Modos de funcionamiento del sistema de videovigilancia.

Modos de funcionamiento del sistema de videovigilancia.

El progreso científico y tecnológico, marcado por los gigabytes y los gigahercios, avanza triunfalmente por la industria de los sistemas de seguridad. Sin embargo, a veces se oye decir que en el pasado no sólo el agua era más húmeda, sino que también los sistemas de videovigilancia eran más cómodos. Es simplemente más conveniente: todos, por supuesto, admiten que hay más megapíxeles y que la grabación en tiempo real de cientos de cámaras de video recién ahora es posible, pero antes muchas cosas eran más convenientes. La antigua funcionalidad, conocida desde la época de la grabación en cinta magnética y la visualización en múltiples monitores CRT, tardó varias décadas en desarrollarse. Hoy en día, los equipos de videovigilancia suelen ser fabricados por personas completamente diferentes: aquellos que crecieron como especialistas en informática, a menudo no están familiarizados con estas técnicas antiguas y, por lo tanto, cada vez hay más gigahercios y no siempre es más conveniente trabajar.
En este artículo intentaré enumerar las técnicas algorítmicas y organizativas más importantes que se utilizaron hace 20 años y evaluaré su utilidad en la tecnología moderna.

Grabar
Anteriormente, la grabación se realizaba en una cinta de vídeo de 3 horas de duración, por lo que, naturalmente, surgió la pregunta: qué hacer cuando se acabe la cinta. Naturalmente, surgió la respuesta: rebobinar y escribir de nuevo. Mientras se rebobina el casete, escriba en la grabadora de respaldo. Ahora no es necesario rebobinar nada, pero el hecho mismo de reescribir cíclicamente (eliminar los registros más antiguos) no se implementa en todas partes. Muchos desarrolladores recomiendan sinceramente instalar un disco más grande para que no se desborde. O limpie periódicamente el disco manualmente de registros innecesarios. Probablemente no sepan que los sistemas de seguridad a menudo quedan desatendidos después del lanzamiento ceremonial y funcionan así durante años, hasta el día en que el gallo picotea en un lugar determinado, y entonces el jefe llega corriendo y comienza a buscar frenéticamente el récord. de ayer.
Sin embargo, no todo es tan sencillo. Incluso en sistemas analógicos con grabadora, comprendieron que no podían sobrescribir grabaciones importantes sin pensar. La solución más simple: si ocurría una alarma mientras se grababa la cinta, se cancelaba la regrabación y la grabadora esperaba hasta que el operador restableciera manualmente la alarma. Así, los detectives que llegaron al lugar pudieron ver una grabación realizada durante el robo, y no un video interesante sobre cómo llegaron los detectives. En los sistemas avanzados, incluso se instaló una grabadora separada, que se utilizaba para grabar solo en caso de alarma. Por lo tanto, partes particularmente importantes de la grabación se almacenaron por separado. En los sistemas modernos, a veces también hay configuraciones separadas: la cantidad de espacio en disco para grabaciones regulares y de alarma. Pero no olvide que el volumen de grabaciones de alarmas debe ser suficiente para grabar en el tiempo hasta que llegue un especialista que pueda copiar todo lo más interesante en un medio extraíble. O debería prohibirse la regrabación automática de fragmentos de alarma.
La calidad de grabación en sistemas más antiguos dejaba mucho que desear. Una grabadora VHS, e incluso con una grabación diezmada cuadro por cuadro, es incluso peor que las viejas cintas de película muda. Por supuesto, en caso de alarma, la calidad (al menos la velocidad de fotogramas) de las cámaras de vídeo de alarma aumentó. Ahora no hay gran necesidad de mejorar la calidad, a menudo la grabación siempre es de la más alta calidad, pero en muchos casos tiene sentido transmitir videos alarmantes en alta calidad para la grabación de respaldo en un almacenamiento central, y no solo grabar localmente. Además, hoy en día hay aún más problemas: antes era imposible superar los 50 fotogramas por segundo al grabar en una grabadora. Hoy en día, es fácil que varias transmisiones de vídeo que han aumentado simultánea y dramáticamente su calidad (velocidad de cuadros, calidad de compresión, resolución de píxeles) sobrecarguen inadvertidamente un servidor de archivos o una red, lo que resulta en que ninguno de estos videos particularmente importantes se grabe.
