Рисунок видеокамеры: D0 b2 d0 b8 d0 b4 d0 b5 d0 be d0 ba d0 b0 d0 bc d0 b5 d1 80 d0 b0 d1 80 d0 b8 d1 81 d1 83 d0 bd d0 be d0 ba: стоковые векторные изображения, иллюстрации

Содержание

Как работает линейная камера | CameraIQ

Линейные камеры (line-scan) — это вид камер машинного зрения, которые отличаются от обычных видеокамер с матричным сенсором (area-scan) тем, что изображения в них формируются путем сканирования объекта съемки.

Линейная камера имеет сенсор, содержащий всего одну (иногда несколько) линию (строку) пикселей. Такие камеры также называют “строчными камерами”.

Преимущества

Использование линейных камер имеет множество преимуществ:

Низкая цена в пересчете на пиксель: линейное сканирование позволяет реализовать съемку с высоким разрешением с минимальными затратами
Чувствительность и динамический диапазон линейных камер, как правило, существенно выше чем у матричных
Изображение без “смаза”: линейные видеокамеры позволяют снимать быстро-движущиеся объекты
Эффективность: в отличие от систем с матричными камерами, при использовании линейного сканирования нет необходимости обеспечивать перекрытие последовательных кадров и их дальнейшую программную “склейку” — изображение непрерывно формируется в буфере встроенной памяти линейной камеры

Масштабируемость: если разрешения одной линейной камеры недостаточно, очень просто использовать несколько камер установленных в ряд
Снижение затрат на организацию освещения объекта: достаточно подсветить узкую полосу нужной ширины, вместо организации равномерного освещения всей поверхности объекта

Принцип работы

Принцип действия систем машинного зрения, использующих линейные видеокамеры, аналогичен принципу работы сканера документов: за счет движения объекта относительно камеры (либо камеры вдоль объекта) — из строк, последовательно, одна строка за другой, формируется обычное двумерное изображение.

Линейные камеры наиболее эффективны при съемке непрерывно движущихся материалов, в таких отраслях как бумажное производство, полиграфия, металлургия и т.п. На рисунке показано сравнение матричных и линейных камер применительно к таким задачам.

За счет большего числа пикселей в строке одна видеокамера линейного сканирования способна заменить несколько обычных матричных камер.

Применения

Применение линейных камер оправданно для съемки движущихся, бесконечных объектов. Она позволяет получить высококачественную серию снимков с большим разрешением ( 8096 x 16000 пикселей для камеры бюджетной GigE серии), стык в стык, без необходимости совмещения кадров между собой. Работа с энкодером позволяет контролировать скорость объекта и снимать его с динамической частотой линий. Тем самым геометрия снимка не искажается из-за изменяющейся скорости объекта.

Некоторые применения линейных камер:

Контроль металлопроката, бумажного, стекольного производства. Позволяет отснять лист материала большого размера одной камерой с высоким разрешением. Далее, по прямоугольному снимку с камеры вы можете контролировать размеры, проверять поверхность изделия, например с помощью нейросетей, считывать маркировку и т.д.
Контроль печати. Позволяет сканировать печатную продукцию (банеры, газеты, печать на сайдинг-панелях, нанесение рисунка на напольные покрытия, ДСП). Благодаря продвинутым линейным камерам с многоспектральным 10 битным сенсорам — реализуется оценка оттенков печати с применением специального полиграфического ПО.
Контроль рельс, асфальтового покрытия. Данные камеры позволяют снимать на скоростях до 100 км/ч дорожное покрытие перед автомобилем или рельсы под вагоном. Благодаря снимкам с этих камер контролируется состояние инфраструктуры и производятся своевременные ремонтные работы.
Считывание маркировки сортировочного центра. На многих почтовых сортировочных центрах письма и отправления «летают» по системе распределения. И для качественного и быстрого распознавания индекса, трек-номера, почтовых марок, а также проверки наличия адресата используют линейные камеры.
Контроль трубопроката. Для задач инспектирования внутреннего и внешнего сварного шва на трубе также используют линейные камеры, установленные на специальных мобильных роботах, способных проехать внутри трубы и отснять шов изнутри.
Фотофиниш. Системы спортивного фотофиниша для олимпиад и соревнований — основной инструмент жури для определения победителя. В данном случае камера снимает линию фотофиниша с частотой до 20 кГц. Будь это бегуны, скачки, ралли, формула-1 — на любой скорости камера позволит безошибочно увидеть победителя.

Законность применения систем и камер видеонаблюдения в общественных местах, жилых домах и на работе

Одной из главных составляющих систем безопасности сегодня является система видеонаблюдения, камеры которой ведут непрерывную трансляцию и запись всего происходящего на охраняемом объекте.

Использование камер позволяет не просто фиксировать, а предотвращать кражи имущества, посягательства на личную безопасность граждан, нарушения режима объектов и т. д. Полученные таким способом видеозаписи принимаются в суде в качестве доказательств.

Но всегда ли установка камер, особенно скрытых от посторонних глаз, будет законной процедурой? Подобная деятельность в ряде случаев может быть расценена как нарушение одного из конституционных прав человека — на неприкосновенность частной жизни.

За подобное нарушение грозит весьма серьезное наказание. Разберемся, какие положения закона могут воспрепятствовать желанию собственника обезопасить свое имущество.

ЗАКОННОСТЬ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ В ОБЩЕСТВЕННЫХ МЕСТАХ

С юридической точки зрения, установка камер видеонаблюдения в общественных местах будет полностью законной. Дело в том, что заранее определить, кто именно попадет на съемку в таких местах, невозможно.

Иными словами, речь идет о неопределенном круге лиц, причем целью ставится не получение их изображения, а наблюдение непосредственно за самим объектом (магазином, парковкой, городской площадью, коридором учреждения и т. д.).

Следовательно, говорить о том, что получение изображения присутствующего в публичном месте гражданина нарушает неприкосновенность его частной жизни, не приходится. Об этом прямо говорит ч. 1 ст. 152.2. ГК РФ.

Однако есть ряд моментов, о которых необходимо помнить, планируя установку систем видеонаблюдения в публичном месте:

Необходимо предупреждать граждан, о том, что такое наблюдение ведется. Для это используют объявления по громкой связи, правила посещения или информационные таблички, где помимо письменной информации размещают понятный всем рисунок видеокамеры.
Если предполагается присутствие на охраняемом объекте иностранцев, то надписи дублируются на наиболее распространенных языках. Как правило, это английский, но могут быть и другие, в зависимости от местной специфики (например, китайский).
Для того, чтобы в дальнейшем можно было использовать записи с видеокамер в качестве доказательств по гражданским искам, административным или уголовным делам, о наличии такой аппаратуры и намерении ее установить необходимо уведомить Роскомнадзор.
Даже в местах, подпадающих под определение публичных, использование видеокамер далеко не везде возможно. Так, под понятие «частной жизни», защищенной от вторжения и фиксирования без согласия гражданина, подпадают общественные туалеты, раздевалки спортивных центров и бассейнов, кабинеты врачей, номера гостиниц и т. д.
Ведение в них съемки будет расценено судом как нарушение прав посетителей, а отснятый материал никоим образом не будет принят в качестве доказательств, даже при совершении преступления. Владельцев камер в подобных местах ждет крупный штраф.
Ведение скрытой съемки или использование так называемых «шпионских камер» запрещено законом. Это не означает, что следует обязательно выставлять видеокамеру на всеобщее обозрение. Достаточно того, что посетители будут знать о ее наличии.

ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

Обязательного размещения видеокамер в некоторых организациях напрямую требуют нормативные акты. Например, в медицинских и образовательных учреждениях, с целью соблюдения норм противопожарной безопасности и противодействия терроризму.

Однако, это скорее исключение, чем правило. В остальном, работодателям необходимо руководствоваться законом и нормами о защите частной жизни граждан.

Детальной правовой регламентации организации видеонаблюдения за сотрудниками, например, в офисе на сегодняшний день не существует. Нет и прямого запрета на установку камер на рабочих местах. Работодатель вправе это сделать, если считает, что такой способ повысит производительность или убережет его собственность от порчи и хищения. Необходимо только убедиться, что права работников при этом не окажутся нарушенными.

Для этого необходимо их о ведущемся наблюдении проинформировать. Табличек и устных объявлений для этого недостаточно.

Согласие сотрудников должно быть выражено письменно, в соответствии со ст. 74 и 85 ТК РФ. Пункт о видеонаблюдении на рабочем месте включается в трёхпудовой договор или дополнительное соглашение к нему.

Отснятые таким способом материалы подпадают под категорию персональных данных работника и требуют соблюдения норм об их получении, обработке и хранении.

В частности, руководителю необходимо включить нормы о видеоматериалах в Положение о защите персональных данных, действующее в организации, и назначить сотрудника, ответственного за соблюдение требований закона в отношении такой информации.

Отметим, что хранение видеозаписей, полученных законным путем, также подпадает под нормы, относящиеся к персональным данным сотрудника. Как правило, после увольнения они должны быть уничтожены.

Исключением может быть только использование их в качестве доказательства в трудовом споре, например, при увольнении за дисциплинарный проступок или взыскании материального ущерба.

Но результаты скрытой съемки, или полученные без письменного согласия работника, суд в качестве доказательств не примет.

Обнародование записей, сделанных на рабочем месте, имеет те же последствия, что и иная утечка персональных данных. По обращению сотрудника, правоохранительные органы могут оштрафовать работодателя, а суд — обязать выплатить сотруднику компенсацию за понесенный им материальный ущерб или причиненный моральный вред. Публикация же видеосъемки, сделанной в публичном месте, таких последствий не влечет.

ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ В ЖИЛЫХ ДОМАХ И НА ЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ

Наибольшее число спорных моментов связано с установкой камер гражданами в жилых домах для защиты своей собственности.

Сложность заключается в разграничении пространства общественного и частного. Придомовая территория многоквартирного дома и его подъезды, с одной стороны, являются частной собственностью, с другой — общественным местом. Поэтому установка видеокамер для наблюдения не запрещена, но требует согласия всех собственников.

Правила установки систем видеонаблюдения будет теми же, что и для прочих общественных мест:

запрет на ведение скрытого наблюдения и использование замаскированной аппаратуры;
информирование неопределенного круга граждан о ведущейся видеосъемке путем размещения соответствующих табличек;
уведомление Роскомнадзора для возможности в дальнейшем использовать информацию с видеокамер для использования в качестве доказательной базы в суде.

Важно, чтобы установка видеоаппаратуры была согласована со всем собственниками помещений в доме, так как обслуживание аппаратуры потребует финансовых затрат.

Подобные вопросы решаются, как правило, общим собранием дома. Поскольку речь идет о безопасности и сохранности имущества, возражения редки и связаны больше со стоимостью услуг. Если большинство жильцов проголосовало «за», монтаж выполняется.

Иная ситуация, если видеонаблюдение решает вести только один из жильцов. На собственном земельном участке, в доме или квартире он это может это делать вполне законно, не информируя об этом соседей и власти.

Формально возможно использование даже скрытой аппаратуры, если это сделано для собственного спокойствия, а не для получения информации о частной жизни соседей.

Нарушением закона такая съемка не будет ровно до того момента, пока не затрагивает права иных граждан.

Однако более эффективна и законна все же установка камер в открытую, с обязательным информированием об их наличии.

Это, с одной стороны, отпугнет возможных злоумышленников и воров, а с другой — позволит использовать материал видеосъемки для доказательства нанесения ущерба конкретным лицом при обращении в суд. Для достижения наилучшего результата стоит заказать монтаж специалистам.

Таким образом, установка систем видеонаблюдения и видеофиксации вполне законна, если соблюсти ряд условий и ограничений. Главным из них является информирование заинтересованных лиц и соблюдение норм хранения и распространения полученной в результате информации.

Закон прямо запрещает ведение скрытой съемки и не допускает использование ее результатов в качестве судебных доказательств. Более того, если подобные действия нарушили права граждан, то владельцу аппаратуры грозит крупный штраф, а в крайнем случае — до четырех месяцев ареста.

* * *

Телеграм
YouTube

© 2014-2022 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Проблемы с ИК-подсветкой у камеры: туман/отражение/гало

Недавно один из наших клиентов сообщил, что установил несколько антивандальных купольных камер, и обнаружил эффект тумана/ореола в ночное время, когда у камеры включена ИК-подсветка. Однако, в дневное время они работают нормально. После поиска в Интернет выяснилось, что большинство купольных камер безопасности могут иметь аналогичную проблему.

По мнению специалистов по видеонаблюдению, это вызвано отражением инфракрасного света или ИК-засветкой. Есть несколько причин, вызывающих ИК-отражения, в том числе:

Отсутствие примыкания пеноуплотнительного кольца к стеклу купола.
Близкие препятствия вокруг отражают ИК свет.
Пыль, грязь и влага на стекле купола.

Проблема с пеноуплотнительным кольцом

Наиболее сложный случай ИК отражения появляется, когда пеноуплотнительное кольцо не плотно прижато к стеклу камеры. Это создаёт эффект «гало» (рисунок 2).

Рисунок 2 (ИК отражения из-за пеноуплотнительного кольца)

Чтобы минимизировать вероятность отражения ИК-подсветки обратно в объектив, убедитесь, что кольцо плотно прилегает к стеклу купола. Обратите внимание, что при хорошем контакте со стеклом купола, пеноуплотнительное кольцо будет немного придавленным.

Рисунок 3 (Пеноуплотнительное кольцо на камере)

Близкие объекты и препятствия

Близкие объекты и препятствия — ещё одна возможная причина «тумана» на ночных изображениях. На рисунке 4 показан эффект от небольшого кусочка картона, расположенного всего в 10 сантиметрах в стороне от камеры. Хотя его даже не видно на картинке (картон находится вне поля зрения камеры), ИК-засветка от него велика.

Рисунок 4 (Туман на изображении из-за препятствий)

Чтобы избежать этой ситуации:

Избегайте установки камеры в узких углах.
Используйте кронштейны для крепления к стене, чтобы отодвинуть камеру от стен и близких поверхностей.
Попробуйте отвернуть камеру как можно дальше от отражающих поверхностей.
Убедитесь, что растения/растительность не мешает вблизи поля зрения.
Листва растений имеет хорошую отражающую способность.

Пыль, грязь и влага на стекле камеры.

Грязь/влага на стекле камеры также является причиной ИК-засветки и плохого изображения ночью. Избегайте касания пальцами стекла купола камеры во время установки и сохраняйте защитную плёнку на стекле купола до самого конца. Касание пальцами стекла купола оставляет жирные пятна на поверхности, которые дают размытое изображение. Они могут быть незаметными в дневное время, но обязательно испортят изображение ночью из-за ИК-засветки.

