|
Термин HD (hi definition) видео, то есть видео высокой четкости, пришел в CCTV из области телевидения и мультимедиа. В начале нового века бурный расцвет технологий жидкокристаллических и плазменных дисплеев – возможность создания недорогих экранов с большой диагональю – позволил оценить преимущества изображения высокого разрешения. На смену аналоговому формату появились цифровые форматы телевидения высокой четкости.
Сегодня, приобретая современный телевизор, мы обращаем внимание на шильдик с надписью HD ready и поддерживаемый стандарт цифрового изображения: 720p, 1080i и др., характеризующий разрешение изображения.
Наиболее распространенными стандартами HD видео на сегодняшний день являются:
720 p (1280 x 720 пк, отношение сторон изображения 16:9, прогрессивная развертка);
1080 p (1920 x 1080 пк, отношение сторон изображения 16:9, прогрессивная развертка).
Во многих западноевропейских странах телевидение высокой четкости уже давно стало обыденностью. Разработаны телевизионные тюнеры для приема сигнала высокой четкости, цифровые интерфейсы (HDMI, DVI-D) для мониторов, обеспечивающие передачу цифрового сигнала без сжатия, и форматы для носителей информации (Blue Ray, HD DVD).
Российское правительство планирует, что к 2015 г. телевидение в нашей стране тоже перейдет к стандарту HDTV.
Разумеется, процессы, протекающие в вещательном телевидении, цифровой фото- и видеотехнике, не могли обойти стороной прикладное телевидение, которым является CCTV. Возможность перехода к цифровым стандартам видеоизображения высокой четкости открывает новые возможности для систем охранного видеонаблюдения.
В первую очередь необходимо отметить возможность получения высокодетализированного изображения с возможностью последующего масштабирования. Цифровая обработка мегапиксельных изображений позволяет анализировать отдельные области кадра: например, распознавать номер автомобиля или лицо нарушителя.
|
Вторым немаловажным преимуществом перехода CCTV к цифровым стандартам высокой четкости стало достижение равновесия разрешения видеоизображения, формируемого камерой, и разрешения монитора. Эпоха мониторов с электронно-лучевой трубкой безвозвратно ушла, а аналоговый стандарт видеосигнала остался. Вывод изображения аналогового стандарта на экран жидкокристаллического и плазменного монитора сопровождается ухудшением контрастности и яркости изображения, страдает цветность. Необходимость использования мощных процессоров обработки изображения в мониторах для компенсации артефактов неоправданно увеличивает стоимость видеопанелей. Разрешение мегапиксельных камер соответствует разрешению современных мониторов и гарантирует высокую степень достоверности изображения и визуального комфорта для оператора.
Наконец, ряд компаний – производителей мегапиксельных камер в своих продуктах реализуют идею замещения одной цифровой камерой высокого разрешения нескольких аналоговых камер, установленных рядом. В этом есть доля истины. Небольшие объекты – кафе, автозаправочные станции, маленькие магазины – могут быть оборудованы одной-двумя мегапиксельными камерами со специализированным широкоугольным объективом. В условиях ограниченной области наблюдения они способны заменить 3–4 телекамеры аналогового стандарта.
Необходимо отметить, что проникновение технологий видео высокой четкости в область CCTV было связано с необходимостью решения целого ряда технических задач.
Наиболее принципиальной задачей являлась необходимость выбора интерфейса передачи изображения. В отличие от телевидения высокой четкости, где широко используются спутниковые каналы передачи данных или оптический кабель, для CCTV необходимо было использовать менее дорогой, более универсальный, обеспечивающий быстрое и простое масштабирование системы, интерфейс. Таким интерфейсом стала информационная вычислительная сеть на базе стека протоколов TCP/IP. Действительно, IP-сеть наилучшим образом подходит для создания системы видеонаблюдения высокой четкости. Данные передаются в цифровом виде, а значит, мы не связаны никаким аналоговым стандартом. Топология IP-сети может быть столь разнообразна и сложна, что масштабировать систему не представляет большого труда.
Однако сложности все-таки есть, и до недавнего времени они были трудноразрешимы.
Фактически переняв стандарты HDTV (720 p, 1080 p), системы видеонаблюдения высокой четкости столкнулись с необходимостью поиска оптимального алгоритма компрессии изображения. Алгоритм M-JPEG, применявшийся для IP-камер аналогового разрешения 768 х 576 пк, не оптимален для HD IP-камер, так как поток данных от мегапиксельной камеры может составлять до 30– 40 Мбит (камера с разрешением 3 Мп). Таким образом, для создания видео IP-системы высокой четкости необходимо использовать дорогостоящие технологии гигабитных сетей. Не менее актуален для охранных систем и вопрос записи изображения на диск. Большие объемы информации требуют серьезных расходов на создание длительного архива.
Разумеется, существуют более эффективные алгоритмы сжатия – MPEG4, H.264, но реализация этих алгоритмов для мегапиксельных камер требовала применения мощных и дорогих процессоров. Как следствие, HD CCTV оставалось красивой мечтой и мегапиксельные камеры использовались в основном в прикладных задачах.
Не менее острой была проблема дефицита специализированных объективов, обеспечивающих необходимое разрешение для мегапиксельных видеокамер. На рынке присутствовала только дорогостоящая оптика для мегапиксельных камер машинного зрения с нехарактерным для CCTV форматом.
Технологии развиваются. 2008 год стал переломным для IP-систем видеонаблюдения высокой четкости. Практически все производители мегапиксельных IP-камер для CCTV обновили номенклатуру предлагаемых решений. Эффективный алгоритм компрессии H.264 High Profile, способный сжать видеопоток 2 Мп камеры до 4 Мбит/с, присутствует в новых моделях уже не как альтернативный кодек, но как основной, окончательно вытеснив M-JPEG. Вычислительная мощность универсальных процессоров позволила создать рабочие станции для декодирования и визуализации одновременно нескольких HD-потоков. Программное обеспечение HD-видеосистем позволяет эффективно анализировать изображение в разных областях кадра, создавая отдельные «зоны интереса» для оператора. Наконец, все производители оптики для CCTV наладили выпуск «мегапиксельных» объективов, оптимизировав их стоимость.
Несомненно, это является прорывом и новой ступенью в развитии CCTV, так как достигнут принципиально новый качественный уровень. Если до недавнего времени противники IP-систем видеонаблюдения объективно признавали лишь одно преимущество цифровой системы – распределенность, то теперь неоспоримым является объективно высокое качество изображения.
Фактически тезис о том, что качество видеосистемы определяется качеством наиболее слабого элемента системы, уходит в прошлое. Цифровые HD-камеры способны формировать высококачественное изображение высокого разрешения, цифровые сети передавать, а мониторы отображать изображение без потери качества. И хотя не все вопросы еще решены и стоимость HD-видеосистемы остается высокой по сравнению с системой аналогового качества, ни у кого не возникает сомнения относительно будущего HD CCTV.
|
