Аналоговые камеры видеонаблюдения

Техническая сторона

При выборе любого рода камер, необходимо обратить внимание на матрицу устройства и количество мегапикселей. Стоит отметить, что даже цифровая камера изначально получает аналоговый сигнал

Это заключается в параметрах работы видео-оптики.

Основывается технический процесс на электронном датчике, на который, в свою очередь, направлен свет при движении «шторок» в аппарате. Этот датчик разделяют на CMOS или CCD. Данные, получаемые аналоговым CMOS/CCD, генерируются конвертером в цифровой формат. Если камера цифровая (IP), то формат остаётся таким же, если аналоговая — происходит преобразование, посредством всё того же встроенного аналого-цифрового конвертера и поступает на DVR/NVR, в котором происходит кодировка. В IP камере также происходит кодирование, но процесс проводится непосредственно в самом устройстве (камере), то есть не передается на вспомогательные приборы.

https://youtube.com/watch?v=mt9C742JSIM

CMOS или CCD комплектация указывается производителем. Здесь главное понимать, что у CMOS датчиков низкая свето-чувствительность, чем у CCD. Свето-чувствительность обеспечивает устройству шумы при малом освещении. У CCD таких шумов меньше. Это обусловлено «шторками», встроенными в камеру

CMOS, принимая во внимание этот фактор, включает в конструкцию сдвоенных (прокручиваемых) шторок, что незначительно влияет на качество изображения при наблюдении за быстродвижущимися объектами

На данный момент, существует вспомогательная технология, которая позволяет сделать качество видео лучше. Это так называемая Pixim-технология. На основе матриц CMOS/CCD — генерируется каждый отдельный пиксель с помощью конвертера, что позволяет уравновесить шумы и тени в изображении. В итоге получается качественная картинка.

Что касается мегапикселей, то чем их больше, тем качественней картинка видеонаблюдения.

Аналоговая камера видеонаблюдения

Приборы аналогового типа — это камеры, которые передают данные (информацию) с помощью аналогового сигнала. Устройство используется в комплексе с целой системой видеонаблюдения: видеорегистратором, монитором, мультиплексором и т. п.

Простая схема подключения аналоговой камеры

Порядок работы:

1. Поток света, проходящий через линзы, попадает на матрицу.
2. Генерируется видеосигнал.
3. Через кабель сигнал поступает на видеорегистратор.
4. Данные отображаются на мониторе.

Преимуществом аналоговых камер видеонаблюдения являются:

1. Взаимосовместимость устройств несмотря на производство от разных компаний.
2. Процесс монтажа достаточно лёгок.
3. Простота настроек, через предусмотренное меню в аппарате.
4. Устройство не пропускает ни одной секунды видео в процессе записи. Фиксируется абсолютно всё.
5. В комплексе с аппаратом можно установить микрофон.
6. Низкая себестоимость.
7. Большой выбор аналоговой видео-оптики.

Недостатки аналоговой видео-оптики:

1. Уровень защиты от постороннего вмешательства — низкий, то есть отсутствует принцип шифрования.
2. При воздействии с другими кабелями при монтаже — наблюдаются помехи.
3. Видео не управляется/просматривается через Интернет.
4. Качество разрешения — низкопробное (при детализированное съемке предметы не рассматриваются — они размыты).
5. При использовании с микрофоном, необходимо проводить отдельный кабель для передачи аудиофайлов.
6. Невозможно воспроизвести данные, полученные камерой, на ПК. Это осуществляется только с примененным дополнительных приборов.
7. Не имеет режимов цифрового увеличения, отсутствует управление движением через один и тот же подключённый кабель, исключается работа в комплексе с детектором движения и т. п.

При монтаже этого вида камер, следует предусмотреть резервный источник питания, учесть расстояние от других проводок, установить видеорегистратор или вспомогательное устройство для просмотра на ПК.

Подключение аналоговой камеры к телевизору

Единичный экземпляр видеокамеры можно подключить напрямую в соответствующий разъём телевизора (обычно это тюльпан, реже — вход для подключения антенны), после чего останется лишь найти канал, на котором будет выводиться изображение с устройства. Всё примерно также, как со старыми игровыми приставками NES (Dendy) или SEGA.

Проблемы могут начаться при подключении нескольких девайсов. На обычном телевизоре попросту не хватит нужных входов для подключения. Поэтому для организации полноценного видеонаблюдения на аналоговых устройств потребуется приобрести стационарный видеорегистратор (ни в коем случае не путать с автомобильным). При этом в регистраторе обязательно должны присутствовать разъёмы для подключения RCA, его еще называют тюльпан.