Рисунок 5 (Туман на изображении из-за влаги/грязи)

Всегда очищайте стекло купола с мягкой тканью после установки. Как правило, с течением времени стекло купола покрывается пылью/грязью, пятнами от капель и паутиной. Через какое-то время всё это приводит к ухудшению качества изображения («условий тумана»). Для поддержания чёткого изображения требуется периодическая очистка покрытия купола.

Дополнительно, при закручивании винтов убедитесь, что камера полностью герметична. Для влажного климата вы можете поместить пакетики силикагеля для поглощения воды внутри камеры. Силикагель нужно менять хотя бы раз в год. Потому, что со временем они становятся менее эффективными.

Подобные вопросы с форумов:

Я пытаюсь выяснить, что приводит к появлению дымки на картинке, когда моя камера в ночном режиме/ИК. Снаружи довольно темно (в 2 утра улица, куда смотрит камера, едва заметна невооруженным глазом) и в дневном режиме становится намного лучше, чем в ИК-режиме. —- с сайта Cam-it.org.

Привет — Я только что установил эту камеру, и я доволен дневным изображением. Однако, ночью изображение в тумане. Я чистил линзы снаружи и играл с контрастом, но это не помогло. Можете мне подсказать, какими настройками исправить эту проблему? Почему днём чисто, но не ночью? Любая помощь будет принята с благодарностью. —- с сайта Cam-it.org.

Я только что установил новую камеру и заметил эффект гало в ночном режиме с ИК-подсветкой. Если отключить ИК, он уходит, так что я знаю, что причина в ней. Долгий поиск не выявил решения, за исключением нескольких обзоров на Амазоне, где это упоминается. Прочитал на другом сайте про эффект гало в общем, это — инфракрасный свет, отражённый от стекла перед объективом, так что, полагаю, проблема здесь. — с сайта Cctvforum.com.

Эта статья основана на технической поддержке Hikvision, их документ предлагает вышеупомянутые методы, чтобы избежать ИК отражения света.

Перевёл статью Sonya, оригинал с сайта Unifore.

Обратная разработка аналоговой видеокамеры / Хабр

Ранее на Хабре я публиковал статьи, связанные с системой аналогового видеонаблюдения. В частности, были статьи, связанные с изучением файловой системы HDD видеорегистратора (DVR). В данной статье речь пойдёт про обзор навороченной аналоговой видеокамеры модели Evidence EVR-Y2022F с точки зрения пользователя и подробное изучение её устройства с инженерной точки зрения.

В настоящее время чаще применяется современная система видеонаблюдения на базе сетевых IP камер и соответствующего видеорегистратора. Однако, прежде всего, за счёт невысокой цены, аналоговая система видеонаблюдения всё ещё остаётся актуальной. Существует множество аналоговых видеокамер. Помимо характеристик качества изображения, есть ряд других характеристик, в частности, наличие интерфейса PTZ. Данный интерфейс позволяет управлять видеокамерой по линии RS-485 по протоколу PELCO-D с помощью DVR. Это, как правило, купольные камеры, которые можно вращать, изменяя ракурс видео. Реже встречаются камеры с интерфейсом PTZ, которые поддерживают управление оптическим зумом и фокусировкой (фокусом). Именно о такой камере пойдёт речь в данной статье.

Общий вид данной видеокамеры представлен как на обложке, так и на фотографии ниже (рис. 1). У неё удобный простой корпус и большой объектив, что привлекает внимание. Сзади расположены кнопки и разъёмы (рис. 2).

Рис. 1. Вид видеокамеры спереди.

Рис. 2. Вид видеокамеры сзади.

Как видно из рисунка, имеется разъём питания 12В, выход видео, RS-485 (A+, B-), и ещё какой-то ZFCM. Кроме этого, имеется контрольный светодиод питания и пять кнопок. Исходя из названия кнопок, очевидно, камера имеет экранное меню настроек и ручное управление зумом и фокусом. Сразу хочу отметить, что полноценного руководства по эксплуатации не существовало, и я его в Интернете также не нашёл. В упаковке был вложен только один листик с техническими характеристиками камеры. Меня очень сильно интересовал интерфейс ZFCM. В Интернете внушительной информации по этому поводу я не нашёл также, но интуитивно догадывался, что он служит для удалённого управления кнопками камеры.

При подаче напряжения на камеру на экране телевизора (или монитора), к которому она подключена, кратковременно высвечивается белая крупная надпись «HELLO» на синем фоне. Одновременно с этим слышно, как внутри камеры вращаются моторчики, перемещающие линзы. Затем появляется изображение. Направляя камеру на различные по расстоянию объекты, по изображению на экране становится понятно, что камера способна фокусироваться автоматически. Кнопками «TELE/WIDE» можно менять зум, то есть, приближать или отдалять. При этом каждый раз происходит автофокусировка. При нажатии на кнопки «NEAR/FAR» автофокусировка отключается, и фокус можно подстраивать вручную. Эта функциональная особенность очень интересна и полезна. Её можно встретить, разве что, в профессиональной фото или видеокамере. Дело в том, что алгоритм автоматический фокусировки в некоторых случаях работает не всегда эффективно. Например, тонкая ветка дерева перед камерой на фоне очень далёких объектов не будет захвачена автофокусом. Ручной фокус позволяет подстроиться на любой объект перед объективом. Кроме того, камера имеет довольно хороший зум (заявлено 22Х). На рисунках 3 и 4 продемонстрированы максимальный зум на удалённый объект и различные конфигурации ручной фокусировки при фиксированном зуме. Все изображения с камеры (стоп-кадры) в этой статье я создавал с помощью устройства видеозахвата, затем уменьшил масштаб вдвое. Ещё стоит отметить, что на экране с ЭЛТ видео с данной камеры отображается качественнее, чем на плоском ЖК мониторе.

Рис. 3. Минимальный и максимальный зум.

Рис. 4. Различные дистанции фокусировки.

При нажатии на кнопку «MENU» вызывается экранное меню белыми буквами на фоне видеоизображения. Меню состоит из разделов. Главная страница меню имеет следующий вид.

Рис. 5. Главная страница меню («MAIN»).

Методом тыка нетрудно догадаться, как управлять этим меню. Выбор пункта меню осуществляется кнопками управления зума (они же – «вверх/вниз»), а активация и конфигурирование выбранного пункта – кнопками управления фокуса (они же – «влево/вправо»). Выход из меню – повторное нажатие кнопки «MENU», причём из любого места. Для перехода на главную страницу из раздела нужно активировать последний пункт «BACK». Активация последнего пункта главной страницы «EXIT» также приводит к выходу из меню. Признаком выбранного пункта меню служит мигание параметра (если это параметр) или стрелочка справа (если это раздел меню). На рисунке выше я уже выбрал второй пункт меню на главной странице.

Первый пункт меню главной страницы – адрес камеры для протокола PELCO-D. Последний пункт (не считая EXIT) – сброс на заводские настройки. Рассмотрим остальные пункты – 6 разделов меню. На страницах разделов последний пункт «BACK» для перехода на главное меню уже подсвечен стрелочкой, а признак активации данного пункта – мигающая стрелочка. Ещё стоит отметить, что над пунктами посередине экрана высвечивается слово «MAIN» на главной странице меню и название раздела меню на страницах раздела.

Рис. 6. Раздел меню «FOCUS».

С помощью первого пункта раздела «FOCUS» (рис. 6) можно выбрать принудительно автофокусировку, принудительно ручную фокусировку, или режим по нажатию. Последнее означает, что нажатие кнопок фокуса отключает автофокусировку, а нажатие кнопок зума (смена характеристики приближения) – включает её. Второй пункт позволяет ограничить ближнюю дистанцию фокусировки. Третий пункт – принудительная инициализация зума и фокуса, как при включении камеры. Четвёртый и пятый – ограничение зума.

Рис. 7. Раздел меню «WB MODE».

Второй раздел (рис. 7) посвящён настройке баланса белого. Первый пункт данного раздела позволяет выбрать один из предустановленных режимов, а также автоматический или пользовательский режим. Последний настраивается с помощью второго и третьего пунктов раздела, где можно установить уровни сигналов синего и красного цветов.

Рис. 8. Раздел меню «AE MODE».

Третий раздел (рис. 8) посвящён настройке экспозиции. Первый пункт данного раздела позволяет выбрать автоматический или ручной режим экспозиции. При ручной экспозиции доступны три следующие пункта (2, 3, 4). С помощью второго пункта раздела настраивается значение характеристики АРУ (автоматической регулировки усиления). С помощью третьего – значение яркости (но там есть ещё значение «AUTO»). С помощью четвёртого – значение затвора. Оно также влияет на усиление и яркость изображения.

Рис. 9. Раздел меню «GENERAL» с активным параметром «MIRROR».

Четвёртый раздел (рис. 9) посвящён другим отдельным настройкам. Первый пункт – режим зеркального изображения (отображение слева направо). В данном случае, как видно из рисунка, он активен, и изображение на заднем фоне зеркально развёрнуто. Это я сделал специально, чтобы продемонстрировать данный режим. Второй пункт – компенсация заднего света. Третий пункт – режим день/ночь. Можно выбрать дневной режим, ночной режим или автоматическое определение. В ночном режиме камера выдаёт чёрно-белое изображение. Четвёртый пункт – выбор скорости передачи данных RS-485 для протокола управления. Наконец, пятый пункт данного раздела – выбор протокола. Кроме «PELCOD», другие варианты здесь отсутствуют.

Рис. 10. Раздел меню «OSD DIS».

В пятом разделе (рис. 10) настраиваются параметры отображения на экран той или иной информации при работе камеры. Первый пункт позволяет выбрать режим отображения: отображать всегда, никогда не отображать, или, как выбрано по умолчанию, отображать несколько секунд при изменении фокуса/зума. Второй пункт разрешает отображение номера камеры, точнее, адреса в RS-485. Он отображается в верхнем левом углу. Третий пункт разрешает отображение режима фокусировки. Четвёртый пункт разрешает отображение значения зума. Оба параметра отображаются в нижнем правом углу (в обычном режиме, когда меню не активно). На одном из шести изображений с камеры на рис. 4 можно заметить отображение данной информации, которое ещё не успело исчезнуть.

Рис. 11. Раздел меню «IR LIGHT».

Последний шестой (рис. 11) раздел посвящён настройке управления инфракрасной подсветкой. В данной камере подсветка или её интерфейс отсутствуют, следовательно, данный раздел меню носит бесполезный характер. Но, видимо, прошивка универсальная, поэтому это предусмотрено. Как я понимаю, можно настроить включение одной из трёх подсветок на том или ином интервале положения зума. Первый пункт – включение или отключение всего этого функционала. Второй пункт – выбор номера подсветки (1, 2, 3). Следующие три пункта – настройка параметров для каждой подсветки в отдельности. То есть, третий пункт – включение или отключение данного функционала для текущей выбранной подсветки. Четвёртый пункт – значение зума для включения подсветки (левая граница интервала). Пятый пункт – значение зума для отключения подсветки (правая граница интервала).

Вот я и закончил рассмотрение настроек меню. Стоит отметить, что навигация по меню неудобна, и имеются небольшие задержки. Несмотря на то, что конфигурация камеры с помощью меню происходит один раз или очень редко, всё равно это напрягает. Точнее, отсутствует возможность «быстро бегать» по меню опытному пользователю. А одногерцовое мерцание символа или параметра, как признак выбора текущего пункта, вовсе непривычно. Даже в процессе захвата изображений меню для иллюстраций я не всегда успевал поймать тот момент, чтобы активный мигающий параметр был на экране. Короче говоря, реакция на нажатие кнопки не мгновенна, следовательно, очень быстрые нажатия не обрабатываются. Я вспоминаю кнопочные телефоны середины двухтысячных, в частности, Nokia или Siemens, где нажатия на кнопки обрабатывались мгновенно. Современные дешёвые кнопочные телефоны не обладают такой возможностью. Нечто похожее наблюдается и в случае с навигацией по меню в описываемой камере.

Теперь приступим к разборке камеры. На это дело меня побудил не только технический интерес, но и более банальная причина: через несколько месяцев эксплуатации камеры она «приказала долго жить». Причина выхода из строя была предположительно очевидна: сдохла прошивка. Тем не менее, я решил заглянуть во внутрь камеры, надеясь на удачный исход ремонта.

Визуально камера состоит из трёх печатных плат. Я сразу же начал подробно рассматривать первую плату, на которой расположены кнопки с разъёмами. Отсоединив плату от гибкого шлейфа и перевернув на другую сторону, я увидел, главным образом, пять оптронов, микросхему преобразователя UART в RS-485 и её линейный регулятор на 5В (кренку). Решил зарисовать схему этой платы, вызванивая все дорожки и контакты тестером. Получилась такая схема.

Рис. 12. Схема первой платы.

В процессе зарисовки схемы сразу стало понятно, как пользоваться интерфейсом ZFCM, но обо всём по порядку. Пять имеющихся кнопок подключены к цепочке последовательно соединённых резисторов. То есть, контроллер обрабатывает нажатия кнопок за счёт АЦП всего по одному пину. Каждой нажатой кнопке соответствует определённое напряжение на нём за счёт резистивного делителя, а нажатия нескольких кнопок не обрабатываются. Ну, с этим всё понятно, это классика. Теперь по поводу оптронов. А они как раз и нужны для ZFCM! К каждой кнопке параллельно приделан транзисторный оптрон своей выходной частью, а входные светодиодные части оптронов (в дальнейшем – анод и катод) хитро соединены с клеммами ZFCM. Срабатывание каждого оптрона эквивалентно нажатию на соответствующую ему кнопку. Анод оптрона, соответствующему кнопке «MENU», идёт на клемму «M» (Menu), а катод – на клемму «C» Светодиодные части оптронов, соответствующие двум кнопкам зума, соединены между собой встречно-параллельно, и эти два конца идут на клеммы «C» и «Z» (Zoom). Такая же история и с оптронами кнопок фокуса, только клеммы – «C» и «F» (Focus). Таким образом, получается, клемма «С» – общая (Common). В цепи оптронов стоят ограничительные резисторы по 2.2 КОм, предположительно для того, чтобы оптроны зажигать от напряжения 12В. То есть, для удалённого нажатия на кнопку «MENU» нужно от обычного БП подать 12В на клеммы «C» (минус) и «M» (плюс). С кнопками зума и фокуса посложнее. Для удалённого нажатия, например, на кнопку «WIDE» (она же – кнопка «вниз») нужно подать 12В на клеммы «Z» и «C» с аналогичной полярностью. А для эмуляции кнопки «TELE» (она же – кнопка «вверх») полярность нужно сменить. Аналогичная операция будет и для оставшихся двух кнопок, то есть для фокуса, только вместо клеммы «Z» будет участвовать клемма «F». Пульт управления для реализации ZFCM можно выполнить, например, так.

