Текст книги "CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии"

Автор книги: Владо Дамьяновски

сообщить о нарушении

Текущая страница: 18 (всего у книги 42 страниц)

Упомянутые режимы относятся к 180-минутной или 120-минутной ленте в зависимости от рассматриваемой системы цветного телевидения. Если вместо них используется 240-минутная лента, то соответствующий TL-режим увеличивается на 1/3, то есть 24 часа растягиваются на 32 часа, 72 часа – на 96, и так далее. Тот же самый логический подход применяется при использовании 300-минутной ленты, когда TL-режимы увеличиваются на 2/3, то есть 24 часа переходят в 40 часов, 72 часа – в 120, и так далее. Для получения более детальной информации, пожалуйста, воспользуйтесь таблицей 8.2.

Ясно, что, когда TL-видеомагнитофон делает запись в TL-режиме, события не записываются в режиме реального времени, поскольку каждую секунду не записываются 50 полей (60 для NTSC). Соответствующее воспроизведение напоминает видеовоспроизведение в режиме паузы, происходящее короткими, но регулярными интервалами, как показано в таблице 8.2. TL-видеомагнитофоны могут записывать и воспроизводить запись в любом режиме независимо от того, в каком режиме она была сделана. В режиме стоп-кадра изображение имеет исключительно высокое качество. Если изображение неустойчиво, то специальный регулятор стабильности стоп-кадра, отсутствующий в бытовых моделях видеомагнитофонов, позволяет стабилизировать изображение до абсолютно четкого стоп-кадра. Это имеет огромное значение, если целью является верификация записи.

Рис. 8.12. Time lapse видеомагнитофон VHS

– TL-видеомагнитофоны не имеют никаких тюнеров, то есть прием нормального радиочастотного сигнала невозможен.

– TL-видеомагнитофоны могут быть приведены в действие внешним сигналом тревоги, который способствует немедленному переключению устройства из режима TL в режим реального времени в течение заранее заданной продолжительности (15 с, 30 с, 1 мин, 3 мин) или пока не перестанет действовать внешний сигнал тревоги, после чего устройство опять возвращается в режим TL.

Обычно входом тревоги являются не находящиеся под напряжением нормально разомкнутые контакты (N/O). Это очень мощная функция TL-видеомагнитофонов. Когда осуществляется запись по сигналу тревоги, большинство TL-видеомагнитофонов индексирует ленту таким образом, что становится возможным быстрый поиск соответствующей зоны. Некоторые устройства предлагают производить поиск по времени, дате и часу, а некоторые предлагают еще и сканировать сигналы тревоги, что было бы очень удобно в случае необходимости ежедневной обработки более одного сигнала тревоги.

– TL-видеомагнитофоны способны трансформировать входящие сигналы тревоги в сигналы выходного напряжения, которые могут быть использованы для запуска дополнительных устройств, таких как зуммер, строб-вспышка и тому подобных.

– TL-видеомагнитофоны могут быть запрограммированы на повторную запись, что является очень полезным в том случае, если лента вдруг оказалась короче, чем ожидалось, и рядом не оказалось оператора, чтобы ее заменить.

– Среднее время безотказной работы (MTBF) видеоголовки, используемой в TL-видеомагнитофонах составляет, как правило, около 10000 часов, что эквивалентно почти одному году непрерывной записи/воспроизведения. По истечении этого срока рекомендуется производить замену видеоголовки.

Все TL-видеомагнитофоны в той или иной форме показывают выработанный ресурс видеоголовки. Это указывается либо на ртутном индикаторе, либо с помощью электроники в режиме меню.

– Некоторые TL-видеомагнитофоны могут быть запрограммированы на запись только одного кадра по каждому входному сигналу тревоги. При применении такого типа записи на одной ленте можно разместить более 960 часов записи. Кроме того, TL-видеомагнитофоны, как и бытовые видеомагнитофоны, имеют установку записи по таймеру. Это означает, что они могут быть запрограммированы на запись в определенное время и в определенные дни.