En los sistemas más antiguos, el problema de las capacidades limitadas de grabación de varias cámaras de alarma al mismo tiempo era tan obvio que se desarrollaron varios algoritmos. Por ejemplo, a cada cámara de alarma se le asigna un tiempo mínimo garantizado de grabación de alta calidad después de una alarma. Y en el futuro, si un gran número de cámaras permanecen en estado de «alarma», la grabación no se realizará de manera uniforme desde todas las cámaras (es decir, todas las cámaras son igualmente malas), sino una por una, destacando una mayor calidad para cada cámara. Dado que al aumentar la calidad en un canal, la calidad de grabación de otras cámaras disminuye ligeramente, existe la posibilidad de mejorar al menos algo.

Ver entrada
Actualmente existen muchas soluciones nuevas en este ámbito con cómodas interfaces de usuario basadas en ordenadores, pantallas táctiles y ventanas translúcidas voladoras. Pero no debemos olvidarnos de las soluciones antiguas pero útiles.
La acción principal al visualizar es buscar la siguiente alarma. El operador principal que entró de servicio por la mañana debe revisar todas las alarmas de la noche y tomar una decisión: ¿había sombras corriendo por el techo o alguien intentaba irrumpir en la instalación protegida? Por eso, mira rápidamente la grabación de cada alarma y, si no hay nada interesante, pasa a la siguiente. Es muy inconveniente si, para pasar al siguiente, necesita abrir varios menús y seleccionar manualmente la entrada junto al que está viendo. Sobre todo si para ello necesitas recordar y no olvidar el nombre del que estás viendo actualmente. El botón «siguiente alarma» es el elemento principal de la interfaz al ver una grabación.
Por supuesto, debería ser posible ver en cámara lenta y acelerada y ver un cuadro congelado. No fue fácil crear una imagen fija de alta calidad en cinta magnética. ¿Crees que es más fácil implementarlo ahora? En la mayoría de las grabadoras modernas, súper sofisticadas, no podrá detener la grabación en ningún momento, solo en uno de los fotogramas de referencia, que puede durar incluso menos de una vez por segundo. Teóricamente es posible detenerse en un fotograma intermedio, aunque tendrá una calidad ligeramente reducida. Pero en la práctica, no todo el mundo sabe cómo hacerlo. O simplemente no creen que sea importante. Entonces, cuando veas cuadro por cuadro, saltarás en un segundo. Hay una maleta en un plano, pero no en el siguiente. ¿Y quién lo tomó? Imagínense. Otra característica antigua de la que ahora están tan orgullosos algunos desarrolladores de sistemas informáticos es la búsqueda de cambios o movimientos al ver una grabación. Por supuesto, las posibilidades de la cinta magnética analógica eran limitadas. Pero en muchos sistemas era posible rebobinar rápidamente hasta un cambio brusco en la iluminación del encuadre. Y algunos incluso le permitían usar un detector de movimiento con todas las funciones al avanzar rápidamente, con configuraciones sobre qué debería moverse, dónde y dónde detener el avance rápido. Lamentablemente, los gigahercios y los megapíxeles aún no han hecho posible que esta oportunidad esté disponible en todos los dispositivos simples.
A menudo, mientras mira, desea ver varios canales (varias cámaras de video) simultáneamente con los ojos. Por supuesto, esto es posible. El único problema es que la visualización sincronizada de varios canales de vídeo a un ritmo acelerado o lento ahora, con la introducción generalizada de MPEG4, H.264 y muy buenos algoritmos similares, no es tan fácil de implementar. Algunos lo hacen. Hasta ahora esto era posible automáticamente en cualquier multiplexor muy primitivo.

Observación
Hay muchas funciones útiles al monitorear en tiempo real (e incluso al visualizar una grabación). Por ejemplo, si está viendo varias cámaras de vídeo en uno o más monitores adyacentes, necesitará ecualizar su brillo y contraste. Situación típica: varias cámaras exteriores por la noche, varias interiores en habitaciones muy iluminadas. Si no actúa, el ojo simplemente no percibirá los detalles en uno de los canales. Normalmente, el ojo sintonizará una pantalla brillante y una pantalla oscura aparecerá negra. Sí, por supuesto, todos los sistemas actuales permiten ajustar el brillo y el contraste. Pero generalmente sugieren hacer esto manualmente después de cambiar el conjunto de canales de video que se están viendo.
