Режимы работы системы видеонаблюдения.

Режимы работы системы видеонаблюдения.

Научно-технический прогресс, ознаменованный гигабайтами и гигагерцами, победной поступью идет по отрасли систем безопасности. Однако порой приходится слышать, что раньше не только вода была мокрее, но и системы видеонаблюдения были удобнее. Именно удобнее – все, безусловно, признают, что мегипикселей стало больше и запись в реальном времени сотен видеокамер стала возможной только теперь, но раньше многое было удобнее. Древние функциональные возможности, известные еще со времен записи на магнитную ленту и наблюдения на нескольких мониторах с ЭЛТ, вырабатывались несколько десятилетий. Сейчас же технику видеонаблюдения делают нередко совсем другие люди – выросшие из компьютерных специалистов, часто не знакомые с этими старыми приемами, и потому гигагерцев все больше, а работать не всегда удобнее.
В этой статье я постараюсь перечислить самые важные алгоритмические и организационные приемы, применявшиеся уже 20 лет назад, и оценить их полезность в современной технике.

Запись
Раньше запись шла на 3-часовую видеокассету, поэтому, естественно, возникал вопрос: что делать, когда кассета кончится. Естественно же, возникал и ответ – перематывать и писать снова. А пока кассета перематывается – писать на резервный магнитофон. Сейчас перематывать ничего не надо, но сам факт циклической перезаписи (с удалением самых старых записей) реализован вовсе не везде. Многие разработчики искренне советуют поставить диск побольше, чтобы не переполнился. Или регулярно чистить диск вручную от ненужных записей. Они, наверное, не в курсе, что системы безопасности нередко после торжественного пуска оставляют без присмотра и работают они так годами, вплоть до того дня, когда петух клюнет в известное место, и тогда прибежит начальник и начнет суматошно искать запись за вчерашний день.
Однако не все так просто. Даже в аналоговых системах с магнитофоном понимали, что нельзя бездумно перезаписывать поверх важных записей. Простейшее решение: в случае, если за время записи кассеты произошла тревога, перезапись отменялась, и магнитофон ждал, пока оператор вручную не сбросит тревогу. Таким образом, приехавшие на объект сыщики могли увидеть запись, сделанную во время ограбления, а не интересный ролик о том, как приехали сыщики. В продвинутых системах даже устанавливался отдельный магнитофон, на который шла запись только в случае тревоги. Таким образом, особо важные фрагменты записи сохранялись отдельно. В современных системах иногда также встречаются раздельные настройки – объем дискового пространства для обычных и для тревожных записей. Только не забудьте, что объем тревожных записей должен быть достаточен для записи за время, пока не приедет специалист, способный скопировать все самое интересное на съемный носитель. Или автоматическая перезапись тревожных фрагментов должна быть запрещена.
Качество записи в старых системах оставляло желать лучшего. VHS-магнитофон, да еще и с прореженной покадровой записью, – это даже хуже, чем старые пленки немого кино. Конечно, в случае тревоги качество (как минимум частота кадров) тревожных видеокамер повышалось. Сейчас нет большой необходимости повышать качество, нередко запись постоянно идет в наивысшем качестве, однако во многих случаях имеет смысл тревожное видео транслировать в высоком качестве для резервной записи в центральном хранилище, а не только писать локально. При этом в наше время проблем даже больше: раньше никак нельзя было превысить 50 кадров в секунду при записи на магнитофон. Сейчас же легко несколько видеопотоков, одновременно и резко повысивших свое качество (скорость кадров, качество компрессии, пиксельное разрешение), могут нечаянно перегрузить файловый сервер или сеть, в результате ни один из этих особо важных видеороликов не будет записан.
В старых системах проблема ограниченных возможностей записи нескольких тревожных камер одновременно была настолько очевидна, что разрабатывали несколько алгоритмов. Например, каждой тревожной камере дается минимально гарантированное время высококачественной записи после тревоги. И в дальнейшем, если большое количество камер остается в состоянии «тревога», запись ведется не равномерно со всех камер (т. е., одинаково плохо все камеры), а поочередно, выделяя повышенное качество для каждой камеры. Поскольку при повышенном качестве в одном канале качество записи остальных камер снижается незначительно, таким образом, появляется шанс хоть что-то улучшить.