TL-видеомагнитофоны являются важнейшими устройствами в системах видеонаблюдения даже несмотря на то, что они представляют собой самое слабое звено в смысле разрешающей способности. Кроме их использования для мультиплексированной записи, одной из наиболее важных особенностей является их способность к переключению на запись в режиме реального времени при получении внешнего сигнала тревоги. Большинство моделей, имеющихся на рынке, по тревоге могут быть переведены из режима «Стоп» в режим записи в реальном времени, но более выгодным представляется свойство, когда тот же самый сигнал тревоги переводит видеомагнитофон в режим записи в реальном времени, когда он уже работает в TL-режиме.

Причина очень проста: видеомагнитофоны, будучи электромеханическими устройствами, обладают определенной инерцией. Это означает, что несколько долей секунды (а иногда даже больше секунды) могли бы быть потеряны, пока видеоголовка начнет вращаться и лента охватит барабан. Если TL-видеомагнитофон уже делает запись в TL-режиме, то требуется только несколько миллисекунд, чтобы перейти к записи в режиме реального времени, поскольку лента уже находится на месте, а видеоголовки уже вращаются. Если возникает беспокойство относительно расходования ленты (при малом времени записи в time lapse режиме, что на самом деле не является необходимым), может быть выбран TL-режим с самым большим временем записи.

Рис. 8.13. Time lapse видеомагнитофон S– VHS

В некоторых TL-видеомагнитофонах и даже в бытовых моделях с функцией Quick Start (быстрый старт) лента уже охватывает головки, и они готовы вести запись, находясь даже в режиме остановки. Такие видеомагнитофоны гораздо быстрее реагируют на нажатие кнопки записи. Следует иметь ввиду, что большинство бытовых моделей имеет некоторую задержку по времени, в течение которой устройство пребывает в резервном режиме (standby), после чего лента расправляется в исходное состояние. Этот период может продолжаться минуту или две, а иногда доходить до десяти.

Многие инсталляторы модифицировали бытовые модели для записи по сигналу тревоги, что на самом деле довольно просто сделать. К контактам кнопки записи параллельно подключаются контакты реле, которое управляется внешним сигналом тревоги. Имейте в виду, что в таких случаях перестает действовать гарантия на видеомагнитофон (Существуют сравнительно простые устройства управления режимом записи бытового видеомагнитофона по сигналу тревоги, использующие для этого ИК-порт видеомагнитофона. Прим. ред.).

Другая немаловажная подробность заключается в том, что при запуске такого видеомагнитофона по сигналу тревоги не будут фиксироваться ни время, ни дата произошедшей тревоги. Ограничением разрешающей способности видеомагнитофонов формата VHS по горизонтали для цветного сигнала являются, как упоминалось ранее, 240 ТВЛ (по вертикали разрешающая способность определяется используемой телевизионной системой). Поскольку в системах видеонаблюдения до сих пор часто используются черно-белые телекамеры, большинство TL-видеомагнитофонов оснащены переключателем для выбора между черно-белым и цветным режимом. Если установлен черно-белый режим, видеосигнал обходит фильтр нижних частот, используемый для отделения цветной информации от полного цветового видеосигнала, способствуя таким образом повышению разрешающей способности по горизонтали для черно-белого сигнала более чем до 300 ТВЛ (что также сильно зависит от качества ленты и чистоты головок).

Рис. 8.14. Типичные разъемы и клеммы на задней панели TL-видеомагнитофона

Если мы хотим получить качество записи, превосходящее даже то, что предоставляет формат VHS, то для этого мы можем использовать модели Super VHS с режимом time lapse. Эти модели предлагают ту же самую гибкость и программируемость, что и VHS TL-видеомагнитофоны, только при этом они обладают лучшим качеством изображения и, соответственно, они более дорогие.

Вне зависимости от того, какой тип видеомагнитофона вы используете, разрешение видеосигнала не следует считать жестко установленным (это справедливо также и в отношении бытовых видеомагнитофонов). Оно может оказаться значительно ниже теоретического значения, если не выполнено любое из следующих требований:

– Прежде всего, на вход видеомагнитофона подавайте видеосигнал хорошего качества. Особо важное значение это имеет для строчных синхроимпульсов сигнала, так как они воспроизводятся с ленты как часть видеосигнала. Если телекамера удалена на значительное расстояние, и сигнал поступает с искаженными синхроимпульсами и сигналами цветовой синхронизации (падение напряжения и завал высоких частот), то воспроизведение будет очень неустойчивым, верх изображения может искажаться, цвет мигать. Поскольку лента и головки еще больше ограничивают разрешающую способность, то они тоже влияют на качество синхроимпульсов. То, как эти искажения отображаются на экране видеомонитора, в большой степени зависит от схемы синхронизации видеомонитора, однако, при низком уровне записанных синхроимпульсов (и видеоинформации) видеомонитор не сможет исправить ситуацию.