Рис. 13. Реализация пульта управления для ZFCM.

Схема требует двухполярного источника питания, но можно поставить две батарейки по 12В, и даже «Кроны». Резисторы по 620 Ом (такие попались мне под руку) предотвращают короткое замыкание при одновременном нажатии парных кнопок зума или фокуса и, в целом, негативно на работу не сказываются. В целом, схема первой платы простая, в дополнительных комментариях не нуждается. Ещё могу отметить, что в целях помехоустойчивости «земля» видеосигнала приходит отдельно от общей «земли». А ещё, приёмопередатчик MAX485 (в схеме – его китайский аналог) работает только на приём информации, так как 2 и 3 выводы его соединены с GND. И это несмотря на то, что его вывод «DI» выведен на разъём J302 и подключен к МК.

После изучения первой я поверхностно рассмотрел остальные платы, а именно – все большие микросхемы, входящие в их состав. Платы двухсторонние, и обе стороны набиты компонентами одинаково плотно. На самой большой плате расположен «мозговой центр» – контроллер FBS101 неизвестного происхождения, а также куча микросхем, транзисторов и других мелочей. На третьей плате, которая поменьше (расположена за первой) находится куча микросхем фирмы SONY, в частности, ПЗС (то есть видеоглазок), плотно соединённый с оптической частью камеры, а также куча других мелочей. Судя по нумерации компонентов, третья плата на самом деле не третья, а вторая, а вторая – третья. Но я с самого начала условился считать наоборот. Первая и третья платы соединены со второй (главной) двумя гибкими шлейфами. Также со второй платой соединён шлейф, на котором смонтированы два моторчика (для зума и фокуса) и два соответствующие им концевика. Они не видны и размещены внутри оптической части. Забегая вперёд, сразу отмечу, что концевики (концевые выключатели) на самом деле служат датчиками нулевого положения и стоят не на концах, а посередине.

Я нашёл даташит на самую большую микросхему третьей платы (видеопроцессор CXD3142R). Затем – даташиты на остальные микросхемы той же платы. В частности, одна из микросхем, как я выяснил, служит так называемым знакогенератором (PD6464A). Через неё проходит сформированный видеопроцессором аналоговый видеосигнал на видеовыход, и она отвечает за наложение символов на видео. Именно она формирует надписи на экране, в частности, меню. Микросхема популярная, даташит на неё достаточно простой. Данная микросхема (или аналогичные ей) применялась в видеомагнитофонах и VHS камерах из девяностых.

После беглого прочтения всех даташитов у меня возникла идея разработать прошивку на камеру самостоятельно. А в связи с тем, что штатный контроллер оказался неведомым, я задумал запилить в камеру отдельную плату с какой-нибудь Атмегой. На третьей плате ключевую роль играют две микросхемы: видеопроцессор и знакогенератор. Остальные – это периферия видеопроцессора (ПЗС – в частности). Именно эти две основные микросхемы принимают информацию с главного контроллера (на второй плате) по SPI. Следовательно, нужно изучить, прежде всего, только два даташита.

Для общего развития и для облегчения представления я решил полностью перерисовать схемы оставшихся двух плат. Точнее говоря, схему основной (второй) платы изучать пришлось бы по-любому, если стоит задача написать прошивку. Но перерисовка схемы второй платы напрашивает за собой сделать аналогичную процедуру с третьей платой. Для облегчения рисования схемы третьей платы пришлось кратко изучать даташиты на все микросхемы периферии видеопроцессора. Здесь схема менее централизована, чем схема основной платы, несмотря на то, что основная плата больше размером. Поэтому рисовать её методом вызванивания тестером было сложнее, чем схему основной платы. Плюс ко всему, главным критерием сложности выступал тот факт, что платы не только двухсторонние, но ещё и многослойные! Схемы я рисовал кусочками на черновиках, прежде чем всё оформить на компьютере. Схему первой платы я уже приводил выше, остальные схемы приведу позже.

На рисунках ниже показана камера в разобранном виде и виды плат с другой стороны. Можно видеть также шлейф с моторчиками и концевиками. Тот моторчик, вал которого меньше длиной – это моторчик фокуса.

Рис. 14. Видеокамера в разобранном виде.

Рис. 15. Виды печатных плат с обратной стороны.

Рис. 16. Видеокамера в полуразобранном виде.

Рассмотрим структурную схему камеры, которую я составил после долгого процесса перерисовки схем всех плат. Она представлена на рисунке ниже.

Рис. 17. Структурная схема видеокамеры.

Самый большой «прямоугольничек» – это главный микроконтроллер (МК) U501 на основной плате. Кстати, маркировки всех компонентов написаны на платах рядом с компонентами, что очень удобно. Внутри МК на рисунке много пустого места, поэтому я решил прямо там поместить таблицу с описанием сигнальных выводов. Видеопроцессор U201 связан с МК не только SPI интерфейсом (выводы 20 (XCK), 26 (CLK), 27 (DATA_IN), 28 (DATA_OUT)), но и дополнительными сигналами. Прежде всего, это параллельная 8-битная шина цифрового видеосигнала. А также – синхронизирующие импульсы строк (38), кадров (39) и каждого элемента изображения (29). Благодаря подсчёту этих импульсов контроллер знает, о каком пикселе какого поля или кадра приходит информация по шине цифрового видеосигнала. Через вывод RST (19) МК осуществляет сброс видеопроцессора при старте. А через вывод AGC (80) МК знает о состоянии значения АРУ, поступающего с одной из периферийных микросхем видеопроцессора. Как я уже писал, аналоговый видеосигнал проходит на выход «сквозь» знакогенератор U402. На него от МК идёт SPI интерфейс параллельно SPI интерфейсу видеопроцессора, за исключением строб-сигнала (выбор чипа) – вывод (21) МК. Видеопроцессор способен выдавать видеосигнал, как в аналоговой форме, так и в цифровой. Цифровой сигнал, приходящий на МК, нужен, очевидно, для функции автофокусировки. Именно МК и осуществляет управление моторчиками зума и фокуса. Моторчики являются обычными биполярными шаговыми двигателями (ШД). На каждый двигатель МК выделено по 4 вывода. Для зума – (44, 46, 54, 55), а для фокуса – (45, 47, 50, 51). Драйверы ШД, о которых я напишу позже, устроены так, что сигналы подаются на них уже в дешифрованном виде. Вообще, для управления механическим узлом при помощи ШД или другого привода с позиционированием достаточно одного концевика, который будет являться ноль-меткой, а за конечными положениями узла можно следить программно, считая шаги ШД. В таком случае при включении системы нужно произвести «инициализацию», то есть, «доехать» до ноль-метки и вернуться обратно, при этом запомнить, сколько шагов проехали. В нашем случае так оно и реализовано, и данный алгоритм инициализации происходит каждый раз при включении камеры. Сигнал с концевика ноль-метки фокуса приходит на вывод (4) МК, а зума – на вывод (5). Концевиками служат открытые оптопары, и по выводу (18) МК происходит включение светодиодных частей обоих концевиков. Однако, забегая вперёд, на протяжении всего времени работы камеры данный сигнал всегда активен. На вывод (1) МК приходит аналоговый сигнал с кнопок, а на вывод (42) (UART-RX) – информация с интерфейса RS-485. Таким образом, МК управляет видеопроцессором, знакогенератором (что печатает на экране буквы и цифры), обрабатывает команды с кнопок и PELCO-D, управляет оптическим зумом и фокусом. Но самая ключевая и сложная фишка МК – обработка и анализ видеосигнала, приходящего по цифровой шине, для реализации автофокусировки.

Что ещё интересного на основной плате? Есть два неизвестных и незапаянных разъёма (места для них). Один из них J503 – 12-пиновый – я расшифровал, когда нарисовал схему. Уже изначально я догадывался, что этот разъём служит для перепрошивки. Так оно и получилось. Назначение второго разъёма J505 (5-пинового) я разгадал гораздо позже. К нему цепляется та самая инфракрасная подсветка (точнее, три), о которой шла речь при описании последнего раздела меню. Рядом с разъёмом J503 расположена микросхема U503 SPI EEPROM. Я сразу не понял её назначение, так как её маркировка не так просто пробивалась в Интернете. Сначала я думал, что это I2C EEPROM. Под ней, на другой стороне платы, расположена ещё одна микросхема U502 с маркировкой HA125. Это 4-канальный повторитель, похожий на популярную микросхему 74HC244. Каждый канал можно открыть или закрыть логическим сигналом. Один канал работает на схему сброса МК, как повторитель. А через оставшиеся три канала определённым образом проходит линия SPI между МК, третьей платой, и EEPROM. Данная связь изображена на схематическом рисунке ниже (рис. 18). Это нужно для работы с программатором. При подключении программатора в разъём J503 осуществляется деактивация трёх каналов повторителя U502, тем самым, отсоединяя МК от SPI EEPROM.

Рис. 18. Структурная схема организации SPI и периферии.

По рисунку видны назначения каждого вывода разъёма J503. Остальные выводы – питание и «земли», которые я не отметил. Разъём J502 – выходной разъём к третьей плате с видеопроцессором. Через разъём программирования J503 можно не только работать с EEPROM U503 (по выводам разъёма 7, 9, 11, 5), но и обмениваться данными с видеопроцессором (выводы разъёма 5, 10, 8, 12). Возможно, на той третьей плате тоже можно что-то перепрошивать. А вообще, можно вести отладку всего видеотракта внешним SPI устройством. Ещё рядом с U502 имеется мелкая микросхема U504, которая, видимо, служит активным сумматором сигналов MISO интерфейсов SPI, приходящих с EEPROM и с видеопроцессора. Видимо, EEPROM работает только на этапе загрузки прошивки при включении камеры. В дальнейшем она не отправляет свои данные по SPI в сторону МК. В процессе работы камеры данные по SPI будут приходить только от видеопроцессора (если вообще будут). То есть, перемешивания входящих в сторону МК SPI сигналов не происходит.

Схема организации электропитания оказалась не очень простая. Её компоненты занимают, чуть ли не половину всей платы: куча DC-DC преобразователей, линейных регуляторов и стабилитроны. Чтобы было более понятно, я нарисовал структурную схему.

Рис. 19. Структурная схема организации электропитания.

На первой плате всё просто. Элемент U201 служит для питания U202 MAX485, он вырабатывает 5В. На второй плате всё гораздо сложнее. Элементы U803 и U805 вырабатывают напряжения соответственно 3.3В и 1.8В для питания МК, U801 – для питания ШД (5.5В). Элемент U804 вырабатывает 5В, в основном, для третьей платы. На текущей плате он используется только в одном месте, и то, в незначительном. Элемент U802 вырабатывает вспомогательное напряжение 3.6В, которое является входным для U803 и U805. Оно же ещё поступает на элемент U207 третьей платы, который вырабатывает 3.3В. Отсюда же, совместно с Q801 и Q802 непонятно каким образом рождаются напряжения -8В (отрицательное) и 18В. Я в это дело особо не вникал. Они поступают сразу на третью плату. Там отрицательное напряжение -8В с помощью стабилитрона D201 превращается в -5.1В, а 18В с помощью U205 преобразуется в 12В. Отрицательное напряжение требует ПЗС исходя из физических особенностей преобразования «свет-сигнал».

При изучении схемы основной платы я выявил присутствие драйвера ещё одного моторчика, который в данной камере отсутствует. Прослеживая шлейф с ШД и концевиками от соответствующих выводов разъёма, можно заметить, что соответствующие дорожки на нём заворачивают в сторону объектива, и в этом месте шлейф обрывается. Вероятнее всего эта часть шлейфа, как и лишний драйвер на плате, предназначена для двигателя диафрагмы, который не предусмотрен в данной модели камеры. Ещё на шлейфе есть лишние дорожки, соответствующие выводы разъёма которых вовсе не задействованы. Возможно, они предназначены для концевиков диафрагмы. Или же, часть неиспользуемых дорожек шлейфа имеют отношение к механическому затвору (та самая «защёлка» на многих моделях видеокамер). Возможно, неиспользуемый драйвер на плате как раз для него и предназначен. На рисунке ниже приведены для удобства типовые схемы драйверов, применяемые в камере. Первая схема – одна из двух одинаковых схем управления ШД. Вторая схема – неиспользуемый драйвер, судя по всему, для защёлки. Он же может служить драйвером для управления обычным DC моторчиком, но для привода диафрагмы логичнее было бы ставить ШД.

Рис. 20. Типовые схемы драйверов для механизмов оптики.

Схемы классические, поэтому в подробных комментариях могут не нуждаться, но я всё же напишу кратко. Первая схема работает следующим образом. При подаче логической «1» на «упр.1» и «0» на «упр.3» работает одна (верхняя) обмотка ШД в прямой полярности. Если поменять «0» и «1» местами – полярность на обмотке меняется. Если подать оба «0», то напряжение на обмотке пропадает. Обе «1» являются запрещённой комбинацией (можно догадаться, что будет). Аналогично – для нижней обмотки («упр.2» и «упр.4»). Таким образом, если подавать «1» по очереди в нужном порядке на эти четыре входа управления, то ШД будет вращаться в ту или иную сторону. Вторая схема работает похожим образом, как одна из двух половинок первой схемы. Если в качестве моторчика будет стоять обычный DC мотор, то логические комбинации «0-1» и «1-0» на управляющих входах реализуют его прямое и обратное вращение соответственно, а одноимённые комбинации «0-0» и «1-1» реализуют его остановку. Если вместо моторчика будет стоять электромагнитная защёлка, то есть механический затвор, то логические комбинации «0-1» и «1-0» будут реализовывать его открытие и закрытие. Диоды на приведённых схемах, включенные встречно с нагрузкой, служат для гашения обратной ЭДС.

Пришла пора представить полные схемы второй и третьей плат.

Рис. 21. Схема второй платы (основная плата).

Рис. 22. Схема третьей платы (плата с ПЗС и видеопроцессором).

