

Ülerealaotus

Analoogvideovalve süsteemid kasutavad kaameraid, mille tehnoloogia mõeldi välja koos televisiooni sünniga. Selles ei salvestata kaadreid nii, nagu inimsilm näeb, vaid iga kahe kaadri kohta saab kokku ühe pildi. Kogu pilt jagatakse joonteks ja esimese kaadriga salvestatakse paaritud jooned (esimene poolkaader) ja teise kaadriga paaris jooned 2. poolkaader). Seda tehnoloogiat kutsutakse ülerealaotuseks (ingl. Interlaced). Ülerealaotuse tehnoloogia mõeldi välja selleks, et vähendada andmesidemahtu. Kui analoogkaamera pilti on vaja pärast tuvastuseks kasutada, siis tulemus võib olla selline, nagu kõrvaloleval pildil, ehk liikuvate objektide servad muutuvad triibulisteks. 
Selle probleemi vältimiseks, tuleks liikuva pildi salvestamisel  kasutada täiskaadrilaotusega IP kaameraid.  

Häired ja kaod koaksiaalvõrgus

Analoogkaamera ühendatakse salvestiga RG-59 koaksiaalkaabliga. Selle kaabli pikkus on piiratud. Pikemate distantside saamiseks kasutatakse fiiberkaableid ja konvertereid. Seega reaalselt on videosignaali kadudeta kanne pika maa taha piiratud. Mida kaugemal on kaamera, seda kehvem pilt on. 
IP kaamerate pilt ei kaota oma kvaliteeti, selle saab transportida üle Interneti kuitahes kaugele ja salvestada kaduteta. 
Vaata suuremalt

Analoog videosignaali muundamine digitaalseks

Analoogkaamerate pilti saab salvestada ka digisalvestites. Kui digisalvesti, või enkooder (seade, mis muudab analoogpildi digitaalseks) paigaldatakse kaamera juurde, siis on kaabli kadudest tingitud probleemid välistatud. 
Kui analoogkaamerat kasutatakse süsteemis, kus on digitaalne salvesti ja sellega ühendatud analoogmonitor, siis kogu ahelas toimub mitu signaali analoogist digitaalseks ja tagasi analoogsingaaliks muundamist. See rikub jällegi video kvaliteeti ja ülerealaotusest tingitud probleemide eest on lahendus endiselt kaitsmata. 

Analoogkaamerate eelised ja puudused

Sellegipoolest on analoogkaameratel ka oma eelised. Kõige suurem eelis on kahtlemata hind. Analoogkaamera on odavam, kui IP kaamera, kuna IP kaameras sisaldub on videpildi enkooder.
Analoogkaamerate suurimaks puuduseks on piiratud eraldusvõime. Kõrgresolutsiooniga HD pilti ei saa mitte ühestki analoogkaamerast. 


IP põhiste valvesüsteemide eelised

  • Süsteemi salvestuse ja signaaliedastuse saab hajutada ja dubleerida. See võimaldab salvestada videopildi geograafiliselt hajusalt paiknevates kettamassiivides.
  • Pildi samaaegne jälgimine on võimalik igalt poolt, kus on arvutivõrgu juurdepääs.
  • Uuele süsteemile üleminek ei välista olemasolevaid turvakaameraid, mis ühendatakse võrku spetsiaalsete IP-võrgu enkoodrite abil.
  • Süsteemi paindlik ja piiramatu laiendamisvõimalus.
  • IP- põhiste videovalvesüsteemide “pealtkuulamine “ ja rikkumine on keerukamad. - Signaale on võimalik võrgu tasemel hõlpsasti krüpteerida.
  • Videopilti saab jälgida Windows Exploreri, Safari, Chrome, Firefox veebilehitsejatega või Iphone, Ipad, Nokia, Google Android jt. nutitelefonidega
  • Serveri tarkvara võib olla Linux, Windows või Apple MacOS X . 

Kaamera paigutamine 

Kaameraid pannakse üldjuhul kolmel põhjusel. 
   1. tuvastada inimesi
   2. tuvastada autosid (näha auto numbrit) 
   3. jälgida mingit tööstuslikku protsessi

Inimesi saab tuvastada kahel moel- inimese nägu on selgelt nähtav või tuvastatakse inimene liikumise ja riietuse järgi. Teisel juhul peab olema tegemist inimesega, kes on vaatlejale teada. Kaamera paigaldamisel tuleb jälgida, kas soovitud kohas ja halbade valgustustingimuste korral on inimene või autonumber tuvastatav. Teadmine, et mingi hall kogu liikus punktist A punkti B ei anna olulist lisainformatsiooni. 