– Всегда используйте ленты хорошего качества. Здесь огромную роль играют равномерность магнитного покрытия и качество пленочной основы. Хорошие ленты не только улучшают качество записи, но и продлевают срок службы как видеоголовок, так и механики видеомагнитофона в целом. Плохие ленты (или подделки известных торговых марок) имеют неравномерный магнитный слой, который довольно часто отслаивается, и микроскопические частицы скапливаются в видеоголовках, причиняя ущерб на сумму, превышающую сэкономленные на качестве ленты средства.

– Видеоголовки нуждаются в регулярной чистке, но делать это следует только с помощью проверенных чистящих средств. Лучше всего проконсультироваться по этому вопросу со специалистами из вашего местного магазина, продающего видеотехнику, или с сервисной службой. Они обладают ценным практическим опытом эксплуатации видеомагнитофонов, который вы могли бы применить к системе видеонаблюдения. Если вы в течение длительного периода не чистите свой видеомагнитофон, то в конце концов увидите на экране «снег». Чтобы убедиться, что это является следствием грязной головки, а не плохой ленты или сигнала (что тоже может проявляться подобным образом), возьмите ленту известной торговой марки и с хорошей записью, а затем воспроизведите запись.

Если «снег» все еще остается, то необходимо чистить видеоголовки. Не путайте «снег», производимый грязными головками, с тем, который обусловлен плохой настройкой трекинга видеомагнитофона и может быть устранен его регулировкой. Различие заключается в количестве «снега». Трекинг обычно нуждается в регулировке, если в нижней части экрана видеомонитора наблюдается срыв изображения.

В таблице 8.2 приведено количество полей, записываемых каждую секунду при различных установках TL-режима для обеих основных телевизионных систем NTSC и PAL. Время обновления представляет временной интервал между полями в последовательности.

9. Цифровое видеонаблюдение

До сих пор большинство обсуждаемых в этой книге вопросов относилось к аналоговым видеосигналам. Большинство современных систем видеонаблюдения по-прежнему используют аналоговые телекамеры, хотя все большее число производителей предлагают сетевые телекамеры, которые предназначены для передачи видео по компьютерным сетям. Всего несколько лет назад к тем немногим компонентам систем видеонаблюдения, которые работали с цифровым видео, относились устройства видеопамяти, видеоквадраторы, видеомультиплексоры, внутренние схемы телекамер с цифровой обработкой видеосигналов (Digital Video Processing – DSP). Но ситуация изменилась.

Сейчас мы с уверенностью можем сказать, что в большинстве современных систем видеонаблюдения, хотя они по-прежнему работают с аналоговыми телекамерами, используются цифровые видеорегистраторы для наблюдения и долгосрочного хранения записей. Качество телекамеры всегда остается отправной точкой, от которой мы отсчитываем качество системы видеонаблюдения, но теперь равным образом стали важны и качество записанного цифрового изображения, и качество обработки этого изображения.

В период между настоящим и первым изданиями этой книги (с 1996 года по 2005 год) произошли революционные сдвиги в таких сферах, как телевидение, мультимедийные приложения, фотография и видеонаблюдение. Основная часть новых разработок связана с цифровой технологией. Одним из локомотивов подлинного бума в индустрии видеонаблюдения стал переход к цифровой обработке, передаче и хранению видеоинформации. Этот «локомотив» набрал ход только недавно, что и послужило причиной выхода полностью нового издания этой книги, где мы подробно обсудим вопросы, связанные с цифровыми и сетевыми технологиями и сжатием изображения.

Всего лишь несколько лет назад стоимость производительной цифровой электроники, способной обрабатывать видео в режиме реального времени, была слишком высокой и экономически неоправданной. Но в настоящее время с постоянным увеличением производительности и скорости микросхем памяти, процессоров и жестких дисков происходит постоянное уменьшение их стоимости.