Вокруг микроконтроллера напаяно много резисторов и конденсаторов, которые занимают половину всех выводов. Ещё на платах присутствует множество диодных сборок (маркировка «A7»), стоящие в защитных целях, а в драйверах ШД – сдвоенные транзисторные сборки. Кварц МК Y501 имеет частоту 12 МГц. Не отражённые на схеме «нулевые» резисторы R645, R646, R647, R648 нарисованы в стороне. Они были обнаружены довольно поздно, когда все схемы были уже оформлены. Для минимизации линий и предания схеме хоть какой-нибудь наглядности, я применил шинный принцип, а линии питания раскидал входящими и выходящими стрелками внутри которых написаны имена значений напряжений (переменные Vcc1…Vcc5, их значения отображены в углу схемы). Схема третьей платы получилась запутаннее. Номинал кварца видеопроцессора Y201 в 18.9375 МГц выбран исходя из параметров видеосигнала для заявленной системы цветности PAL. Одна из периферийных микросхем – 8-канальный ЦАП U204, служит для формирования опорных нужных напряжений, значения которых можно изменять через SPI видеопроцессора. Напряжение с одного из свободных каналов ЦАП (AO7) поступает на 23 вывод знакогенератора. По даташиту, туда подаётся опорное напряжение для задания уровня выходного видеосигнала с этой микросхемы. Это сделано для возможности программного изменения значения этого опорного напряжения через видеопроцессор по определённой команде через SPI.

Кроме схем, я нарисовал эскизы печатных плат с обеих сторон в масштабе 2:1, где изображены все компоненты с их маркировками (рис. 23). Сравнивая перечни компонентов схем и эскизов, я делал работу над ошибками по упущенным компонентам. Именно на этом этапе я обнаружил отсутствие тех самых четырёх перемычек, решив дорисовать их в стороне.

Рис. 23. Эскизы печатных плат.

В заключение этой части статьи приведу схему разводки шлейфа с ШД и концевиками.

Рис. 24. Схема разводки шлейфа с ШД и концевиками.

Затем я приступил к более детальному исследованию каждого узла, предварительно отпаяв МК U501 и EEPROM U503.

Концевики расположены примерно посередине траекторий, по которым перемещаются линзы зума и фокуса. Перемещения происходят за счёт вращения винта на осях ШД. Их можно демонтировать, чтобы перемещать узлы вручную, при этом они очень легко перемещаются, даже под собственным весом. Именно таким образом я установил, в каком месте срабатывают концевики, при этом зафиксировал направления переходов сигналов с концевиков из «0» в «1». Данное направление я условился считать положительным. Возникла идея ввести систему целочисленных координат F(Z) для наглядности и облегчения моделирования. За ноль условился считать ту точку, в которой срабатывают концевики. В качестве значений координат взял целые числа – шаги ШД, так как положения вала ШД, а, следовательно, и положение линз, дискретны. Осталось только определить пределы (границы) по зуму и фокусу. Их я определял эмпирически, сделав тестовую прошивку на отладочной плате и припаяв 8 проводочков к драйверам ШД. Удобнее всего припаивать к резисторам, которые стоят в цепях баз после соответствующих выводов МК. Передвигая вручную зацепления (узлы), я обнаружил интересную особенность данной механической системы. Если узел фокуса отодвинуть полностью влево до конца, а узел зума плавно перемещать из среднего положения вправо, то перед самой крайней правой границей (не доходя примерно 10% всей длины) он начинает тянуть за собой узел фокуса. Это особенность механики оптики, которая закрыта и недоступна (я её не разбирал). То есть, получается, нельзя одновременно отодвинуть узел фокуса до упора влево и узел зума до упора вправо. Эту особенность я также принял во внимание. Эмпирически я установил значение координаты зума, при которой начинает происходить эта особенность. Если сделать зарисовку на плоскости, в роли абсциссы взять зум, а в роли ординат – фокус, то получится примерно такая картинка.

Рис. 25. Область ограничения регулировок зума и фокуса.

Жирной линией на координатной плоскости изображена почти прямоугольная область, ограничивающая допустимые координаты, точнее, возможные положения узлов зума и фокуса. Почему почти? Потому что, исходя из особенностей хитрости механики, о чём я написал выше, нижний правый угол прямоугольной области исключается. По горизонтали прямоугольник больше примерно вдвое, чем по вертикали. Это связано с тем, что по линейным размерам длина перемещения зума больше, чем фокуса, о чём я уже писал ранее. А винты, передаточные числа и ШД – одинаковые. Как видно из рисунка, зум изменяется от -600 до 600, то есть ноль-метка расположена ровно посередине. Для фокуса этот интервал составляет от -340 до 280, ноль-метка немножко смещена. Вообще, теоретически, ноль-метку (концевик) можно располагать в любом месте. Относительные координаты среза нижнего правого угла составляют -100 на -100. То есть, когда фокус находится в крайнем отрицательном положении, а зум увеличивается в плюс, то, когда он дойдёт до 500, он механически потянет за собой фокус. Напомню, что числа (значения координат) – это шаги ШД. Пунктирные линии за пределами рабочей пятиугольной области – это границы области «с натяжкой», когда механика ещё простит ошибки. Хотя, при исследовании я ошибался не раз, и ШД с треском прокручивались сквозь зацепления, которые упирались в край. Не знаю, какая реально рабочая область была в работающей камере, но мне кажется, что она была гораздо меньше и, конечно же, прямоугольная. Прямоугольник лежал внутри в данной пятиугольной области, а срезанный угол оставался за его пределами. Иными словами, реальные пределы зума и фокуса в оригинальной прошивке возможно были меньше, чем это позволяет механика. Вряд ли бы китайцы так заморачивались. Да и понятно, что не каждая точка в данной области имеет практический смысл, ибо нас интересуют только сфокусированные изображения. Да и, возможно, внутри области присутствует множество бессмысленных точек с точки зрения оптики, но здесь не ставится задача вдаваться в её теорию и разбираться в механике. В оригинале, скорее всего, имеются ограничение по фокусу снизу (от -240) и немножко сверху (до 240), доводя область до прямоугольной формы с центральной симметрией, заодно исключая срез в нижнем правом углу. Тем не менее, у меня были планы реализовать в собственной прошивке всю пятиугольную область, а затем посмотреть, как это будет отражаться на практике. Да и с нижним правым углом я уже придумал, как справиться.

Для продолжения исследования я нашёл точно такую же камеру в рабочем состоянии. Первым делом я тупо припараллелил выход SPI МК рабочей камеры, что идёт на видеопроцессор, к нерабочей камере. То есть, МК рабочей камеры производил инициализацию сразу двух видеопроцессоров параллельно. Кратко говоря, я убедился в том, инициализация прошла успешно, и нерабочая камера начала выдавать изображение. Исследуя осциллографом сигналы на ШД, я убедился в наличии ШИМ, скважностью 1:4 и частотой примерно 400 кГц.

Затем я начал изучать даташит на видеопроцессор. В отличие от даташита на знакогенератор, он оказался мутноватым. Чтобы сильно не забивать голову, я сделал на своей макетной плате временное вспомогательное устройство под названием «SPI анализатор». Кстати, забегая вперёд, замечу, что SPI видеопроцессора изначально использует уровни 3.3В, но и с уровнями 5В всё работает успешно. Возможно, чип допускает толерантность к 5В. Я не вдавался в детали, насколько это критично. Дело было несколько лет назад, и сейчас я сам уже не помню, какие факты я тогда принимал во внимание. Сначала я подключил свой анализатор к знакогенератору работающей камеры. Вызывая меню и бегая по нему, я ловил и записывал через UART терминал байты, приходящие на знакогенератор. Отдельно обратил внимание на инициализацию знакогенератора при включении питания видеокамеры. Всё было сравнимо с даташитом, всё успешно. А вот с байтами на видеопроцессор оказалось всё интереснее. В даташите на видеопроцессор представлена куча регистров, которые разделены на категории (группы). У каждой категории есть также свой адрес (номер). Среди всей этой кучи через «Ctrl+F» я нашёл ключевое слово «MIRROR». Этому параметру соответствует бит 7 девятого регистра в третьей категории. Видимо, МК опрокидывает данный бит, когда пользователь выбирает в меню функцию «MIRROR». Это режим зеркального изображения, при обзоре меню я упоминал об этой функции. И я решил привязаться именно к этому параметру. Пока не обращая внимания на байты инициализации, я зашёл в соответствующий раздел меню и начал щёлкать этот параметр. При этом SPI анализатор записывал байты, которые он принимал. При включении зеркального режима МК отправил видеопроцессору 48 байт, большая часть из которых были нулевые. Я начал смотреть только ненулевые байты. Они никак не подгонялись под те адреса в даташите, где присутствует функция «MIRROR». Я решил с помощью Excel реверсировать биты этих байт. Вот только тогда уже начало что-то сходиться и проясняться. Пришёл к выводу, что в параметрах SPI для видеопроцессора применяется бит-реверсный порядок (LSB First). Посылку из 48 байт я условно разделил на три группы по 16 байт. В каждой группе первые 4 байта ненулевые, а остальные 12 – нулевые. Первый ненулевой байт в четвёрке имеет всегда постоянное значение (0x04) (в чём я также убедился в дальнейшем). Второй байт – номер категории. Третий – номер параметра в категории, и, наконец, четвёртый – значение параметра. Как раз, четыре байта в третьей группе полностью подходили под адреса и значения, соответствующие «MIRROR». Как при включении, так и при отключении я увидел изменение соответствующего бита. А первые две группы байт при этом повторялись. Первая группа байт зачем-то прописывала 0x00 в регистр №1 категории №2, что есть значением по умолчанию (согласно даташиту), а вторая группа байт выставляла bit4 регистра №4 категории №2 в «1». Значение этого регистра в сводке даташита я не понял. На рисунке ниже представлен скриншот Excel с трафиком SPI при включении режима «MIRROR» Красным цветом выделена нужная «единичка», ради которой всё затевалось. Первые две колонки – принятые байты без реверсирования битов. А колонки «S-T» – с реверсированными битами.

Рис. 26. Анализ SPI трафика в Excel.

Потом я решил сконструировать «SPI генератор» на той же отладочной плате, чтобы попробовать отослать видеопроцессору упрощённую команду из четырёх байт, вместо 48. Первый байт – константа (4). Второй байт – адрес категории (3), третий байт – адрес параметра (9), четвёртый байт – значение параметра. Если для «MIRROR» это бит 7, то, сохраняя остальные биты (взятые из принятых данных), получается, что «0xB0» включает зеркальный режим, а «0x30» – отключает. Эксперимент завершился успешно! Таким образом, SPI посылка видеопроцессору может выглядеть так: (0x04, CAT, PAR, VALUE), то есть, константа 4, номер категории, номер параметра в категории и значение параметра. В этом я убедился, проверив ещё на нескольких примерах по другим адресам с понятными параметрами. А почему же МК отправляет видеопроцессору столько лишних нулевых байтов? Я решил подключить свой SPI анализатор к выводу «SO» (то же, что и MISO) видеопроцессора. Как оказалось, видеопроцессор в сторону МК отправляет различные байты, в то время как МК передаёт нули. Я не занимался их расшифровкой, да и в даташите мало внятной информации по поводу «Serial Out».

В своём SPI анализаторе для упрощения принимаемого трафика я сделал так, чтобы он игнорировал нулевые байты. А если нулевой байт окажется полезным (из той самой значимой четвёрки байтов), то он не останется незамеченным. Им может являться только четвёртый байт (значение параметра), и то в разовых случаях. Остальные байты нулями быть не могут.

Затем я перешёл к исследованию байтов инициализации видеопроцессора. При этом я зафиксировал 47 4-байтовых посылок. Среди них было множество повторений! Не знаю, почему так сделано. Я поместил в свой SPI генератор все эти посылки, исключив повторы. В результате получилась 21 посылка, и инициализация собственным SPI генератором также прошла успешно.

После инициализации я начал исследовать перехватываемые байты, которые МК отправляет видеопроцессору во время изменения тех или иных пунктов меню. Весь «протокол» я вёл в таблице Excel. Также наблюдалось множество «лишних» посылок и повторений, как и при инициализации, но я обращал внимание только на ключевые моменты, опираясь на даташит видеопроцессора. Параметры меню, одноимённые с параметрами в даташите, я комментировать не буду. Отмечу лишь самые интересные моменты, которые касались не совсем понятных параметров в меню. Это, прежде всего, третий параметр в разделе «GENERAL», который называется «D/N». Я уже упоминал, что он имеет три значения: «день», «ночь», «авто». Как оказалось, значение параметра «день» полностью идентично значению параметра «авто». То есть, по сути, здесь на самом деле только два уникальных параметра. Анализатор показал, что при смене значения параметра редактируется девятый байт в третьей категории, как и в случае с параметром «MIRROR». Но при смене параметра «MIRROR» редактировался только один бит (bit7) этого байта. А при переключении «D/N» редактируются bit5 и bit4. В дневном режиме эти биты подняты в «1», а в ночном – «0». Если поглядеть в даташите на структуру этого байта, то видно, что самые младшие пять битов (bit0…bit4) отвечают за уровень «burst» составляющей видеосигнала, а bit5 – за его инверсию. Получается, что ночной режим соответствует нулевому значению уровня burst с его инверсией, а дневному режиму – уровню burst, равным 0x10, и без инверсии. И значение уровня, кстати, отличается от значения по умолчанию, указанного в даташите (0x12 для NTSC и 0x13 для PAL). С помощью своего SPI отладчика я проделал эксперименты с этим байтом, отправляя его видеопроцессору различными значениями. Если параметр «Уровень burst» будет нулевым, то изображение будет чёрно-белым независимо от значения бита «Инверсия burst». По мере увеличения уровня burst на экране прибавляется цветность изображения, а инверсия burst меняет красные и синие цвета местами (судя по всему, меняются местами цветоразностные компоненты видеосигнала) Значение уровня 0x10 визуально почти ничем не отличается от значения из даташита 0x13. Таким образом, «ночной» и «дневной» режим в настройках камеры – это просто чёрно-белое или цветное изображение. А «авто» – это то же самое, что и «дневной». Возможно, что МК осуществляет дополнительные манипуляции с механическим затвором, отсутствующий в данной модели. Но я не контролировал сигналы на входах неиспользуемого драйвера. И ещё есть одно замечание в третьем разделе меню «AE MODE», посвящённый настройкам экспозиции. Третий параметр, с помощью которого настраивается яркость, имеет 15 градаций (1…15) и ещё значение «AUTO», о чём я упоминал в обозрении меню выше. Что показал анализатор? При изменении этого параметра редактируется пятый байт шестой категории, соответствующий значению опорного напряжения видеопроцессора. Оно вырабатывается на шестом канале периферийного ЦАП U204, про который я уже кратко писал. Рекомендуемое значение по умолчанию из даташита – 0x58 (или 88). В нашем же случае он меняется от 40 (при значении яркости 1) до 96 (при значении яркости 15), то есть, с шагом, равным 4 (если посчитать). Сразу приведу список значений, которое отправляет МК в зависимости от различных 15-ти значений яркости из меню: 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 68, 72, 76, 80, 84, 88, 92, 96. А вот, когда выбирается значение «AUTO», то МК отправляет значение байта, равное 66. Если заметить или посчитать, это значение соответствует среднему значению яркости (между значением 7 и значением 8), то есть типа посередине. Вот такую идею воплотили китайцы в своей прошивке.