Аналоговую камеру нельзя соединить в цифровой вход видеорегистратора, поэтому не стоит тратить деньги на слишком дорогие модели (исключение составляют случаи, когда в одной системе видеонаблюдения используются и аналоговые, и цифровые девайсы). После подключения всех видеокамер в регистратор останется соединить устройство с телевизором или монитором компьютера по антенному кабелю, RGB, VGA, DVI или HDMI проводу (в зависимости от типа соединения).

Цифровая камера видеонаблюдения

Цифровая или IP камера — это оптическое устройство, которое передает данные (информацию) с помощью цифрового сигнала. В комплексе с остальными приборами видеонаблюдения, этот аппарат может передавать качественное видео через интернет.

Принцип работы видео-оптики:

1. Поток света, проходящий через линзы, попадает на матрицу.
2. Генерируется электрический сигнал.
3. Электро-сигнал обрабатывается микропроцессором IP.
4. Через кабель/Wi-Fi сигнал поступает на видеорегистратор.
5. Данные отображаются на мониторе.

Стоит отметить, что полученная информация, записывается на диск сразу в цифровом формате.

Преимущества IP камер:

1. В устройство встроен микрофон и динамик, благодаря этому есть возможность двухсторонней связи диспетчера со сторонним лицом.
2. Возможна беспроводная установка.
3. Файлы аудио и видео формата предаются посредством одного кабеля/потока, то есть дополнительно проводить ничего не требуется (в отличие от аналогового оборудования). Аудиоканал уже встроен.
4. Полученные данные, камерой, можно просматривать через интернет на любом портативном устройстве. Сюда относится и возможность управления системой.
5. При использовании не требуется резервный источник питания.
6. Имеется встроенная оперативная память (микропроцессор), который оснащён программным обеспечением (ПО). Что позволяет записывать конкретные циклические видео-файлы, при условии предварительной настройки.
7. Возможно комплексное использование с датчиками движения. В таком случае видео воспроизводится/записывается при движении объектов.
8. Каждая из отдельных камер настраивается персонально (индивидуально).
9. Имеют канал шифрования.

Недостатки IP камер:

1. Устройство имеет черту пропускать незначительные секунды видео в процессе записи.
2. Имеют достаточно высокие цены.

Монтаж приборов следует доверить профессионалам, так как необходима настройка не только оборудования, но и принципа передачи данных.

Виды видеокамер

Цифровые и аналоговые устройства применяются для наружного и внутреннего наблюдения.

Различают цифровые аппараты:

• модульные — преимущественно для скрытого наблюдения;
• купольные — при горизонтальном расположении поворачиваются на 180 градусов, при вертикальном -на 360, обладают высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды;
• миниатюрные — обладают маленькими размерами, нередко используются в зданиях и для скрытого наблюдения;
• поворотные — механизм движения, который меняет угол обзора;
• гидростабилизированные — используются на подвижных конструкциях: линии электропередач и т. п.

Аналоговые имеют меньший спектр исполнения. Предусмотрены миниатюрные, стандартные, купольные, поворотные и не поворотные аппараты. Нередко используется инфракрасная подсветка.

Подключение к компьютеру или серверу

В обычных ПК также отсутствует штатная возможность соединения аналоговых видеокамер, для подобных целей потребуется приобрести (если ещё не приобрели) специальную плату видеозахвата, поддерживающую приём сигнала с аналоговых устройств. Просмотреть изображение с камер можно будет с помощью программного обеспечения, идущего в комплекте с платой видеозахвата или поставляющегося на сайте производителя устройства.

Также можно воспользоваться видеорегистратором, позволяющим передавать изображение с камер посредством tcp-ip соединения. Для таких целей в регистраторе обязательно должен присутствовать разъём Ethernet (как на сетевой плате персонального компьютера). Некоторые видеорегистраторы поддерживают передачу данных посредством Wi Fi, но подобной функцией можно пользоваться лишь очень небольшом расстоянии между роутером и регистратором (в противном случае вас будут ждать серьёзные потери сигнала, а также искажение получаемого изображения).

Особенности и характеристики видеокамер

Характерным отличием этого типа оборудования является простота конструкции и более низкая стоимость по сравнению с IP-камерами. Ведущие мировые производители выпускаю множество моделей, отличающихся размером, формой, видом поворотных инструментов, объективами и аппаратной частью. О принципах действия и устройстве видеокамер предлагаем прочесть здесь.