Таким образом, цифровая обработка видеосигналов оказалась не только возможной и более доступной, но фактически стала единственной альтернативой при обработке большого количества качественных видеосигналов.

Цифровое видео проникло в индустрию вещательного телевидения в начале 1990-х годов. Подобно любой новой технологии, на первых порах использовалось очень редко и стоило дорого. Сегодня мы говорим о цифровом видео как о новом стандарте, который пришел на смену аналоговому телевидению почти 50-летней давности. Существует два варианта: телевидение стандартной четкости (SDTV, Standard Definition), у которого соотношение сторон 4:3 и привычное качество, и телевидение высокой четкости (HDTV, High Definition) с соотношением сторон 16:9 и примерно в 5 раз большим количеством пикселов. Во многих странах мира уже ведется телевизионное вещание в цифровой форме, обычно в том и другом формате (SDTV и HDTV). Неудивительно, что большинство потребителей предпочитают стандарт HDTV, у которого выше разрешение и соотношение сторон, характерное для широкоформатного экрана кинотеатра, но так как в видеонаблюдении мы имеем дело со стандартным разрешением, то в этой мы рассмотрим все основные вопросы, связанные с цифровым видео стандартного разрешения с соотношением сторон 4:3.

Цифровые видеорегистраторы (DVR) и сетевые телекамеры стали причиной нового роста в индустрии видеонаблюдения, источником больших прибылей и новых идей решений в разработке интеллектуальных систем видеонаблюдения. Они сделали очень зыбкой и практически невидимой ту границу, которая отделяет компьютеры, сетевые и информационные технологии от видеонаблюдения.

Преимущества цифрового видеонаблюдения

По определению аналоговые сигналы могут иметь любое значение в заданном диапазоне. Примером такового аналогового сигнала может служить как аудиосигнал, так и видеосигнал. Как мы знаем, заданным диапазоном для аналогового видеосигнала является интервал от 0 вольт, что соответствует черному, до 0.7 вольт, что соответствует белому.

Как уже говорилось ранее, большинство телекамер, используемых сейчас в видеонаблюдении, формируют аналоговые сигналы. Однако основная проблема, с которой мы сталкиваемся при работе с аналоговыми сигналами, заключается в том, что в них возникает и накапливается шум, и, как читатели, вероятно, знают из собственного опыта, в реальных условиях от этого шума избавиться невозможно. Он накапливается на каждом этапе формирования, передачи и обработки видеосигнала.

Возникая еще в матрице и электронике телекамеры на начальном этапе формирования сигнала, шум увеличивается как при передаче (в кабеле), так и на завершающем этапе (в видеомониторах и устройствах записи и т. д.). Чем длиннее путь видеосигнала, тем больше шума мы получим в конце этого пути.

Именно в этом проявляется существенное отличие цифрового сигнала. Так, одним из наиболее принципиальных различий между аналоговым и цифровым сигналом, кроме непосредственно формы, является иммунитет к шумам. Цифровой сигнал в электронной форме также подвержен воздействию шума, как и аналоговый. Но цифровые сигналы могут иметь только два значения: нуль и единицу. Шум будет воздействовать на сигнал только в том случае, если его величина достигнет уровней, которые могут превзойти помехоустойчивость цифровых схем, определяющих равенство сигнала нулю или единице. Это означает, что цифровые сигналы допускают аккумуляцию шума до невообразимого уровня по сравнению с аналоговыми видеосигналами, поэтому мы говорим, что цифровые сигналы фактически имеют иммунитет к шумам. (Можно также отметить, что уровням «нуль» и «единица» в цифровых электронных устройствах соответствуют режимы отсечки или насыщения активных элементов, а в этих режимах усиление наводок невозможно. Прим. ред.)

В конечном итоге, это дает более протяженные расстояния для передачи, высокую помехозащищенность и отсутствие деградации сигнала, то есть более высокое качество изображения.