Исследуя последний раздел меню, у меня интуитивно возникла мысль померить напряжения на неизвестном разъёме J505. Щёлкая параметры этого раздела, я увидел изменение уровней напряжения на некоторых выводах этого разъёма, после чего я сразу понял его предназначение.

Ну, в принципе, на этом можно закончить данную большую статью. Следующая статья, как продолжение этой, будет посвящена разработке собственной прошивки для данной сломанной камеры. Перед разработкой были произведены все необходимые процедуры. Мной были не только нарисованы и изучены схемы, но и подробно изучены и исследованы протоколы обмена МК с периферией. А также, исследована механическая часть и выполнены необходимые измерения.

HIKVISION H.265+ Технология кодирования

Снижение битрейта и более экономичное хранение Видео Ultra HD качества без задержек

Содержание

История
Ключевые технологии
Результаты тестирования Уменьшения битрейта
Вывод

1. История

Разработанная несколько лет назад Ultra HD камера видеонаблюдения не нашла широкого применения до настоящего времени, так как требовала широкой полосы пропускания и большой емкости для хранения. Поэтому вопрос уменьшения битрейта видеопотока Ultra HD разрешения — острая проблема, решение которой стоит на пути к популярности Ultra HD камер.

Алгоритм сжатия H. 265+ — инновационная разработка компании Hikvision. Данная уникальная технология кодирования основана на H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding высокоэффективное кодирование видеоизображений) стандарте и модифицирована с учетом следующих особенностей видеонаблюдения:

Фон стабилен и практически не изменяется.
Движущиеся объекты появляются редко и могут отсутствовать в течение продолжительного времени.
Интерес представляют только движущиеся объекты.
Наблюдение ведется круглосуточно, а шумы заметно влияют на качество изображения.

H. 265+ способен значительно уменьшить битрейт видео и благодаря этому требования к пропускной способности и объему для хранения резко сокращаются.

2. Ключевые технологии

H.265+ улучшает степень сжатия за счет трех ключевых технологий: технологии кодирования с предсказанием, технологии подавления фонового шума и технологии долгосрочного управления видеопотоком.

2.1. Кодирование c предсказанием

Все современные алгоритмы сжатия, такие как MPEG2, MPEG4, H.264/AVC и самый современный алгоритм H.265/HEVC, основаны на разностном кодировании. Кодирование с предсказанием — одна из основных технологий, непосредственно влияющих на производительность сжатия. Можно выделить два вида сжатия: внутрикадровое и межкадровое.

Межкадровое предсказание создает модель предсказания из одного или нескольких ранее закодированных видеокадров или областей, используя принцип блочной компенсации движения.
Внутрикадровое предсказание означает, что образцы макроблоков (блоков обработки) предсказываются только на основе информации, полученной от уже переданных макроблоков одного и того же кадра.

Для разных кадров видеопотока применяются разные методы кодирования. I-кадры кодируются независимо от других кадров, то есть используется внутрикадровое сжатие, а для кодирования P-кадров используются I-кадры и другие P-кадры (межкадровое сжатие).

2.1.1. Кодирование P-кадров

Вы можете получить меньший поток, сжимая разницу между опорным кадром и переменным кадром. Следовательно, выбор соответствующего опорного кадра играет ключевую роль.

В области видеонаблюдения фон, как правило, стабилен. Его можно извлечь и использовать в качестве опорного кадра. Фоновый кадр должен содержать как можно меньше движущихся объектов.

На Рисунке 1 показана последовательность из 3 кадров, где кадры T0 и T1 уже подверглись обработке кодеком. Здесь можно взять фон в качестве опорного кадра и сжать кадр T2 с учетом сходства и разницы между кадрами T1 (опорный кадр) и T0 (фоновый кадр). Если кадр T0 содержит меньше движущихся объектов, он также будет хорошим вариантом для фонового изображения.

Рисунок 1 Выбор наилучшего фонового кадра

Для примера возьмем Рисунок 2, на котором автомобиль перемещается из области B в область A (из кадра T1 в кадр T2). При кодировании кадра T2 область B становится вновь открывшимся участком.

Рисунок 2 Объект перемещается из Б в A

Пример 1:

Если кадр Т1 взят в качестве опорного кадра, потребуется больше битов для кодирования Б области, так как область Б не будет найдена в Т1 кадре.

Рисунок 3 Традиционная схема кодирования с опорным кадром

Пример 2:

Если мы возьмем фоновое изображение (T0) в качестве опорного кадра, в большинстве случаев мы получим оптимизированный блок для Б области. В то время как область А станет вновь открывшимся участком. Потребуется больше битов для кодирования A области.

Пример 3:

Если мы возьмем фоновый кадр и T1 в качестве опорных кадров, мы можем просто найти области, которые схожи с областями А и Б. Тогда количество затрачиваемых битов может быть снижено до минимального значения.

Рисунок 4 Схема кодирования с фоном в качестве опорного кадра

2.1.2. Кодирование I-кадров и R-кадров

При кодировании видеопотока опорные кадры обновляются каждые несколько секунд для задач видеонаблюдения. В результате на опорные кадры приходится значительная часть данных в видеопотоке, что особенно заметно в тех случаях, когда в кадре мало движения. Иногда на опорные кадры приходится до 50% данных видеопотока. Более того, при стабильном фоне эти данные носят повторяющийся характер.

Для того чтобы уменьшить удельный вес этих повторов в видеопотоке, в кодеке H.265+ используется метод работы с опорными кадрами на основе модели фона, показанный на Рисунке 5.

Рисунок 5 Работа с опорными кадрами

Тип кадра	Интервал	Описание
I-кадр (фоновый кадр)	От 8сек до 12сек	I-кадр полностью кодируется на основе текущего изображения с помощью внутрикадрового предсказания. Интеллектуальный алгоритм выбирает опорный кадр среди кадров с наименьшим числом движущихся объектов.
R-кадр (Кадр обновления)	2сек	Для R-кадра применяется внутрикадровое кодирование с предсказанием (для движущихся объектов) и межкадровое кодирование с предсказанием, основанное на I-кадре (для неподвижных объектов). R-кадр работает как I-кадр в видеопотоке во время произвольного доступа, чтобы гарантировать удобство воспроизведения пользователем
P-кадр	Соответствует частоте кадров	Кадр применяет межкадровое кодирование с предсказанием на основе предыдущего кадра (P-кадра или R-кадра) и I-кадра.

Значение битрейта может быть снижено для R-кадра, а также гарантировано удобство воспроизведения пользователем. На рисунке ниже представлен процесс кодирования R- кадра. Движущиеся объекты, отмеченные красными прямоугольниками, закодированы при помощи внутрикадрового кодирования с предсказанием и демонстрируют хорошее качество изображения. Фон обрабатывается с помощью межкадрового кодирования с предсказанием.

Рисунок 6 Кодирование R-кадра со смешанными предсказаниями

2.2. Шумоподавление

Обычно для сохранения качества движущиеся объекты кодируются вместе с фоновым шумом. Тем не менее, интеллектуальные алгоритмы позволяют применить различные стратегии кодирования для фона и для движущихся объектов.

На рисунке 7, алгоритм интеллектуального анализа извлекает фоновое изображение и движущийся объект. Фоновое изображение кодируется с более высокой степенью сжатия для подавления шума и снижения битрейта.

Рисунок 7 Шумоподавление

2.3. Долгосрочное управление видеопотоком

Для того, чтобы в полной мере использовать битрейт, Hikvision представляет новую концепцию битрейта под названием «средний максимальный битрейт».

«Средний максимальный битрейт» означает усредненный битрейт в различные периоды времени (обычно 24 часа). При средней скорости передачи потока данных, камера может назначить большую скорость передачи для периодов времени с высокой активностью, за счет ее снижения в периоды низкой активности (например, с 0:00 до 9:00 и с 20:00 до 24:00), как это продемонстрировано на диаграмме ниже (мы используем постоянный контроль битрейта в качестве примера).

Рисунок 8 Долгосрочное управление видеопотоком

Постоянный битрейт
Для H.265 кодирования с установленным постоянным битрейтом, его значение будет незначительно изменятся в пределах значения предопределенного максимального битрейта. При функционировании H.265+, средний битрейт может поддерживаться на уровне половины значения максимального битрейта (на примере наблюдения в офисе, фактическая скорость снижения битрейт может меняться в зависимости от различных сцен наблюдения) и качество изображения может быть оптимизировано, так как H.265 + технология позволяет в полной мере использовать каждый бит.
Переменный битрейт
В режиме переменного битрейта, мгновенный битрейт изменяется в зависимости от степени активности, в то время как качество изображения остается стабильным. Если H.265+ включен, изменение битрейта может быть следующим:
- Если установленное значение среднего битрейта ограничено, то технология кодирования H.265+ может обеспечить лучшее качество изображения при ограниченном битрейте.
- Если установленное значение среднего битрейта слишком высокое для сцены слежения, значение фактического среднего битрейта может быть ниже, чем ранее установленное значение для экономии объёма хранения.

3. Результаты тестирования Уменьшения битрейта

Тестирование уменьшения битрейта проводилось на примере [email protected]к/с камер. Полученные данные могут быть разделены на две категории: сравнение мгновенного битрейта при различных условиях и сравнение файла 24-часовой записи при различных стандартах кодирования.

3.1. Мгновенный битрейт разных сцен

Таблица 1 Сравнение мгновенного битрейта H.264 и Hikvision H.265+

No	Описание сцены	Битрейт (кбит/с)		Коэффициент снижения
No	Описание сцены	H.264	H.265+	Коэффициент снижения
1	Кафе, достаточное освещение, много движущихся объектов	3,481	650	81.3%
2	Кафе, достаточное освещение, несколько движущихся объектов	2,253	340	84.9%
3	Кафе, слабое освещение (ИК Вкл.), без движения	930	108	88.4%
4	Улица, достаточное освещение, много движущихся объектов	4,403	970	78.0%
5	Улица, достаточное освещение, несколько движущихся объектов	4,096	518	87.4%
6	Улица, слабое освещение, без движения	2,662	480	82.0%
Средний коэффициент снижения				67.6%

Таблица 2 Сравнение мгновенного битрейта H.265 и Hikvision H.265+

No	Описание сцены	Битрейт (кбит/с)		Коэффициент снижения
No	Описание сцены	H.265	H.265+	Коэффициент снижения
1	Кафе, достаточное освещение, много движущихся объектов	1,843	650	64.7%
2	Кафе, достаточное освещение, несколько движущихся объектов	1,289	340	73.6%
3	Кафе, слабое освещение (ИК Вкл.), без движения	453	108	76.2%
4	Улица, достаточное освещение, много движущихся объектов	2,154	970	55.0%
5	Улица, достаточное освещение, несколько движущихся объектов	1,331	518	61.1%
6	Улица, слабое освещение, без движения	1,946	480	75.3%
Средний коэффициент снижения				67.6%

Заключение:

Средний коэффициент снижения между H.264 и Hikvision H.265+ составил 83.7%, коэффициент снижения между H.265 и Hikvision H.265+ — 67.6%. Hikvision H.265 + может значительно уменьшить битрейт.
Коэффициент снижения падает при увеличении числа движущихся объектов в сцене.

3.2. 24-часовой файл записи разных сцен

Сцена 1: Кафе

Таблица 3 Сравнение 24-часового файла записи — Кафе

Время	Средний битрейт (кбит/с)
Время	H.264	H.265	H.265+
09:00-21:00 (День)	3,482	1,843	650
21:00- 09:00 (Ночь)	930	453	108
Теоретический размер файла за 24 часа (ГБ)	22.7	11.8	3.9

Рисунок 9 Сравнительная таблица — Кафе

Сцена 2: Перекресток

Таблица 4 Сравнение 24-часового файла записи — Перекресток

Время	Средний битрейт (кбит/с)
Время	H.264	H.265	H.265+
09:00-21:00 (День)	4,403	2,150	970
21:00- 09:00 (Ночь)	2,662	1,945	480
Теоретический размер файла за 24 часа (ГБ)	36.4	21.1	7.5

Рисунок 10 Сравнительная таблица — Перекресток

Заключение:

При мониторинге кафе, коэффициент снижения объема 24-часового файла записи между H.264 и Hikvision H.265+ составил 83,0%, а коэффициент между H.265 и Hikvision H.265+ — 67,3%.

При мониторинге перекрестка, коэффициент снижения объема 24-часового файла записи между H.264 и Hikvision H.265+ составил 79,4%, а коэффициент снижения между H.265 и Hikvision H.265+ — 64,5%.

Hikvision H.265+ может значительно уменьшить размер файла при 24-часовом мониторинге, а также снизить затраты на хранение.

4. Вывод

Hikvision H.265+ — это оптимизированная технология кодирования, основанная на стандарте сжатия H.265/HEVC. С использованием технологии H.265+ качество видео остается практически таким же, что и с использованием H.265/HEVC, но предъявляются меньшие требованиями к пропускной способности и объему хранилища. Это позволяет расширить область использования видео Ultra HD разрешения в сфере видеонаблюдения, как например, использование устройств 8Мп и 12Мп.

Hikvision H.265+ соответствует стандарту H.265/HEVC, а также совместим с большинством программных обеспечений/аппаратных средств, поддерживающих H.265. Данная технология играет важную роль в сокращении затрат на хранение и в продвижении и популяризации видео Ultra HD разрешения.

Тестирование камеры UniFi Video Camera G3 Flex

09.08.2018

Продуктовая линейка Ubiquiti UniFi Video предназначена для создания систем видеонаблюдения, отличающихся хорошим соотношением цена/качество. Кроме камер, система использует программный или программно-аппаратный регистратор.