Основной задачей любой аналоговой камеры является преобразование оптического изображения в сигнал. Это ключевой элемент любой подобной системы, от надежности и качества работы которого напрямую зависит эффективность охраны. В современных моделях для преобразования сигнала используются специализированные ПЗС-матрицы. В монохромном варианте камеры обладают чувствительностью к видимому и инфракрасному излучению. Основными характеристиками устройств являются:

• Используемый стандарт видеосигнала.
• Разрешение картинки.
• Уровень минимальной освещенности (чувствительность).
• Ширина диапазона яркостей.
• Дальность передачи сигнала по кабелю.
• Возможность передачи звука и управляющих сигналов по кабелю.
• Потребляемая мощность и напряжение питания.
• Тип корпуса.
• Наличие дополнительных функций.
• Надежность и простота

В отличие от цифровых систем, аналоговые варианты более просты в эксплуатации, при монтаже и настройке. Большинство комплектов уже имеют по умолчанию заданные параметры работы, поэтому не требуют присутствия специалиста для настройки программного обеспечения. Простоту систем можно назвать их главным преимуществом по сравнению с цифровыми вариантами.

Сотрудникам охраны не нужно проходить дополнительное обучение, а сама система сразу готова к работе после подключения. Надежность оборудования заключается в том, что проблемы с рабочим компьютером, локальной сетью или интернетом мало скажутся на работоспособности системы, позволяя продолжать контролировать объект в любой ситуации.

Для чего предназначены устройства

Функции оборудования обширны, некоторые представлены ниже:

• запись трансляции в режиме реального времени;
• если цифровая камера видеонаблюдения снабжена модулем вай-фай, то пользователь применяет беспроводное наблюдение;
• возможность снимать в темное время суток, при меняющемся свете;
• просмотр видео через браузер;
• передача цветного, черно-белого изображения в разных форматах;
• обнаружение движения и слежка за объектом;
• использование функции приближения и отдаления;
• подавление шума.

Из чего состоит цифровая камера

Цифровая камера видеонаблюдения содержит несколько составляющих:

• объектив;
• видеопроцессор;
• сверхчувствительная матрица;
• веб-интерфейс;
• центральный процессор.

Объектив

Объектив наблюдает за объектом и образует на матрице картинку. Существуют следующие разновидности:

1. Широкоугольный применяют для выведения крупной части картинки. Удаленные предметы увидеть сложно.
2. Длиннофокусные конструкции характеризуются небольшим углом охвата. Они отлично справляются с приближением предметов, расположенных далеко от камеры.
3. Нормальные объективы хорошо показывают предметы на переднем плане, расположенные на небольшом расстоянии.

Матрица

Матрица выполняется по технологиям CCD или CMOS. Первый вид отличается высокой чувствительностью к свету, отличной передачей цвета. Последовательное считывание происходит слишком медленно, что не подойдет для цифровых камер с высоким разрешением.

Матрицы CMOS предоставляют высокую скорость считывания. Это актуально для видеоустройств, в приоритете которых быстрая смена кадров. Немаловажную роль в качестве картинки играет размер матрицы. Величина измеряется в дюймах и колеблется в широком пределе.

При покупке IP-камеры для системы видеомониторинга стоит выбрать камеры с большим размером матрицы. Они помогут выдать изображение хорошего качества.

Видеопроцессор

Электросигнал с матрицы идет на вход процессора. Встроенный преобразователь АЦП трансформирует сигнал в цифровой формат. С помощью видеопроцессора происходит обработка изображения. Можно менять яркость, цветопередачу.

Главный процессор

Он осуществляет управление всеми функциями цифрового оборудования. Процессор снабжен 2 видами памяти – оперативной и постоянной. Некоторые разновидности приборов имеют слот для карты памяти. Благодаря этому камера записывает и хранит видео, которое впоследствии можно посмотреть через браузер на любом устройстве.

Минусы аналоговых камер и систем видеонаблюдения

Недостатки аналоговых камер заключаются в ограниченности функционала и необходимости использовать декодирующее оборудование для сохранения отснятой информации. В целом, к негативной стороне аналогового оборудования для видеонаблюдения можно отнести:

• Ограниченную зону обзора и невозможность автоматической фиксации фокуса на определенном объекте.
• Опосредованный доступ к информации. Требуется аналоговый видеорегистратор, через который видео записывается на диск или транслируется в сеть.

• Ограничения видеорегистратора по количеству одновременно обрабатываемых камер. К одному регистратору можно подключить до 32 камер. Если количество работающих устройств больше, требуется несколько видеорегистраторов.
• Отсутствие функций аналитики, позволяющих контролировать передвижения объекта в зоне видимости системы видеонаблюдения.
• Необходимость прокладки большого количества проводов для передачи видеосигнала, электропитания и дистанционного управления камерой.
• Чувствительность камер к радиочастотным шумам и образующиеся в связи с этим помехи.