Другое важное преимущество цифрового видеосигнала – это возможность цифровой обработки и хранения информации. Под этим подразумевается улучшение изображения, его сжатие, различные коррекции и т. д. Крайне существенным является то, что копия и оригинал ничем не отличаются по качеству изображения. Сколько бы копий цифрового изображения мы ни делали (1,2 или 10), качество всегда будет оставаться таким же, как у оригинала. И последним (не по степени важности) преимуществом цифрового видео является возможность проверки подлинности копии. Эта функция часто называется нанесением «водяных знаков» (water-mark) и позволяет защитить информацию, записанную в цифровой форме от подделки, что крайне важно для индустрии видеонаблюдения.

Рис. 9.2. Представление цифрового видеосигнала

Цифровые видеорегистраторы (DVR)

В настоящее время в видеонаблюдении эпоха записи на видеокассеты практически завершилась. Пять лет назад при подготовке предыдущего издания книги, видеомагнитофоны еще встречались в большом количестве, а цифровые видеорегистраторы только начинали появляться. Сейчас они поменялись местами. Но какие реальные преимущества дают в видеонаблюдении цифровые видеорегистраторы по сравнению с видеомагнитофонами?

Во-первых, видеомагнитофоны с аналоговым методом хранения информации не позволяют быстро найти нужную запись от нужной телекамеры, исключение составляет относительно быстрый поиск по тревогам, который имеется во многих TL-видеомагнитофонах. Так как видеомагнитофоны хранят информацию в аналоговом виде, то ее дальнейшая обработка практически невозможна. Запись видеомагнитофона всегда имеет более низкое качество, чем у исходного видеосигнала.

Первоначально были попытки внедрить цифровую запись в видеонаблюдении на цифровых кассетах формата DAT. Несмотря на то, что информация записывалась в цифровом виде, доступ к ней по-прежнему осуществлялся последовательно, что не так эффективно, как при произвольном доступе к информации жесткого диска. Кроме того, жесткие диски имеют значительно более высокую скорость передачи данных и большую емкость, чем у других доступных устройств хранения. При этом можно записывать видео с качеством выше, чем S-VHS, используя соответствующие алгоритмы сжатия. Еще несколько лет назад существовала проблема длительности записи на жесткие диски, но это уже осталось в прошлом. Сейчас широко распространены жесткие диски объемом 300 Гбайт, а цифровые видеорегистраторы с объемом внутреннего дискового пространства 1200 Гбайт (1.2 Тбайт) перестали быть редкостью.

Хранение многих недель записи от нескольких телекамер перестало быть проблемой. Современные жесткие диски теперь имеют малое время доступа и при использовании хорошего алгоритма сжатия теперь на одном жестком диске можно хранить и воспроизводить в режиме реального времени (то есть с частотой обновления кадров «живого» видео) записи от нескольких телекамер одновременно.

Стоимость жестких дисков ежедневно снижается. Читателям, вероятно, интересно будет узнать, что когда шла работа над предыдущим изданием этой книги, появился первый жесткий диск формата 3.5 дюйма с емкостью 30 Гбайт. Теперь в 2005 году за ту же самую цену мы можем купить жесткий диск с десятикратной емкостью. В связи с возросшим значением жестких дисков для современной системы видеонаблюдения, эту главу мы завершим обсуждением их наиболее важных технических параметров.

Суммарное время записи, то есть сколько дней или неделей записи может храниться на жестком диске определенной емкости (например, 300 Гбайт) зависит от типа сжатия и качества исходного изображения. Также очень важным фактором будет вид записи: постоянная запись или запись по детектору движения. Запись по детектору движения стала очень популярной в видеонаблюдении, так как она позволяет увеличить время записи как минимум в 2–3 раза (это очень сильно будет зависеть от качества самого детектора движения). Конечно, можно увеличивать и емкость дискового пространства цифрового видеорегистратора, но при этом нужно не забывать и о повышении отказоустойчивости, что может быть уже изначальным требованием заказчика.

Когда мы имеем дело с таким количеством переменных, невозможно дать однозначный ответ. Но, поскольку я знаю, что одним из первых вопросов многих клиентов бывает вопрос о том, сколько дней записи можно будет хранить, то чтобы вам немного помочь, на нашем веб-сайте (www.cctvlabs.com) я разместил две таблицы, позволяющие автоматически рассчитывать время записи.