Традиционно, в текущее «поколение» камер входят как цилиндрические, так и купольные камеры. Кроме того, имеется продвинутая модель камеры UniFi Video Camera G3 PRO и компактная мини-камера UniFi Video Camera G3 MICRO (обзор которой был опубликован ранее).

Казалось бы, продуктовая линейка имеет вполне законченный вид. Однако, Ubiquiti Networks выпустили новую камеру, отличающуюся довольно интересным внешним видом и возможностями – UniFi Video Camera G3 Flex.

Технически, камера UniFi Video Camera G3 Flex представляет собой нечто среднее между цилиндрическим, купольным и настольным вариантом. Именно гибкость вариантов установки и является главным преимуществом устройства. Камера имеет погодоустойчивый корпус, и может быть установлена на потолок, стену (как в горизонтальном, так и вертикальном положении), или мачту. Корпус позволяет вручную задать ориентацию поля зрения (поворот 60° по горизонтали и 63° по вертикали). Технические характеристики камеры традиционны для поколения G3: широкоугольный объектив, разрешение 1080p, ИК-подсветка, микрофон. Питание камеры осуществляется посредством технологии PoE стандарта 802.3af.

1. Внешний вид и комплектация.

UniFi Video Camera G3 Flex поставляется в минималистической картонной упаковке. В комплект поставки входят:

камера;
кронштейн для крепления камеры к горизонтальной или вертикальной поверхности с торца;
кронштейн для крепления камеры на мачту или стену;
защитный кожух для крепления камеры на улице;
два монтажных хомута;
набор дюбелей и саморезов;
краткое руководство пользователя.

Необходимо помнить, что в комплект поставки не входит PoE адаптер питания. Подразумевается, что камера должна получать электропитание от коммутатора или блока, совместимого со стандартом 802.3af.

Рисунок 1. Упаковка камеры.

Рисунок 2. Камера UVC-G3-FLEX.

Рисунок 3. Комплект поставки UVC-G3-FLEX.

Рисунок 4. Сетевой порт UVC-G3-FLEX и «торцевой» монтажный кронштейн-заглушка.

2. Начальная настройка камеры.

Начальная настройка камеры достаточно проста и не требует больших усилий. Камера может эксплуатироваться совместно с регистратором или в «одиночном» варианте без него. Однако, просим обратить внимание, что независимое использование не позволяет управлять многими важными настойками.

По умолчанию камера настроена на автоматическое присвоение адреса по DHCP. После подключения камеры к сети необходимо выяснить ее IP-адрес (в логах DHCP-сервера или при помощи утилиты UBNT Discovery) и открыть интерфейс. Если DHCP сервера в сети нет, камера первоначально получает адрес 192.168.1.20. Логин и пароль в заводских настройках традиционный: ubnt/ubnt.

Рисунок 5. Экран входа в локальный интерфейс.

При первом включении предлагается подтвердить согласие с условиями лицензионного соглашения и выполнить ряд других настроек.

Рисунок 6. Начальная настройка камеры.

Рисунок 7. Лицензионное соглашение.

Приятной особенностью камер поколения G3 является возможность выбора русского языка для интерфейса. Помимо языка данный экран позволяет выбрать временную зону (важно для правильного отображения даты и времени в сохраненных записях) и режим работы.

Рисунок 8. Выбор режима работы и языка интерфейса.

После выполнения базовой настройки камера готова к работе в «независимом» режиме. К сожалению, в нем доступны только самые базовые настройки. Можно задать имя камеры, параметры отображения логотипов, времени на изображении. При необходимости можно адаптировать камеру к контроллеру NVR. Сетевые настройки позволяют указать статический IP-адрес или изменить резервный адрес при невозможности получения настроек от DHCP-сервиса.

Рисунок 9. Общие настройки камеры в «независимом» режиме.

Рисунок 10. Общие наст ройки камеры в «независимом» режиме. Продолжение.

Рисунок 11. Настройки сети.

Системные настройки позволяют сменить имя и пароль администратора, параметры даты и времени, язык интерфейса. Также на данном экране можно выполнить обновление прошивки или сброс устройства к заводским настройкам.

Рисунок 12. Системные настройки.

Рисунок 13. Системные настройки. Продолжение.

Для полноценного использования всех возможностей, камера требует установленного контроллера NVR версии 3.9.2 и выше. Это означает, что эксплуатация данной камеры вместе с камерами первого поколения невозможна.

После адаптации камеры к контроллеру количество доступных настроек намного выше. В частности становятся доступными параметры изображения, звука, ИК-подсветки и многое другое.

Рисунок 14. Адаптация камеры к контроллеру.

Рисунок 15. Настройки камеры в контроллере.

Вывод, который можно сделать – камера UVC-G3-FLEX представляет собой интересное дополнение к линейке камер UniFi Video. Для использования всех возможностей камеры настоятельно рекомендуется использовать программный или аппаратный контроллер UniFi NVR – без него камера не способна реализовать своих богатых возможностей.

Видеонаблюдение: не только безопасность | Журнал сетевых решений/LAN

Видеонаблюдение — одна из популярных и эффективных мер обеспечения безопасности. Системы видеонаблюдения внедряются в коммунальном хозяйстве, на транспорте, в гостиничной отрасли, промышленности, госучреждениях, спортивных и досуговых центрах, в коммерческих организациях и проектах уровня «безопасный город». Однако они развертываются не только с охранными целями.

Отрасль видеонаблюдения быстро развивается во всем мире: по прогнозам аналитиков, в ближайшей перспективе среднегодовые темпы роста мирового рынка видеонаблюдения будут превышать 16%. Так, у Axis продажи ежегодно увеличиваются на 30–35%. По данным IMS Research за 2012 год, пятерку лидеров мирового рынка в сегменте сетевых камер составляют Axis Communications, Panasonic System Networks (PSN), Sony, Hikvision и Mobotix.

На рынке систем видеонаблюдения, помимо перечисленных, работают множество компаний, предлагающих самые разные продукты по своему техническому уровню, цене и назначению — от решений для реализации бюджетной и быстро развертываемой системы видеонаблюдения до продуктов для построения сложных, распределенных или интеллектуальных систем, интегрированных с системами контроля доступа, пожарной сигнализации, защиты периметра.

Оборудование, предлагаемое ведущими вендорами, позволяет создавать систему практически любого масштаба. Помимо фиксированных и поворотных камер SD и HD, это могут быть тепловизоры, видеосерверы, дисковые массивы, оборудование для организации каналов передачи данных и т. д. Современные сетевые видеокамеры обладают встроенными функциями видеоаналитики и поддерживают сразу несколько видеопотоков, а программное обеспечение решает разнообразные задачи видеонаблюдения и включает в себя системы мониторинга и управления записью, а также видеоклиентов с поддержкой различных устройств.

Какие вертикальные рынки перспективны с точки зрения применения систем видеонаблюдения? Какие цели обычно преследуются при реализации проектов построения систем видеонаблюдения и какие технические решения используются? Какие функции, помимо охранных, способны выполнять такие системы? Поиск ответов на эти вопросы и является предметом данной статьи.

ФОКУС НА IP

Даже в системах небольшого масштаба все чаще применяются IP-видеокамеры, способные кодировать видеоинформацию, передавать ее по компьютерной сети на неограниченное расстояние и архивировать в системах хранения данных. Они записывают видео в высоком разрешении, что помогает увидеть все детали, используют развитые функции поиска по видеоархиву и поддерживают широкие возможности интеграции. Поэтому общей тенденцией стал переход от аналоговых к цифровым, сетевым IP-системам. И сегодня именно на них фокусируется внимание ведущих производителей, хотя они и выпускают оборудование для систем видеонаблюдения самого разного класса. Современные IP-системы приближаются по цене к аналоговым решениям даже в небольших инсталляциях и оказываются значительно привлекательнее их с точки зрения удобства и функциональности.

Главные стимулы перехода на IP-видеонаблюдение — лучшее качество изображения по сравнению с традиционным аналоговым видео, простое подключение IP-камер к сети передачи данных с возможностью питания по Ethernet (PoE), удобство записи и хранения видео, безопасная передача данных (в том числе по сети WiFi), гибкое построение систем на базе цифровых технологий, применение различных функций видеоаналитики. IP-камеры выполняют все более сложные задачи, а открытые стандарты способствуют выходу на рынок видеонаблюдения новых игроков и снижению цен.

«Аналитика для аналоговых систем ограничивается датчиками движения, а качество картинки низкое (не выше PAL), в то время как IP-камеры могут иметь мегапиксельные матрицы. Основная причина выбора аналогового решения — его кажущаяся дешевизна. Однако стоимость владения им может быть весьма велика, — рассказывает Михаил Бабурин, менеджер по развитию продуктов ITV | Axxonsoft. — Если учесть затраты на всю систему видеонаблюдения, включая серверное и сетевое оборудование, кабельную инфраструктуру, коммутаторы, коммутационные панели, работы и обслуживание, то IP-система на 16 и более каналов окажется дешевле по TCO».

Рисунок 1. JVC разработала несколько доступных по цене IP-камер LoLux HD, которые могут применяться в местах с плохой освещенностью. Это камера VN-T16U в стандартном корпусе, миниатюрная купольная камера VN-T216U для помещений (на иллюстрации) и модель VN-T216VPRU для внешней установки. Помимо высокого разрешения (1024p) и светочувствительности, модели LoLux характеризуются наличием динамической системы шумоподавления 2D и предусматривают автоматическое переключение режимов дневной и ночной съемки.

При построении такой системы приоритетной задачей остается качество видео, поскольку камеры по-разному справляются с разными условиями освещенности (см. Рисунок 1) и воспроизведением движения. Качество зависит от многих параметров, в том числе характеристик самой камеры, а также параметров оцифровки, кодирования и хранения изображения. Например, при малой частоте кадров и высокой степени сжатия изображения детали разглядеть не удастся, отмечает Евгений Стенин, менеджер по продажам компании Bosch. При расследовании инцидента такое видео может оказаться бесполезным. Таким образом, результат работы системы зависит от того, насколько качественно и правильно записывается видео.

Тенденция последних лет — переход на системы с высоким разрешением (HD). У изображения с камер HD, Full HD и мегапиксельных камер принципиально иной уровень качества. Однако иногда четкую картинку требуется получать в любое время суток или при разной освещенности (см. Рисунок 2). «Из востребованных технологических новинок, самый большой сюрприз преподнесли IP-тепловизоры, — отмечает Олег Никулин, менеджер по развитию продуктов Pelco компании Schneider Electric. — За несколько лет сделан настоящий скачок в развитии этих технологий — эффективность растет, а цены падают. В тепловизорах есть даже встроенная видеоаналитика. Кто бы мог подумать, что сотни тепловизоров, интегрированных в системы видеонаблюдения, будут применяться на железнодорожном транспорте, в аэропортах и даже на стадионах?»

Рисунок 2. Необычное решение от Huawei — HD-видеокамера eSpace IPC2611-LTE с режимом день/ночь, поддержкой PoE и сетей LTE. Она использует кодек H.264 (720p, 60 кадров/сек), может применяться в финансовых и государственных учреждениях, аэропортах, гостиницах, школах и на предприятиях.

Такие крупные инфраструктурные проекты, как «Безопасный город», системы контроля транспортных потоков, видеонаблюдение на железнодорожном транспорте, в аэропортовых и вокзальных комплексах весьма привлекательны для вендоров и системных интеграторов. «Подобные системы, как правило, территориально разнесены, включают в себя множество камер, используют ресурсы нескольких ЦОД большой емкости и требуют построения сложной сети передачи данных, — рассказывает Олег Никулин. — Стремительный рост числа подобных проектов обусловлен значительными инвестициями в инфраструктуру со стороны государства. Как следствие, на них выделяются серьезные бюджеты, что хорошо как для макроэкономики, так и для отрасли систем безопасности».

По его мнению, основной особенностью подобных проектов является повышение требований к инновационности решений: от их внедрения заказчики ожидают реального повышения эффективности своей деятельности. В погоне за ней происходит переход от монобрендовых систем к «открытым» решениям, что дает возможность выбирать лучшие в своем классе или оптимальные для конкретной задачи продукты. «Раньше требовалась серьезная настройка сложных IP-решений видеонаблюдения, а теперь они стали намного проще, поскольку «складываются из кубиков» — подсистем различных вендоров, — отмечает Олег Никулин. — И на первый план выходит интегратор, способный сделать индивидуальный (кастомизованный) и эффективный продукт».

Однако далеко не все оборудование обладает хорошей совместимостью, и при построении систем видеонаблюдения это приходится учитывать. Выходом может стать использование оборудования определенного стандарта, например, отраслевого Open Network Video Interface Forum (ONVIF), который определяет протоколы взаимодействия таких устройств, как IP-камеры, кодеры, видеорегистраторы и системы управления видео.

Совместимость оборудования разных производителей, использование ПО, серверов и СХД третьих фирм — актуальное требование. Однако не всегда пожелания заказчиков соответствуют реальным возможностям систем. Особенно это касается видеоаналитики (см. врезку «Видеонаблюдение с интеллектом»).

Параллельно с появлением все более крупных проектов растут и требования к масштабируемости, в том числе к числу поддерживаемых каналов для записи изображения и емкости систем для хранения видеоархивов. При качестве HD нужна многотерабайтная емкость хранения. Правильно спроектированную систему IP-видеонаблюдения можно наращивать по мере увеличения потребностей.

Еще одна актуальная задача — интеграция систем видеонаблюдения, в том числе с инженерными системами зданий. Интегрированные системы безопасности — результат технического и технологического развития систем разного назначения.

Видеонаблюдение с интеллектом

Интеллектуальная система должна не просто предоставлять какуюто информацию, но и соответствующим образом обрабатывать ее, помогать принимать решения или даже делать это самостоятельно, что предполагает наличие средств гибкого реагирования на события, встроенных языков сценариев для настройки реакции различных подсистем и возможности формирования, обработки и накопления метаданных.

Системы видеоаналитики позволяют выявлять оставленные или унесенные предметы и случаи «праздного шатания» (когда объект находится в конкретной области дольше заданного времени), они способны контролировать следование по маршруту, фиксировать пересечение линий, анализировать потоки посетителей и подсчитывать предметы (эти данные можно применять в маркетинговых исследованиях).

«Практически у всех вендоров хорошо работает видеоаналитика, связанная с движением, — детекторы движения и его направления, пересечения линии, остановки и т. п., особенно в случае больших объектов, например автомобилей. Практическую проверку прошла видеоаналитика, предусматривающая подсчет предметов. При достаточном разрешении не представляет сложности и выделение лиц. Но вот организовать их сравнение с базой данных, чтобы, например, облегчить поиск преступников, находящихся в розыске, в сегодняшних условиях маловероятно, — рассказывает Олег Никулин. — Неэффективен и «детектор оставленных предметов». Обнаружить в зале получения багажа оставленный чемодан можно, только когда зал останется пустым и не будет постоянно мельтешащих пассажиров».