Valgustustingimused

Siinkohal kehtib väga lihtne reegel. Kui pole valgust, siis ei ole ka mingit nähtavat videopilti. Paljud videokaamerad kasutavad hämaras parema pildi saamiseks tehnoloogiat, kus liidetakse kokku mitu erinevat kaadrit. Selle tulemuseks võib olla halvimal juhul see, et liikuvad objektid muutuvad häguseks või lausa nähtamatuks. Lisaks valgustusele on oluline ka videokaamera optika. Mida suurem on läätse läbimõõt, seda rohkem valgust ta kinni püüab ja sensorile suunab. On selge, et nööpnõela pea suurusest augukesest head pilti ei saa. 
Seega kehvade valgustustingimuste korral tuleb kasutada kas 
      A. Vähese valguse korral kõrge tundlikkusega ja kvaliteetseid analoog või ip kaameraid (hinnatase alates 500 eur), kõrge tundlikkusega megapikselkaameratel isegi oluliselt rohkem.
      B. IP kaameraid koos korraliku üldvalgustusega 
      C. Termaalkaameraid või EMCCD kaameraid
 Sobilik kaamera tuleb valida halvimate valgustustingimuste järgi. 

Pildisensori suurus

Tüüpiliselt kasutatakse videovalves sensoreid suurusega vahemikus 1/4"-1/2". Kui annab valida, siis 1/2" on suurem kui 1/4" ja 4 korda valgusjõulisem. Kõrvaloleval pildil on antud videovalves kasutatavate pildisensorite suurused millimeetrites. Sensori peale kirjutatud number on diagonaal mm. 

Pildi resolutsioon ehk eraldusvõime

Tulenevalt kasutatud tehnoloogiast on analoog videovalve süsteemi pildieralduse maksimum 540 horisontaaljoont HTVL. Kui tootjad reklaamivad, et kaamera on võimekam kui 540 joont, siis tegelikult sellest mingit kasu ei ole. Kuna analoogkaameras kasutatakse PAL või NTSC standardset komposiit videosignaali väljundit BNC või RCA tüüpi ühenduspesa kaudu, siis maksimum, mis sealt läbi läheb on 540 horisontaalset TV joont.
Kui ekraani eraldusvõime kaasaegsetel LCD ekraanidel on 1366x768 pikslit või enam, siis sellele vaatamata nende ekraanide RCA ühenduspesaga analoog komposiit videosisendite eraldusvõime ei ületa 540 TV joont.  Sama kehtib ka analoogsisendiga digitaalsete videosalvestite kohta (DVR). Ka nende eraldusvõime ei ületa 540 HTVL. 
Kuna analoogivdeokaamera eraldusvõime on piiratud, siis ka info hulk, mis mahub ühte kaadrisse on piiratud, Selleks, et registreerida autonumbrid 3 realisel kiirteel, on vaja sõltuvalt olukorrast 3-9 analoogvideokaamerat. Sama saab saavutada vaid ühe 3 Mpix videokaameraga nagu näha juuresoleval pildil (Arecont AV3105).  

Kuigi megapikselkaamerad on kallimad, on nende kasutamine tihtipeale odavam kui arvestada eraldusõvimet, sest mitme analoogkaamera asemel saab panna ühe IP megapikselkaamera. Kokku hoiab ka salvesti sisendite ja litsentside arvelt.  
vaata suuremalt
Näiteks bensiinijaamas, kus tüüpiliselt kasutatakse ühte kaamerat ühe autorea kohta, piisaks ühest megapikselkaamerast kolme autorea kohta (selleks, et tuvastada numbrimärk) 
vaata suuremalt

IP kaamerate video kodeeringu standardid

IP kaamerate puhul räägitakse üldjuhul täiskaadrilaotusest ja peamiselt kasutatavad koodekid on MJPG, MPEG4 (part2) ja H264/AVC (ehk MPEG4 Part10) 

MJPG on sisuliselt JPG standardi kohased üksikfotod ehk kaadrid mis vahelduvad süsteemi poolt määratud kiirusega. MJPG on pildikvaliteedi poolest parim võimalik, kuid nõuab suurt ribalaiust. 