Все сказанное выше приводит нас к различным размышлениям о том, что мы должны учитывать при выборе алгоритма сжатия, накопителей и их скорости передачи информации. Поэтому нам нужно понимать теорию обработки и сжатия цифрового видео. В следующей части главы мы постараемся объяснить основы.

Рис. 9.3. Цифровые видеорегистраторы

Стандарты и стандартизация

Существует несколько международных организаций, которые занимаются разработкой стандартов для цифрового видео. Более всего известен Международный телекоммуникационный союз ITU (International Telecommunication Union), который является агентством ООН, специализирующимся в сфере телекоммуникаций. Подразделение ITU-T является его постоянным органом. Оно занимается изучением технических и текущих вопросов, а также вопросов, связанных с тарификацией, и выпускает рекомендации, нацеленные на международную стандартизацию. Международная ассамблея стандартизации телекоммуникаций WTSA (World Telecommunication Standardization Assembly) собирается раз в четыре года и определяет темы для изучения рабочими группами ITU-T, которые, в свою очередь, готовят рекомендации по этим темам. Утверждение рекомендаций ITU-T подробно описано в Резолюции 1 WTSA. В некоторых сферах, которые попадают в поле зрения ITU-T, необходимые стандарты разрабатываются совместно с другими организациями, такими, как ISO и IEC.

Международная организация по стандартизации ISO (International Organization for Standardization) и Международная электротехническая комиссия IEC (International Electrotechnical Commission) являются основой специализированной системы международной стандартизации. Национальные институты, члены ISO и IEC, участвуют в разработке международных стандартов через технические комитеты ISO и IEC.

Эти технические комитеты создаются для работы над определенными техническими вопросами и имеют свою специализацию. Комитеты ISO и IEC сотрудничают в сфере взаимных интересов. Другие международные организации, правительственные и неправительственные организации, связанные с ISO и IEC, тоже принимают участие в разработке стандартов. В сфере информационных технологий ISO и IEC организовали совместный комитет ISO/IEC JTC1. Предварительные стандарты, разработанные техническим комитетом, передаются для голосования в национальные институты для голосования. Для утверждения стандарта в качестве международного необходимо одобрение не менее 75 % организаций, имеющих право голоса.

Некоторые рекомендации, такие, как новый стандарт Н.264, были подготовлены совместно группами ITU-T SG16 Q.6, которая известна как VCEG (Video Coding Experts Group), и ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, которая также называется MPEG (Moving Picture Experts Group). Группа VCEG была сформирована в 1997 году для поддержки уже существовавших стандартов ITU-T кодирования видео и для разработки новых стандартов для применения в широкой сфере коммуникационных и некоммуникационных приложений.

Группа MPEG (экспертная группа по вопросам движущегося изображения) была образована в 1988 году с целью разработки стандартов кодирования аудио и видео для различных сфер применения, таких, как хранение, распространение и передача цифровой информации.

Следует отдельно оговорить и то, что хотя в видеонаблюдении мы используем видеосигнал и будем говорить о сжатии движущихся изображений, нашло применение и сжатие отдельных неподвижных изображении. Поэтому, чтобы подчеркнуть разницу между этими двумя видами сжатия, мы будем говорить о сжатии видеоизображения (подвижного) и сжатии изображения (неподвижного). (Однозначной терминологии в русском языке не существует. Можно говорить о сжатии изображения и сжатии видеопотока. Прим. ред.)

Алгоритмы сжатия видеоизображения используют три измерения: горизонтальное, вертикальное и временное. Поэтому такой вид сжатия часто называют еще временным и межкадровым. Типичным примером алгоритмов с межкадровым сжатием являются MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.263 и Н.264.

Алгоритмы сжатия изображения используют только два измерения: горизонтальное и вертикальное.

Типичными его представителями будут JPEG и Wavelet (JPEG-2000).

В видеонаблюдении нам очень часто приходится сталкиваться со сложной задачей выбора оптимального алгоритма сжатия для какой-либо конкретной задачи. Запомните, простого и однозначного решения этой задачи не существует. Очень часто многое зависит от того, насколько хорошо мы понимаем различия между различными алгоритмами сжатия, но еще важнее знать, для чего нужна система видеонаблюдения.