Просмотр записи
В этой области сейчас особо много новейших решений с удобными пользовательскими интерфейсами на базе компьютеров, тачскринов и летающих полупрозрачных окошек. Но не следует забывать и о старых, но полезных решениях.
Основное действие при просмотре – поиск следующей тревоги. Пришедший утром на дежурство старший оператор должен просмотреть все тревоги за ночь и принять решение – это тени на потолке бегали или все-таки кто-то пытался проникнуть на охраняемый объект. Потому он быстро смотрит запись каждой тревоги и, если нет ничего интересного, переходит к следующей. Очень неудобно, если для перехода к следующей надо вызвать несколько меню и вручную выбрать запись, следующую после просматриваемой. Особенно если для этого надо запомнить и не забыть, как называлась просматриваемая сейчас. Кнопка «следующая тревога» – основной элемент интерфейса при просмотре записи.
Конечно, должна быть возможность просмотра в ускоренном и замедленном режиме и просмотр стоп-кадра. На магнитной ленте качественный стоп-кадр реализовать было непросто. Думаете, сейчас его реализовать проще? В большинстве современных суперпупернавороченных рекордеров вы не сможете остановить запись в любом месте – только на одном из опорных кадров, которые могут идти даже реже, чем раз в секунду. Теоретически остановить на промежуточном кадре можно, хотя он и будет иметь несколько сниженное качество. Но на практике это умеют делать далеко не все. Или просто не считают это важным. Вот и будете вы при покадровом просмотре прыгать через секунду. На одном кадре чемодан есть, а на следующем нет. А кто унес – поди разбери. Еще одна старая возможность, которой сейчас так гордятся некоторые разработчики компьютерных систем, – поиск изменений или движения при просмотре записи. Конечно, на аналоговой магнитной ленте возможности были невелики. Но ускоренная перемотка вплоть до резкого изменения освещенности в кадре была возможна во многих системах. А некоторые даже позволяли при ускоренной перемотке использовать полнофункциональный детектор движения, с настройками что, где и куда должно двигаться, чтобы остановить ускоренную перемотку. Увы, гигагерцы и мегапиксели пока не сделали такую возможность доступной на каждом самом простом устройстве.
Нередко при просмотре хочется глазами наблюдать одновременно несколько каналов (несколько видеокамер). Это, разумеется, возможно. Вот только проблема в том, что синхронный просмотр в ускоренном или замедленном темпе нескольких видеоканалов сейчас, при повсеместном внедрении MPEG4, H.264 и тому подобных очень хороших алгоритмов, реализовать не так-то просто. Некоторые это делают. А раньше это автоматически было возможно на любом самом примитивном мультиплексоре.

Наблюдение
При наблюдении в реальном времени (да и при просмотре записи) есть множество полезных функций. Например, если вы наблюдаете на одном или нескольких рядом расположенных мониторах несколько видеокамер, необходимо выровнять их яркость и контрастность. Типичная ситуация: несколько уличных камер ночью, несколько внутренних в ярко освещенных помещениях. Если не принять мер, глаз просто не будет воспринимать детали в одном из каналов. Обычно глаз настроится на яркий экран, а темный будет казаться черным. Да, конечно, все нынешние системы позволяют отрегулировать яркость и контрастность. Вот только они обычно предлагают делать это вручную после любого переключения набора просматриваемых видеоканалов.
Современные телевизоры имеют функцию автоматической коррекции яркости при изменении освещенности в комнате. Была такая функция и у некоторых видеомониторов в прошлом. У некоторых была возможность сохранить несколько наборов и переключаться между наборами, например, «день-ночь» одной кнопкой на всех мониторах сразу. А часто ли вы встречали такую функцию у компьютерных мониторов, используемых ныне для просмотра и наблюдения? И что делать оператору, если вдруг освещение перешло на аварийный режим работы (практически погасло) и все экраны режут глаз своей яркостью? Или, наоборот, посреди ночного дежурства в приятной полутьме вдруг тревога, полный свет, все в ружье, и экраны кажутся черными окнами с неясными пятнами на них.