MPEG4 on lõigu põhine videokompressiooni algoritm, kus ei vähendata mitte üksiku kaadri andmemahtu, vaid vaadeldalkse videolõiku. Koodeki kohaselt kontrollitakse muudatusi erinevate kaadrite vahel ja saadetakse muudatused, mis erinevad eelmisest kaadrist. Iga teatud aja tagant saadetakse terviklik kaader (key frame), ning siis jälle vaid muutused. Kui vaadeldaval alal palju liikukmist pole, siis on ka edastatav andmemaht suhteliselt väike võrrelduna pildi eraldusvõimega. Andmemaht kasvab järsult, kui vaadeldaval alal on palju liikumist, või sellel on kirju ja tihe muster. Sellele vaatamata, nõuab koodek oluliselt väiksemat ribalaiust, kui MJPEG

H264 on MPEG4 edasiarendatud versioon, mis vähendab võrreldes MPEG4 videostriimi mahtu veelgi: keskmiselt 50%. 

On veel terve rida muid mittestandardseid koodekeid, näiteks Mobotix kaamerate puhul kasutatav MxPEG, kuid mittestandardsete koodekite kasutamist peaks vältima, kui oluline on tarnijasõltumatus ja avatud protokollid.

Video arhiiv

IP videovalvesüsteemide salvestusmeediad 

Kuna analoogsalvestust enam praktiliselt ei kasutata, siis vaatleme siinkohal ainult IP videovalvesüsteemide salvestuslahendusi. 
Lokaalse meediana kasutatakse mõnedes kaamerates Flash mälukaarte. Nende puuduseks on see, et kui kurikael võtab videokaamera kaasa, siis on kadunud ka videosalvestus. Enamusel sisseehitatud FLASH mälukaardipesaga kaameratest pole võimalik salvestada samaaegselt mälukaardile ja serverisse, ehk siis mälukaarti kasutatakse sellisel juhul, kui võrguühendus või server on katki. 
Väiksemates süsteemides piisab, kui kasutada välist USB kõvaketast või NAS kettamassiivi, milles võib olla kasutusel ka tõrkekindlust parandav RAID (sõltumatute ketaste liiasmassiiv) süsteem. Suurtes lahendustes kasutatakse veakindlamaid varunduslahendusi ja NFS ning iSCSI protokolle serverite poole pöördumiseks. 

Salvestusmaht

Kuna megapikselkaamerate andmevoog on väga suur, siis kasutatakse erinevaid tehnoloogiaid, mis võimaldavad vajalikku andmemahtu vähendada. Liikumistuvastus võimaldab salvestada salvestada liikuvat ja liikumatut pildivoogu erineva kaadrisagedusega. Kui pilt seisab, siis salvestatakse näiteks vaid 1 kaader sekundis (FPS). Liikuvat pilti aga juba näiteks 15 kaadrit sekundis. H264 kompressioon annab samuti olulise mahusäästu, võrreldes odavamates kaamerates kasutatavate MJPEG kodeeringutega. Valik tuleb teha mahusäästust ja soovitavast pildikvaliteedist lähtudes. Internetist leiab erinevaid salvestusmahu kalkulaatoreid, millega saab välja arvutada vajaliku kõvakettamahu. Täpsemaks hindamiseks tasub pöörduda siiski spetsialisti poole, sest tulemus sõltub väga paljudest asjaoludest. 

__________________

DEMO

Laadi alla IP kaamerate serveri või klienttarkvara, MacOS X, Windows, või Linux keskkondadele

Pakkumised ja konsultatsioonid telefonil 6800888 telegrupp@telegrupp.ee

TARNIJAD

Bosch security systems kaamerad ja salvestussüsteemid

ExacqVision videovalvetarkvara ja salvestid

Arecont Vision tundlikud IP megapikselkaamerad

Axis IP kaamerad ja enkoodrid


Panasonic kaamerad

Sony videokaamerad


TEHTUD TÖÖD

Justiitsministeeriumi allasutused

Riigi Kinnisvara erinevad objektid

Välisministeerium


Saarte Liinide sadamate IP megapikselkaameratega videovalve


Põhja-Eesti Regionaalhaigla videovalve


Autosõit OÜ