Если цифровая система видеонаблюдения должна обеспечивать безопасность кассира в банке или раздающего карты в казино, то необходимы высокие скорости записи и отображения. Очень часто будет предпочтительна скорость «живого» видео (25 кадров в секунду для PAL и 30 – для NTSC), хотя в некоторых случаях будет достаточно и 10 кадров в секунду. Скорость записи и отображения теоретически можно снизить еще больше, но это не будет практичным решением. В данном случае тестирование поможет вам выбрать оптимальное решение.

В качестве другого примера приведем типичную задачу записи повседневной активности людей. Например, люди входят и выходят из фойе здания. В данном случае высокая скорость записи только увеличит объем архива, что снизит общую эффективность системы видеонаблюдения, так как архивные записи еще кому-то впоследствии потребуется просмотреть и проанализировать. Повседневную человеческую деятельность достаточно записывать со скоростью 2 кадра в секунду (хотя можно и повысить скорость), при условии что качество изображения достаточно высоко, а уровень сжатия низок. Что мы увидим в записи и насколько высок будет уровень детализации, зависит от угла обзора объектива, но если на изображении можно разглядеть лицо человека при высокой скорости записи, то это можно будет сделать и при скорости записи 2 кадра в секунду.

Еще одной важной технологией записи, которую применяют в видеонаблюдении, является запись с мультиплексированием. В современном цифровом видеонаблюдении мы во многом копируем то, что было сделано во времена аналоговой записи с использованием видеомультиплексоров и видеомагнитофонов. В настоящее время типичный цифровой видеорегистратор, используемый в видеонаблюдении, на самом деле представляет собой устройство, в котором объединены функции видеомультиплексора и видеомагнитофона с цифровой записью. В таких устройствах удобнее применять сжатие изображения, а не сжатие видеоизображения, так как цифровой видеорегистратор будет сжимать телевизионные кадры или поля как отдельные изображения, от какой бы телекамеры ни пришло то или иное изображение. Некоторые возразят, что серьезным недостатком алгоритмов сжатия изображения, которые используются в цифровых видеорегистраторах с мультиплексированием, будет достаточно большой размер одного изображения (обычно при хорошем качестве одно сжатое телевизионное поле занимает примерно 30–60 килобайт). Но преимуществом таких алгоритмов сжатия изображения оказывается то, что каждое изображение будет независимым от других, то есть оно само по себе содержит достаточно информации, чтобы его можно реконструировать, не пользуясь предшествующими или последующими кадрами записи. Юридически в некоторых случаях такие алгоритмы сжатия изображения будут предпочтительнее по причине независимости отдельных кадров записи. Это, конечно, не означает, что сжатие видеоизображения не позволит использовать запись в суде, а только подчеркивает тот факт, что алгоритмы сжатия видеоизображения реконструируют нужный кадр на основе предшествующих или последующих кадров записи. При использовании алгоритмов сжатия изображения мы можем иметь значительно более низкую скорость записи, чем 25 кадров в секунду (29.97 кадров в секунду для NTSC), что позволяет экономить пространство жесткого диска. А в сочетании с записью по детектору движения, которая имеется в большинстве цифровых видеорегистраторов с записью с мультиплексированием, это превращает DVR в очень мощную замену традиционной комбинации видеомультиплексора и видеомагнитофона. Поэтому на один цифровой видеорегистратор сейчас можно записывать без перезаписи несколько телекамер со скоростью нескольких кадров в секунду в течение многих дней, недель и даже месяцев. Об этом можно было только мечтать еще 5-10 лет назад.

Когда мы хотим достичь максимально возможного качества с максимально возможной скоростью записи в цифровых видеорегистраторах, лучше всего подходит межкадровое сжатие, поскольку оно эксплуатирует межкадровую избыточность видеопотока. Впрочем, для достижения максимальной эффективности требуется продолжительный по времени видеосигнал от одной телекамеры. Другим достоинством алгоритмов сжатия видеоизображения является то, что поддержка записи звука в них включена изначально. Алгоритмы с межкадровым сжатием используют предсказание движения (не путать с детектированием движения), что делает движение более плавным при воспроизведении. Кстати, именно поэтому такие алгоритмы и не используются при записи с мультиплексированием.