Los televisores modernos tienen una función para ajustar automáticamente el brillo cuando cambia la luz de la habitación. Algunos monitores de vídeo del pasado también tenían esta función. Algunos tenían la capacidad de guardar varios conjuntos y cambiar entre conjuntos, por ejemplo, «día-noche» con un botón en todos los monitores a la vez. ¿Con qué frecuencia ha visto una función de este tipo en los monitores de computadora que ahora se utilizan para visualización y monitoreo? ¿Y qué debe hacer el operador si de repente la iluminación cambia al modo de emergencia (casi se apaga) y todas las pantallas dañan la vista con su brillo? O, por el contrario, en plena jornada nocturna, en una agradable penumbra, de repente suena la alarma, hay plena luz, todo el mundo está armado y las mamparas parecen ventanas negras con manchas vagas.

Número de canales/ventanas/pantallas
A medida que la electrónica se volvió más barata, los sistemas con 20 a 30 cámaras comenzaron a considerarse pequeños y los sistemas con 200 a 400 cámaras ya no sorprenden a nadie. Sin embargo, me sorprende que mucha gente todavía sugiera instalar 1 pantalla para 100 cámaras y mirarlas todas por turno o, por el contrario, recomiendan instalar una pared con 16 monitores y mostrar 16 ventanas para cada uno; admire lo hermosas que se ven 256 microventanas. al mismo tiempo.
Sí, por supuesto, el sistema de videovigilancia no es un televisor; no hay ningún camarógrafo o director que muestre cuidadosamente todos los momentos más interesantes del partido en una sola pantalla. Pero una persona, en principio, no puede mirar más de 3 o 4, o como máximo 10 ventanas. En el mejor de los casos, los considerará uno por uno. Hace 30 años, en los grandes sistemas, no eran razones económicas las que impedían la instalación de cientos de monitores. La experiencia en la organización de un servicio de operador ha llevado a la siguiente proporción óptima: 1 o 2 monitores grandes (monitores puntuales en terminología inglesa) para ver los detalles, convenientemente ubicados directamente frente al operador. En particular, es en uno de ellos donde aparecerá la imagen cuando el operador controle la cámara PTZ. Además, hay varios (hasta 10) monitores pequeños (monitores de alarma), que en situaciones normales generalmente son negros y no llaman la atención, pero en caso de alarma muestran una cola de cámaras de alarma que requieren de un operador para evaluar la situación. Después de la proliferación de multiplexores capaces de proporcionar visualización de ventanas múltiples, a veces se usaban monitores centrales para mostrar temporalmente muchas ventanas (en realidad iconos) a la vez, lo que facilitaba al operador seleccionar la cámara deseada.
Por cierto, sobre las cámaras PTZ. En las matrices de conmutación primitivas, era fácil implementar una opción en la que, cuando se mostraba una cámara de alarma (fija) en un monitor puntual, se mostraba simultáneamente una cámara PTZ adecuada en el segundo, dirigida a una posición preprogramada, tan similar como posible a la imagen de la cámara fija. Si desea ver algo con más detalle, coloque el joystick en su mano y controle la cámara en el monitor adyacente.
Sin embargo, una cosa era difícil de implementar entonces. Si una cámara PTZ monitorea varios sectores en los que ocurrió una alarma, entonces tendría que incluirse en la cola de alarmas varias veces, y en imágenes pequeñas (vista previa de alarma) valdría la pena mostrar un cuadro congelado desde este ángulo, y no el señal actual de esta cámara, ya convertida en otra alarma.
Las interfaces gráficas modernas utilizan con gran éxito la tecnología de visualización de ventanas múltiples para seleccionar mediante indicación directa (en un monitor de pantalla táctil, en realidad apuntando directamente con el dedo a la pantalla) la cámara que desea mirar más de cerca. Las desventajas de la mayoría de los sistemas modernos incluyen el hecho de que un número sorprendentemente pequeño de ellos son capaces de trabajar coordinadamente con múltiples pantallas en un lugar de trabajo. La mayoría de los sistemas, incluso los que están en red y son multioperador, han surgido a partir de los sistemas operativos clásicos, que suponen que un operador tiene una o como máximo dos pantallas.