«Чего настойчиво требует заказчик? Выделения человека из толпы путем сравнения видеоизображения с базой данных разыскиваемых преступников, выявления случаев агрессивного поведения в общественных местах, оставленных предметов. Да, пока это не работает или работает не так, как хотелось бы, но цели уже намечены и рано или поздно задача будет решена», — уверен Олег Никулин. «Технология распознавания лиц уже успешно применяется, но есть определенные нюансы. Если человек не хочет, чтобы его распознали, он легко этого добьется», — дополняет Михаил Бабурин.

Некоторые производители размещают средства видеоаналитики в камерах и кодерах. В результате одновременно с видеопотоком поступают метаданные, которые могут использоваться операторами и записываться в хранилища для последующего быстрого поиска по меткам. Однако аналитические возможности самой камеры ограничены ресурсами ее процессора. Наиболее продвинутые системы аналитики разрабатываются специализированными компаниями и устанавливаются на мощных выделенных серверах.

Видеоаналитика — хороший помощник оператора, эффективность работы которого быстро падает с течением времени: некоторые исследования показывают, что он может пропустить до 95% событий уже после 20 минут непрерывного мониторинга. Средства анализа видеоизображения подсказывают, когда надо внимательнее всмотреться в экран монитора, где отображается происшествие, определяемое системой как тревожное. Перспектива ближайших лет — отслеживание маршрутов и поиск по архивам видеофайлов, записанных несколькими камерами.

Некоторые вендоры предлагают многофункциональные интеллектуальные платформы видеонаблюдения. Например, Huawei Intelligent Video Surveillance Platform (eSpace IVS) реализует функции обнаружения вторжения, выявления оставленного объекта или исчезновения объекта из кадра, движения в заданном направлении, подсчета людей в толпе, определения скорости движения, идентификации лица, а также анализа качества видео (яркости и разрешения). С помощью шлюзов Device Connection Gateway (DCG) и Platform Connection Gateway (PCG) систему eSpace IVS можно интегрировать с различными периферийными устройствами и тревожными датчиками, с АСУ Honeywell, Siemens или Conwin, а также с источниками данных. Кроме того, она соответствует спецификации ONVIF и стандарту OLE for Process Control (OPC). В числе дополнительных возможностей — управление поворотными камерами и создание видеостен.

ЗА РАМКАМИ ОХРАНЫ

Главные задачи системы видеонаблюдения — оперативное наблюдение и визуальный контроль ситуации на охраняемом объекте, обеспечение быстрого и своевременного реагирования на отображаемые видеомониторами события и поступающие на пульт охраны тревожные сигналы, а также непрерывная запись происходящего на видеорегистратор для последующего изучения и анализа, что позволяет документально подтвердить факт нарушения. Однако, помимо охранных функций, системы видеонаблюдения способны решать и другие задачи. Возможности интеграции и встроенный интеллект позволяют расширить область их применения.

Нередко системы видеонаблюдения интегрируются с системами пожарной и/или охранной сигнализации. Это дает возможность автоматически отслеживать появление задымления или проникновение нарушителя в охраняемые зоны, оперативно реагировать на создавшуюся ситуацию, получать максимально достоверную информацию. Например, оператор сможет понять, вызвано ли возгоранием срабатывание тревожной кнопки пожарной сигнализации.

Хотя в России пока нет единых нормативных требований и стандартов, регламентирующих интеграцию технических средств безопасности, заказчики все чаще предпочитают максимально возможную для того или иного объекта степень интеграции, например, чтобы информация от всех систем безопасности выводилась в едином интерфейсе. Дополнительные сведения о ситуации в контролируемой зоне могут предоставить детекторы движения самих видеокамер или внешние охранные датчики. Кроме того, в результате объединения систем видеонаблюдения с инженерными системами зданий и различными ИТ-системами создаются условия для построения легко управляемого комплекса безопасности.

В настоящее время, благодаря наличию функций видеоаналитики, системы видеонаблюдения способны решать множество задач без участия человека, например, подсчитывать число посетителей или подъехавших машин, сообщать оператору об оставленных вещах или пересечении объектом контролируемой зоны.

По словам Олега Никулина, видеонаблюдение широко используется и в системах управления жизнеобеспечением объектов. Получить видеоизображение из серверной, проконтролировать состояние того или иного инженерного оборудования — подобных задач может быть множество. Видеокамеры помогают повысить эффективность систем управления производственными процессами (АСУТП). Захватывать видеопотоки с камер и выводить картинку в окне интерфейса системы SCADA для АСУТП — достаточно тривиальная задача. Так, на угольном разрезе Anglo Coal в Австралии видео с IP-камер передается в систему SCADA Citect, что позволяет оператору контролировать весь технологический процесс — от работы экскаваторов до автоматизированной подачи угля.

В отеле Mövenpick Hotel Saigon во Вьетнаме подсистемы управления электроснабжением, освещением, HVAC (обогрев, вентиляция и кондиционирование воздуха), пожарная сигнализация и видеонаблюдение используют единый протокол управления и единое ПО верхнего уровня, позволяющие наладить эффективный обмен данными между системами, в том числе передавать сигналы тревоги и управления, а также видеопотоки. Рабочие места для операторов имеют разные интерфейсы, предназначенные для конкретных подсистем, но возможности их взаимодействия очень широкие.

Еще один пример — новый консолидированный ЦОД в техническом центре Schneider Electric в Сент-Луисе (США) с общей потребляемой мощностью 7,5 МВт. ЦОД оснащен системой мониторинга и управления, позволившей снизить показатель эффективности использования электроэнергии (PUE) до значения 1,18, в том числе благодаря применению системы видеонаблюдения. С ее помощью можно из любой точки мира контролировать те или иные процессы, получать статистику по работоспособности, энергопотреблению и эффективности ЦОД.

Именно возможности интеграции и построения «интеллектуальных» систем многократно увеличивают ценность комплексных решений видеонаблюдения в различных отраслях. Рассмотрим несколько таких примеров и разработок, раскрывающих их потенциальные возможности.

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ

Розничная торговля — отрасль, которую сегодня трудно представить без устройств видеонаблюдения. Однако во всем мире в ретейле в основном применяются недорогие аналоговые системы.

Их используют для записи видео и расследования инцидентов. Как рассказал Станислав Гучия, директор по развитию бизнеса компании Axis Communications в России, странах СНГ и Восточной Европе, в нашей стране лишь 4–5% предприятий розничной торговли используют сетевое видеонаблюдение. Однако он уверен, что решения, уже опробованные в зарубежной розничной торговле, через два-три года найдут широкое применение и в России.

В торговле системы видеонаблюдения обычно применяются с целью обеспечения охраны и безопасности (см. Рисунок 3). Другие задачи — предотвращение убытков (система может реагировать на подозрительное поведение покупателей, продавцов, кассиров), увеличение продаж, контроль и управление. Например, интеграция видеонаблюдения с кассовым аппаратом помогает предотвратить мошенничество в точках продаж, а интеграция с системой логистики дает возможность контролировать работу склада.

Рисунок 3. Пример системы видеонаблюдения в небольшом магазине.

По мнению Михаила Бабурина, у видеонаблюдения в торговле несколько основных направлений: борьба с потерями (от действий покупателей, поставщиков, из-за операционных ошибок), обеспечение безопасности (на парковке, в торговых залах и подсобных помещениях), операционная деятельность (подсчет посетителей, контроль длины очереди, управление нагрузкой, маркетинг).

Рисунок 4. Сетевое видео и ПО TrueView People Counter от компании Cognimatics позволяют повысить эффективность деятельности розничного торгового предприятия: вести подсчет посетителей, получать оперативную информацию и «тепловые карты».

Сетевое видеонаблюдение позволяет задействовать аналитику, создавать интегрированные решения, использовать разные видеопотоки, поступающие от камер, для разных задач, вести подсчет посетителей, эффективнее использовать персонал (например, увеличивать число сотрудников при наплыве посетителей), контролировать «мертвые зоны» (см. Рисунок 4), прогнозировать очереди. Поступающая с камер информация представляет интерес для менеджеров, работающих над повышением продуктивности производственных процессов.

Специальное решение Axis and ITV Retail Solution разработано для розничной торговли компанией Axis и ее российским партнером ITV | AxxonSoft. Последний занимается программным обеспечением для построения систем видеонаблюдения и интегрированных систем безопасности, объединяющих системы безопасности предприятия. Открытая прикладная платформа Axis и использование открытых стандартов позволяют интегрировать решения партнеров, благодаря чему и удалось предложить ретейлерам адаптированное для российского рынка решение на базе зарекомендовавших себя продуктов. Система объединяет IP-камеры Axis и программное обеспечение ITV | AxxonSoft (см. Рисунок 5). В одном интерфейсе можно управлять всей деятельностью магазина.

Рисунок 5. При помощи интегрированной системы Axis and ITV Retail Solution можно вести видеонаблюдение за торговым залом, прилегающими территориями, парковкой, за работой службы безопасности и персонала. Помимо видеонаблюдения, она включает систему контроля доступа (СКУД) и охранно-пожарной сигнализации (ОПС), системы распознавания автомобильных номеров и лиц.

Интеграция с кассовым ПО дает возможность реагировать на подозрительные действия в момент их совершения (сопоставлять товар на кассе с пробитым в чеке), а также отыскивать нарушения в архиве с помощью системы отчетов. Получаемая с кассового терминала информация накладывается на видеоизображение, что облегчает анализ ситуации и принятие решения (см. Рисунок 6).

Рисунок 6. Сетевое видеонаблюдение и ПО ряда разработчиков можно использовать для отслеживания непредвиденных ситуаций и предотвращения мошенничества в торговых точках.

«Видеоконтроль кассовых операций — одна из самых необходимых функций, — утверждает Михаил Бабурин. — Востребовано также видеонаблюдение на парковке (с распознаванием номеров) и прилегающей к магазину территории». Благодаря таким функциям видеоаналитики, как подсчет количества посетителей и измерение длины очереди, можно планировать работу всего магазина и возможность возникновения очередей около касс, получать информацию о маршрутах перемещения покупателей, о наиболее загруженных проходах и «мертвых» зонах.

Возможно, со временем системы видеонаблюдения станут стандартным компонентом инфраструктуры розничных торговых сетей. «Сегодня эта отрасль нуждается в готовом решении, и мы совместно с ITV | Axxonsoft создали комплексный продукт, который поможет ретейлеру повысить уровень безопасности и эффективность бизнеса, — объясняет Станислав Гучия. — Мы готовы консультировать заказчиков и помогать им в выборе сопутствующих продуктов. Авторизованные системные интеграторы имеют возможность напрямую контактировать с нашими консультантами, которые всегда дадут советы по подбору компонентов решения (IP-камеры, системы хранения, сетевые компоненты и т. д.) с учетом конкретных требований, а в дальнейшем они смогут осуществлять сопровождение и поддержку». В результате клиент получит оптимальное по цене и функциональности решение, при этом сервис будет предоставляется «из одних рук».

По словам Михаила Бабурина, системы безопасности в торговле развиваются: к привычному видеонаблюдению добавляются задачи маркетинга, мерчандайзинга и оперативного управления. Новые инструменты помогают управлять очередями и оптимально размещать товары в торговых залах. Это источник информации для принятия мер против воровства со стороны покупателей и персонала. ПО управления видеоизображением (VMS) интегрируется с любыми внешними системами — кассовыми и антикражными системами, счетчиками банкнот (помогают избежать претензий при инкассации) — и позволяет программировать различные автоматические действия (например, поворот камеры и увеличение изображения) по событиям.

Разработчики признают, что большинство ретейлеров плохо представляют, какие именно преимущества они могут получить от внедрения подобных решений. Между тем при правильном их использовании срок окупаемости инвестиций (ROI), по оценкам Axis, составляет менее шести месяцев.

Системы видеонаблюдения используются также для обеспечения безопасности и охраны в гостиничных комплексах и отелях, ведь их репутация напрямую зависит от грамотной организации системы безопасности, надежной охраны гостей, их вещей и собственности самого отеля. Установка систем видеонаблюдения дает возможность быть в курсе того, что происходит на территории гостиницы, помогает предотвратить правонарушения, обеспечить комфортное пребывание постояльцев и расследовать инциденты. К тому же за счет установки камер наружного и внутреннего наблюдения и сокращения штата охраны можно снизить стоимость эксплуатации гостиницы. Цифровые системы видеонаблюдения успешно работают во многих европейских гостиничных комплексах, примеры успешной реализации подобных проектов есть и в России.

Болгарский отель Pravets Golf & SPA Resort использовал продукты Bosch Security Systems при развертывании системы видеонаблюдения и пожарной безопасности. Последняя включает в себя более тысячи датчиков, с которыми интегрирована система аудиооповещения Bosch PLENA. В случае экстренных ситуаций с центральной консоли можно контролировать все зоны и давать голосовые инструкции. При плохом освещении камеры Bosch способны выделять лица и передавать их отдельным видеопотоком для распознавания и последующей записи. Наряду с фиксированными и поворотными камерами SD и HD стандарта ONVIF в линейку продуктов Bosch входят видеосерверы, дисковые массивы iSCSI, оборудование для организации каналов передачи данных и т. д.

В настоящее время Bosch делает ставку на системы HD, новое решение включает в себя пакет разработчика для интеграции с другими системами.

Расширяется применение IP-видеонаблюдения в промышленности (см. Рисунок 7) и на транспорте. Обеспечение безопасности пассажирских перевозок является одним из важнейших приоритетов во многих странах. В поездах, где применение традиционных систем кабельного наблюдения невозможно или нецелесообразно, развертывание систем IP-видеонаблюдения позволяет использовать беспроводные сети WLAN или системы спутниковой связи для передачи изображения на станции в режиме реального времени. IP-видеонаблюдение может быть развернуто на станциях, вокзалах и в других важнейших транспортных узлах.

Рисунок 7. Компания Moxa предлагает широкий спектр решений для промышленных приложений.