У проводных IP-камер есть свои плюсы и минусы

Пробивать стены не стали, пропустили кабель в лотке по верхнему углу стены. Пришлось немного с розетками повозиться, поднимали их на уровень камеры открытым способом без штробления стены. Объясняю:

• сняли заглушку с одной из розеток;
• выкрутили контакты, оставив только оголенные провода;
• нарастили их при помощи проводов с аналогичным сечением;
• вывели в лотке на уровень адаптера питания камеры.

Верхнюю розетку собрали в изолированном коробе, потому что делать что-то со стенами я запретил категорически. В итоге все камеры висели на своих местах, имели доступ к питанию и были связаны друг с другом и с центральным сервером по витой паре.

Настраивать проводную систему действительно проще, нет этих проблем с протоколами и стандартами для WLAN сетей. Объединил камеры в домашней сети, используя небольшой маршрутизатор D-Link, добавил камеры в разрешенные устройства и без проблем открыл к ним доступ с паролем.

Небольшие сложности, возникшие в ходе настройки, я преодолел, перечитывая инструкцию и советуясь с опытными мастерами. Сейчас все прекрасно функционирует и даже находясь в командировке, я спокоен за свою квартиру и рабочее место. Камеры висят в укромных местах и совершенно не портят внешнего вида квартиры и офиса.

Дома так и вообще все уже давно про них забыли: звуков не издают, не ломаются, работают стабильно. Пару раз были зависания, но проходили сами, даже перезапускать не приходилось.

Радует еще и то, что удаленку можно через облако настраивать и там же сохранять видео и фото. На компьютере диск не забивается, и важная информация всегда доступна. Лишние записи можно просто удалить, а то, что пригодится просто скинуть на флешку или внешний HDD.

Аналоговое или цифровое?

Стоит начать с того, что определение «цифровое» видеонаблюдение не очень точно отражает принцип работы этих систем. Скорее их можно назвать IP или сетевыми.

Разрешение

Явное преимущество в этом отношении имеет IP-видеонаблюдение, которое позволяет транслировать изображение вплоть до формата 4К. во многих случаях такой детализации не требуется. В небольшом магазине или на даче вполне достаточно будет разрешения аналоговых камер высокой четкости (HD). Технологии AHD, HDTVI и HDCVI обеспечивают разрешение картинки до 1920×1080 пикселей. Этого более чем достаточно для качественного изображения.

Очень часто передача мегапиксельного изображения возможно со скоростью не более 10-15 кадров в секунду.

Кроме того, такая картинка требует высокой вычислительной мощности для своей обработки. В пользу аналоговых камер можно сказать, что они стабильно передают видео с частотой 25 кадров в секунду.

Расстояние

Как говорилось выше, цифровые камеры способны транслировать сигнал на большое расстояние только при наличии коммутаторов, установленных через каждые 100 метров. Аналоговые устройства могут на несколько километров передавать изображение по витой паре. Среди дополнительных особенностей IP-систем стоит отметить:

• большое количество программ для анализа изображений;
• неограниченная возможность масштабирования системы;
• удаленный доступ через интернет.

При выборе системы видеонаблюдения того или иного типа, следует определиться с кругом задач, которые эта система должна решать.

Минимальная комплектация

Минимально необходимый состав оборудования для запуска видеонаблюдения в работу следующий:

1. требуемое число камер;
2. видеорегистратор;
3. источник питания;
4. кабели подключения.

В качестве видеорегистратора может быть использован обычный компьютер, оснащенный платой видеоввода. Этот вариант теряет свою популярность, но был достаточно широко распространен ранее в стандарте CCTV. Новые камеры, например стандарта AHD, уже невозможно подключить через плату видеозахвата. Поставляемый в комплекте оборудования видеорегистратор, прост и удобен в настройке.

В комплект поставки любого видеорегистратора не включается жесткий диск для записи видео.

Классификация

Для удобства выбора видеоустройства, которое по всем параметрам подойдёт определенному потребителю, была разработана система классификации. Она представляет собой вводные данные и требования, характеризующие основные виды охранного видеонаблюдения.

Работа аналоговых и цифровых структур видеонаблюдения осуществляется по общему принципу. Сигнал с видеокамеры передается для синхронизации, обработки, записи, и, при необходимости, архивирования. Передача происходит тремя способами: проводным, беспроводным и оптическим.