Permítanme recordarles que el concepto de cola de mensajes de alarma (cámaras de alarma en términos de videovigilancia) está establecido desde hace mucho tiempo. Si el sistema pretende estar integrado, la cola de alarmas es la interfaz principal del operador. El operador debe restablecer manualmente explícitamente cada alarma (confirmar la alarma). En equipos de videovigilancia especializados, como grabadores de vídeo multicanal, esto también se implementa fácilmente. Pero en los sistemas distribuidos más modernos con cámaras web y una interfaz web, no todo es tan color de rosa. En la mayoría de los casos, la interfaz del operador está ubicada en una sola computadora y difícilmente puede mostrar imágenes en miniatura de varias cámaras web simultáneamente para obtener una vista previa. Las cámaras web no pueden enviar una secuencia muy pequeña para obtener una vista previa, y obtener una imagen de alta calidad de muchas cámaras a la vez y luego reducir la imagen localmente no funcionará; incluso Gigabit Ethernet difícilmente pasará 50 canales de formato de video D1. Muchos sistemas no mencionan lo que sucederá si hay entre 20 y 30 cámaras en la cola de alarma al mismo tiempo. O ni siquiera proporcionan más de 3 o 4 iconos para esto en la interfaz del operador.
Pero muchos sistemas modernos, a diferencia de los más antiguos, le permiten cambiar fácilmente la secuencia de visualización de las alarmas. El propio operador puede seleccionar la siguiente cámara a visualizar (ayuda una interfaz gráfica con un ratón o una pantalla táctil). Anteriormente, era inevitable repasar todas las preocupaciones una por una.
Pero el mayor problema al ver las cámaras de alarma desde una cola en los viejos tiempos era el retraso. Cuando el operador llegó a la siguiente cámara, allí todo estaba en calma. Debe poder ver qué había en esta celda en el momento de la alarma y no en este momento. Para ello, se utilizaron los primeros dispositivos digitales: grabadoras de fotogramas congelados. Los sistemas modernos pueden rebobinar fácilmente la imagen en cualquier canal hasta la alarma, mostrar tanto fotogramas fijos como vídeo, volver al momento actual (vídeo en directo) y volver a retroceder fácilmente en el tiempo. Más precisamente, en principio, podrían hacerlo. Es más, simplemente tienen que hacerlo. Con un botón, como acción principal (al igual que cuando se visualiza un archivo de grabación, la acción principal es pasar a la siguiente alarma). Al comienzo de la alarma, en el momento actual. A la alarma, por ahora. Por desgracia, las magníficas, variadas, indudablemente útiles y poderosas capacidades de los sistemas modernos a menudo saturan tanto la interfaz del operador que, en principio, todo esto se puede hacer, pero la cantidad de acciones del operador necesarias para lograr el objetivo es inaceptablemente grande. Los operadores de servicio tienden a utilizar uno o dos botones. Los que se usan a diario. Especialmente en una situación extrema.
Como anécdota: en un sistema de alarma y extinción de incendios, el operador tiene dos botones: «reset» (a menudo lo presiona cuando hay una señal falsa de «fuego» de sensores polvorientos) y «cancelar el inicio del polvo.» Ambos son grandes, bonitos y con grandes inscripciones. Cuando alguien activó accidentalmente el inicio de extinción, durante el retraso del inicio, el operador presionó el botón habitual de «reinicio» 20 veces, pero nunca pensó en presionar el botón «cancelar inicio», que nunca antes había necesitado. El resultado son dos días de trabajo con una aspiradora.
Por cierto, cuando estás viendo una imagen en vivo en tiempo real y quieres regresar y ver más de cerca lo que acaba de suceder allí, ¿qué botón presionas? ¿Pausar o rebobinar? Esto es obvio para ti. En todos los sistemas modernos esto sería muy fácil de implementar. Ahora recuerde cuántos menús necesita ingresar para hacer esto, vaya al modo de reproducción de grabación, seleccione el tiempo (actual menos 10 segundos), etc.