Количество каналов / окон / экранов
По мере удешевления электроники системы в 20–30 камер стали считаться малыми, а системы по 200–400 камер уже давно никого не удивляют. Однако меня удивляет, что до сих пор многие предлагают на 100 камер поставить 1 экран и смотреть их все по очереди, или, наоборот, рекомендуют установить стену на 16 мониторов и вывести по 16 окошечек на каждый – любуйтесь, как красиво выглядят 256 микроокошечек одновременно.
Да, конечно, система видеонаблюдения – не телевизор, тут нет оператора и режиссера, который заботливо выведет на единственный экран все самые интересные моменты матча. Но больше чем 3–4, ну максимум 10 окошек человек, в принципе, не способен окинуть взглядом. В лучшем случае он будет рассматривать их по очереди. 30 лет назад в крупных системах вовсе не экономические причины препятствовали установке сотен мониторов. Опыт организации службы операторов привел к следующему оптимальному соотношению: 1–2 больших монитора (spot-мониторы в английской терминологии) для разглядывания деталей, удобно расположенные прямо перед оператором. В частности, именно на одном из них будет изображение, когда оператор управляет поворотной камерой. Помимо того несколько (до 10) небольших мониторов (alarm-мониторы), которые в обычной ситуации вообще черные и не привлекают внимание, а в случае тревоги показывают очередь из тревожных камер, нуждающихся в оценке ситуации оператором. После распространения мультиплексоров, способных обеспечивать многооконное отображение, центральные мониторы иногда стали применяться для временного вывода сразу многих окошечек (фактически иконок), что облегчает выбор нужной камеры оператором.
Кстати, о поворотных камерах. На примитивных матричных коммутаторах легко можно было реализовать вариант, когда при выводе на один spot-монитор тревожной камеры (неподвижной) на второй одновременно выводилась подходящая поворотная камера, направленная на предварительно запрограммированную позицию, максимально похожую на картинку от неподвижной камеры. Если хочется что-то рассмотреть подробнее, джойстик в руку – и управляете камерой на соседнем мониторе.
Впрочем, одну вещь тогда трудно было реализовать. Если одна поворотная камера контролирует несколько секторов, в которых произошла тревога, то она должна была бы несколько раз попасть в очередь тревог, причем на небольших картинках (предпросмотр тревоги) стоило бы показывать стоп-кадр этого ракурса, а не текущий сигнал с этой камеры, уже повернувшейся на другую тревогу.
Современные графические интерфейсы весьма успешно применяют технологию многооконного отображения для выбора прямым указанием (на тачскрин-мониторе – действительно прямым тычком пальцем в экран) камеры, которую хочется рассмотреть внимательнее. К недостаткам большинства современных систем следует отнести то, что удивительно малое их количество способно скоординированно работать с несколькими дисплеями на одном рабочем месте. Большинство систем, даже сетевых и многооператорских, выросли из классических компьютерных операционных систем, предполагающих, что один оператор имеет один, максимум два дисплея.
Напомню, что понятие очереди тревожных сообщений (тревожных камер в терминах видеонаблюдения) давно устоялось. Если система претендует на интегрированность, очередь тревог – это основной операторский интерфейс. Оператор обязан явно вручную сбросить каждую тревогу (подтвердить восприятие этой тревоги). В специализированном оборудовании для видеонаблюдения, таком, как многоканальные видеорекордеры, это также легко реализуется. А вот в наисовременнейших распределенных системах с веб-камерами и веб-интерфейсом все далеко не так радужно. В большинстве случаев операторский интерфейс расположен на одном компьютере и с трудом может одновременно отобразить для предпросмотра миниатюрные изображения от нескольких вебкамер. Вебкамеры не могут посылать очень маленький поток для предпросмотра, а получить качественную картинку сразу от многих камер и затем уже локально уменьшить изображение не получится – даже гигабитный Ethernet с трудом пропустит 50 каналов видео формата D1. Многие системы не упоминают о том, что случится, если одновременно в очереди тревожных будут находиться 20–30 видеокамер. Или даже не предусматривают в операторском интерфейсе более 3–4 пиктограмм для этого.
Зато многие современные системы, в отличие от старых, позволяют легко менять последовательность просмотра тревог. Оператор сам может выбирать следующую камеру для просмотра (графический интерфейс с мышью или тачскрином помогает). Раньше было неизбежно перебирать все тревоги подряд по одной.
Но самая большая проблема с просмотром тревожных камер из очереди в старые времена была связана с запаздыванием. Когда оператор дошел до очередной камеры, там уже все спокойно. Нужно иметь возможность посмотреть, что было в этой камере в момент тревоги, а не прямо сейчас. Для этого и применялись первые цифровые аппараты – фиксаторы стоп-кадров. Современные системы могут легко отмотать картинку по любому каналу к тревоге, показать как стоп-кадр, так и видео, вернуться к текущему моменту (живое видео) и снова легко отпрыгнуть назад во времени. Точнее, в принципе, могли бы это делать. Более того, просто обязаны это делать. Одной кнопкой, как основное действие (так же как при просмотре архива записи основное действие – это переход на следующую тревогу). На начало тревоги – на текущий момент. На тревогу – на сейчас. Увы, великолепные, разнообразные, безусловно, полезные и мощные возможности современных систем нередко так загромождают операторский интерфейс, что, в принципе, все это сделать можно, но количество необходимых для достижения цели действий оператора неприемлемо велико. Дежурные операторы склонны пользоваться одной-двумя кнопками. Теми, которыми пользуются ежедневно. Тем более в экстремальной ситуации.
В качестве анекдота: система пожарной сигнализации и пожаротушения, у оператора две кнопки – «сброс» (он ее частенько нажимает при ложном сигнале «пожар» от запылившихся датчиков) и «отмена пуска порошка». Обе большие красивые и с крупными надписями. Когда кто-то нечаянно включил пуск тушения, за время задержки пуска оператор раз 20 нажал на привычную кнопку «сброс», но так и не догадался нажать на ранее никогда не требовавшуюся ему кнопку «отмена пуска». Результат – два дня работы пылесосом.
Кстати, когда вы смотрите живую картинку в реальном времени и хотите вернуться и посмотреть повнимательнее, что там только что произошло, вы какую кнопку нажмете? Паузы или перемотки назад? Вам это очевидно. Во всех современных системах это было бы очень легко реализовать. А теперь вспомните, в сколько меню для этого нужно войти, перейти в режим воспроизведения записи, выбрать время (текущее минус 10 секунд) и т. д.