Оптоволоконный способ передачи видеоданных используется на крупных предприятиях, деятельность которых напрямую связана с обработкой большого количества технической информации. В силу дорогостоящего оборудования, монтажа и обслуживания, такой метод не целесообразно применять для обычных бытовых потребностей.

Переданный сигнал проходит обработку при помощи видеорегистраторов, специального сервера для видеоданных или обычного ПК, со встроенной видеоплатой. На монитор сигнал уже поступает в виде изображения.

На масштабных предприятиях за видео наблюдает сотрудник службы безопасности, для того, чтобы своевременно принять меры по ликвидации угрозы. Там, где не требуется мониторинг в режиме реального времени, запись сохраняется в архив, с возможностью просмотра в любое время.

Выводы

Невозможно определить, какие камеры лучше: ip или аналоговые, без учета условий установки и требований к охране объекта.

Преимущества аналоговых систем перед цифровыми системами видеонаблюдения:

1. Простота установки, высокая надежность, переход от предыдущих поколений видеосистем к видеокамерам высокого разрешения. Замена кабелей не требуется, оборудование не перенастраивается, а персонал не переучивается.
2. Изображение не зависит от пропускной способности и загруженности сетевого канала, передается без задержек, присущих IP системам.
3. Сигнал передается на большее, чем у цифровых камер, расстояние, без дополнительных устройств усиления.
4. Стоимость ниже.
5. Наблюдение организовывается локально, и не зависит от наличия интернета.

Преимущества цифровых ip камер и систем перед аналоговыми системами:

1. Витая пара меньше подвержена помехам, чем кабель аналоговых устройств.
2. Камера включается в локальную сеть с уникальным IP, обнаруживается средствами удаленного управления, как отдельное устройство.
3. Неограниченная поддержка современных алгоритмов видеоанализа, ориентирующихся на цифровой сигнал.
4. Высокое максимальное разрешение.
5. Все ведущие бренды поддерживают цифровые системы.
   Panasonic, Axis, Canon, Bosch, Avigilon, Pelco, Sony не применяют в своей продукции аналоговые форматы, только IP-камеры.

Таблица сравнения действующих форматов

	АНD	НD-СVI	НD-ТVI	IР
Разрешение видео	5 Мп	5 Мп	8 Мп	20 Мп
Протокол	AHD (открытый)	CVI (закрытый)	TVI (открытый)	IP
Гибридность	да	да	да	нет
Длина кабеля	200 м	500 м	500 м	100 м
Видеоанализ	Видеорегистратор	Видеорегистратор	Видеорегистратор	Да
Питание и видео по одному кабелю	Нет	PoS	PoS	PoE
Задержки сигнала	Нет	Нет	Нет	Да
Помехоустойчивость	Нет	Нет	Нет	Да
Аудио вместе с видео	Да	Да	Да	Да

Если необходимо обновить аналоговую систему видеонаблюдения до HD, рекомендуется устанавливать аналоговые комплексы.

В таком случае не потребуется заменять имеющуюся сеть коаксиальных кабелей на кабель типа «витая пара», которые нужны для работы «цифры». Сэкономится время, необходимое для настройки всех цифровых камер, и прописывание их в локальной компьютерной сети объекта.

Проектируя систему на новый объект, выбор IP, или аналоговое видеонаблюдение, зависит от протяженности периметра, и необходимости организовывать удаленное управление системой через интернет. Необходимость удаленного контроля делает невозможной аналоговую систему.

Ориентировочная стоимость видеосистем в мае 2020 года:

• видеокамеры формата AHD от 2500 до 3500 рублей (только камера), комплект с одним устройством 2 Мп и блоком управления и записи от 5000 рублей;
• комплектация формата HD-CVI от 1000 до 2000 рублей (только камера), две камеры 2 Мп и блок управления и записи от 9000 рублей;
• девайс формата HD-TVI от 3500 до 5000 рублей (только камера), комплект с одной камерой 2 Мп и блоком управления и записи от 5500 рублей;
• система цифрового типа от 3000 рублей (только видеокамера), комплект с одной камерой 5 Мп и блоком управления и записи от 9000 рублей;
• бытовые цифровые камеры производства КНР доступны от 1500 рублей.

Из списка можно увидеть, что стоимостная разница IP камеры и аналоговой камеры высокого класса сокращается. Разрыв в качестве передаваемой ими картинки также сокращается. Гибридное оборудование поддерживает прием и обработку и цифрового, и аналогового видеосигналов.

Комбинируя типы установленных устройств, можно забыть о каких-либо отличиях между ними. Современные комплексы позволяют собрать высокоэффективную систему наблюдения, оптимизированную по стоимости и качеству.