Устройства, функционирующие в среде с жесткими внешними условиями, должны иметь промышленное исполнение, обеспечивать надежность применения в составе критичных к сбоям промышленных систем и совместимость с оборудованием сторонних производителей, работать в расширенном температурном диапазоне, обладать высокой степенью защиты от электромагнитных помех и отвечать требованиям соответствующих отраслевых стандартов. Так, ряд моделей видеокодеров и IP-камер серии VPort компании Moxa отвечают стандартам EN 50155/EN 50121-3-2 (железнодорожные приложения — электронное оборудование), EN 50121-4 (железнодорожные приложения — электромагнитная совместимость), NEMA TS32 (городской транспорт — системы управления), UL/cUL Class 1 Div 2, ATEX Class 1 Zone 2 (нефтегазовая отрасль). Например, IP-камера VPort 16-M12 и цифровой видеорегистратор MxNVR-MO4 (см. Рисунок 8) соответствуют жестким требованиям стандарта EN 50155, что обеспечивает стойкость к воздействиям электромагнитного излучения, ударов, вибрации, экстремальных температур и влажности.

Рисунок 8. IP-камеры EN 50155 и цифровые видеорегистраторы MOXA оснащены разъемами M12 или DB9, а жесткий диск регистратора фиксируется на антивибрационных салазках, поэтому устройство можно применять в автобусах и на поездах. Широкий диапазон рабочих температур, высокий уровень электромагнитной совместимости и защита от перенапряжения позволяют эксплуатировать оборудование в экстремальных температурных условиях.

Недавно представленная Moxa промышленная IP-камера VPort 36-1MP высокого разрешения (HD 720p) способна работать в экстремальных погодных условиях. Она поддерживает технологию DynaStream, увеличивающую частоту кадров в ответ на происходящие события, и предусматривает ряд технологий по оптимизации изображения: DNR (цифровое подавление видеошума), WDR (широкий динамический диапазон) и BLC (компенсация заднего света). Функция «антитуман» повышает качество изображения в условиях дождя, снега и тумана, а средства видеоанализа позволяют распознавать различные события. Камера с защитой корпуса IP68 работает при температуре от -40 до +75°С и не требует дополнительных систем охлаждения и обогрева.

Бесплатный пакет разработчика VPort ActiveX SDK для устройств видеонаблюдения Moxa позволяет интегрировать их в системы управления и SCADA. Операторы систем SCADA могут просматривать видео по сети IP в реальном времени или в записи, сделанной на карту памяти камеры при выявлении тревожных событий. Соответствие стандарту ONVIF упрощает интеграцию этих видеокамер с большинством платформ видеонаблюдения (выпускаемых компаниями Milestone, Genetec, Aimetis, ITV «Интеллект» и др.).

Сегодня сетевое видеонаблюдение — это не только обеспечение безопасности, но и оптимизация бизнес-процессов, а также предоставление новых возможностей для увеличения продаж, повышения эффективности управления и целого ряда дополнительных функций, увеличивающих ценность решения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Широкий выбор цифровых систем видеонаблюдения и видеорегистраторов позволяет организовать как небольшую систему, так и распределенный комплекс безопасности. При помощи этого оборудования можно создавать и модернизировать самые разнообразные — по функционалу и стоимости — системы видеонаблюдения и комплексные решения.

Однако для разработки по-настоящему эффективного решения видеонаблюдения, особенно комплексного, системный интегратор должен обладать самыми широкими знаниями, в том числе в области сетевых и даже программных технологий, причем каждая система требует индивидуального подхода. «Основная проблема сегодня — нехватка квалифицированных кадров, — считает Олег Никулин. — Технологии так быстро шагнули вперед, что многие просто «остались за бортом» реальности, — подчеркивает он. — Доступные уже сегодня технологии дают возможность строить поистине фантастические решения, которые еще вчера были немыслимы. И здесь глубокие знания и необходимая квалификация выходят на первый план».

В отличие от простых в установке IP-систем на 4–16 каналов проектирование и развертывание средних и крупных систем требуют профессионального подхода, поэтому такую задачу лучше поручить высококвалифицированным и опытным специалистам. Тем самым будет гарантирована качественная и своевременная установка оборудования, его способность выполнять поставленные задачи, надежность и длительная работоспособность системы. Даже для развертывания простых систем с камерами WiFi необходимы определенные знания и предварительное планирование.

Один из ключевых элементов решения IP-видеонаблюдения — грамотно построенная сетевая инфраструктура высокого качества. Компьютерная сеть должна обладать достаточной пропускной способностью, не иметь узких мест, быть надежно защищенной и обеспечивать взаимодействие ПО видеонаблюдения и других ИТ-приложений.

Сергей Орлов — ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: [email protected]

16 типов снимков и ракурсов камеры (Руководство на 2021 год)

Вам иногда кажется, что ваше видение фильма теряется при переводе? Это может быть разочаровывающим опытом, но его можно избежать (или, по крайней мере, свести к минимуму). Прежде чем вы перейдете к более продвинутым видеопереходам или аниматике, вам понадобится глубокое понимание основ раскадровки.

Вооружившись практическими знаниями о съемке с камеры, ракурсах и технике перспективы, вы будете на пути к созданию легко читаемых раскадровок, которые передают ваше видение так, как вы его задумали.С этой целью мы собрали 16 движений камеры и типов снимков, чтобы расширить ваш словарный запас по раскадровке.

Получить это руководство в виде постера

Загрузите копию этого руководства в виде бесплатного печатного PDF-файла.

…или вставить на свой сайт

Вставьте это изображение на свой сайт

Наглядное руководство по движениям камеры

Базовые движения камеры

Включив в свои кадры различные движения камеры, вы можете добавить более глубокое ощущение визуального интереса.Объедините это со стратегическим подходом к обмену сообщениями, и вы отправитесь в гонку. Как и при принятии решения о кадрировании снимков, будьте осторожны при выборе наиболее подходящего движения камеры. Эффект, который оказывает каждое движение, может значительно различаться в зависимости от того, как оно заставляет зрителя чувствовать себя.

Вот несколько популярных движений камеры:

Зум

Вероятно, самое известное движение камеры. Масштабирование создает впечатление приближения или удаления от объекта.Его можно эффективно использовать для увеличения определенной точки фокусировки в кадре, но другие движения, такие как тележка, являются более естественным способом показать движение. Хотя быстрое масштабирование может помочь добавить ощущение драмы и энергии при правильном использовании, избегайте чрезмерного использования масштабирования в качестве движения по умолчанию.

Также, если вы делаете раскадровку, Boords имеет встроенные индикаторы для масштабирования (а также множество других распространенных движений камеры). Просто нажмите Вставить движение камеры в редакторе изображений:

Поддон

Панорамирование — это горизонтальное перемещение камеры из одной стороны в другую по центральной оси.Это вращательное движение, при котором положение камеры остается на месте, но меняется направление, в котором она смотрит. Его можно использовать, чтобы следить за движущимся персонажем или вписывать больше в кадр, например, панорамировать пейзаж, чтобы создать ощущение места.

Раскадровка и аниматика для современных видеокоманд. Организуйтесь, сделайте свою лучшую работу.

Наклон

Наклон похож на панорамирование в том смысле, что камера удерживается в стационарном положении, но в отличие от панорамирования (которое смотрит из стороны в сторону) наклон фокусируется на движениях вверх и вниз.Использование наклонного движения помогает уместить больше в один кадр. Медленный наклон вверх может быть очень эффективным для того, чтобы объект казался больше или более значительным, в то время как наклон вниз имеет противоположный эффект.

Долли

Тележка — это когда вся камера установлена на направляющей и перемещается к объекту или от него. В отличие от зума, мир вокруг объекта движется вместе с камерой. Кукла создает иллюзию того, что зритель идет к объекту, и может быть отличным способом создать ощущение близости между ними.

Грузовик

Подобно тележке, перевозка на грузовиках включает в себя перемещение всей камеры вдоль фиксированной точки, но движение происходит из стороны в сторону, а не внутрь и наружу. Его часто используют, чтобы следовать за персонажами в действии. Установка камеры на плавную дорожку движения поможет устранить любые рывки камеры.

Чтобы добавить индикатор грузовика в Boords, просто выберите Панорамирование вправо в меню Движения камеры в редакторе изображений:

Подставка

Пьедестал (также известный как стрела вверх/вниз или стрела вверх/вниз) предполагает перемещение камеры вверх или вниз по отношению к объекту.Он отличается от наклона тем, что поднимается или опускается вся камера, а не только угол наклона камеры. Снимок с пьедестала можно использовать для кадрирования высокого или высокого объекта (например, здания), сохраняя при этом кадрирование на уровне глаз зрителя.

Получите полный набор шаблонов раскадровки PDF

10 профессионально разработанных шаблонов раскадровки в виде готовых к использованию PDF-файлов.

Типы раскадровки

Существует множество способов кадрирования объекта в кадре: от показа всего тела до фиксации на более мелких деталях, таких как глаза.При выборе наиболее подходящего снимка вам нужно помнить о сообщении, которое вы пытаетесь донести до своей аудитории.

Вот некоторые из наиболее распространенных типов выстрелов и способы их использования:

Установочный выстрел

Часто включаемый в начале сцены установочный план помогает создать атмосферу и может намекнуть на контекст того, что должно произойти. Обычно он представляет собой общий план и указывает, где (а иногда и когда) происходит сцена.

Полный кадр

Полный план, как следует из названия, показывает все тело объекта с головы до ног. Этот кадр, как правило, больше фокусируется на движениях и жестах персонажа, а не на его душевном состоянии.

Средний выстрел

Также известный как план ¾, средний план обычно показывает объект от коленей вверх. Это позволяет зрителю видеть фоновую среду и жесты персонажа, оставаясь при этом достаточно близко, чтобы запечатлеть его эмоции.

Получить это руководство в виде постера

Загрузите копию этого руководства в виде бесплатного печатного PDF-файла.

…или вставить на свой сайт

Вставьте это изображение на свой сайт

Наглядное руководство по движениям камеры

Близкий план

При съемке крупным планом голова/лицо объекта занимают большую часть кадра, поэтому его реакции и эмоции определяют сцену.Тема становится в центре внимания и помогает аудитории установить личную связь, не отвлекаясь на фоновые помехи.

Очень близкий снимок

Съемка с очень близкого расстояния производится настолько близко, что можно увидеть только одну конкретную деталь, например, глаза или рот человека. Из-за неестественно близкого характера кадра его следует использовать с осторожностью, но при правильном использовании ECS может быть невероятно эффективным для добавления драматизма в сцену. Это позволяет зрителю увидеть детали, которые иначе остались бы незамеченными, и может действительно подчеркнуть эмоции, которые испытывает объект.

Выстрел вверх

Снимок вверх сделан ниже уровня глаз объекта и создает впечатление, что зритель смотрит на него с более низкой перспективы. Этот тип снимка может создать впечатление, что объект в некотором роде могущественный, героический или даже опасный.

Выстрел вниз

Снимок вниз, в отличие от снимка вверх, сделан выше уровня глаз объекта и может сделать объект уязвимым или беспомощным.

Выстрел через плечо

Этот тип снимка делается из-за плеча другого персонажа и обычно показывает объект средним или крупным планом. Это особенно эффективно в сценах группового разговора и помогает определить, какие персонажи разговаривают друг с другом.

Раскадровка и аниматика для современных видеокоманд. Организуйтесь, сделайте свою лучшую работу.

Два выстрела

Два кадра представляют двух персонажей вместе в одном кадре.Это естественный способ представить обоих людей, и его можно использовать, чтобы пролить свет на их отношения друг с другом. Различные варианты двух снимков могут быть применены для передачи разных сообщений о персонажах. Например, когда персонажи расположены рядом друг с другом, может создаться впечатление, что они занимают одинаковое положение в сцене.

Точка обзора

Снимок с точки зрения, также известный как снимок от первого лица, изображает угол, который показывает, на что смотрит персонаж.Этот тип кадра позволяет зрителю взглянуть на персонажа с точки зрения и начать понимать его душевное состояние на более личном уровне.

Применение этого к вашим раскадровкам

В то время как изображение часто говорит за тысячу слов, точность вашего языка может действительно иметь значение, когда дело доходит до раскадровки. Держите его простым, но конкретным, и вы будете на пути к блестящему аниматику и даже больше.

С какими кадрами вам больше всего нравится работать? У вас когда-нибудь были случаи, когда идеи терялись при переводе? Расскажите нам о них в комментариях.

Бесплатные клипарты для рисования камеры, Скачать бесплатные клипарты для рисования камеры png изображения, Бесплатные клипарты в библиотеке клипартов

фотоаппарат черно-белый клипарт

cam клипарт черно-белый

рисунок камеры png

черно-белая камера png

рисунок линии камеры клип арт

камера клипарт png

клипарт камеры черно-белый

картинки с камерой

камера черно-белая

простой клип арт камеры

клипарт камеры черно-белый

картинки с камерой

простой рисунок цифровой камерой

прозрачный фон логотип камеры png

старый фотоаппарат клипарт

камера картинки png

видеокамера черно-белая

легкий рисунок камеры Canon

фото черно-белое

цифровой фотоаппарат черно-белый клипарт

черно-белая камера polaroid png

кинокамера белая png

простой клип-арт с камерой черно-белый

станция метро «Чаринг Кросс»

клипарт цифровой фотоаппарат

чертеж камеры

видеокамера клипарт черно-белый

старинная фотокамера картинки

чертежа простых камер

картинки с камерой

фильм клипарт

логотип камеры dslr canon

значок камеры png милый

медиа клип арт

клип арт камера png hd

пленочная камера рисовать легко

вектор знака камеры контроля скорости

логотип видеокамеры png

чертеж фотоаппарата кэнон

пленочная камера клипарт png

камера polaroid tumblr прозрачный png

клип арт фотоаппарат поляроид

камера рисунок клипарт

логотип прозрачный значок камеры

статуя единства

кинокамера png клипарт

чертеж вспышки камеры

SketchAR помещает виртуальные изображения на бумагу, чтобы вы могли отслеживать рисунки с вашего телефона

Есть много скептиков, которые говорят, что это «обман» или что это на самом деле не помогает вам научиться рисовать, но я прошу не согласиться.Лучший способ научиться рисовать — это делать, и если для начала нужно использовать лайтбокс или игрушку-проектор, пусть будет так!

SketchAR — это последняя версия концепции рисования с дополненной реальностью, которая вчера появилась в App Store и скоро появится на Android Tango и Microsoft HoloLens. Он работает путем размещения виртуального изображения на бумаге, на которой вы будете рисовать, которое отображается на экране вашего телефона. Его довольно сложно использовать, как показано в промо-ролике — то есть держать телефон в одной руке, а другой обводить виртуальные линии — поэтому использование штатива было бы идеальным.

Я попробовал SketchAR и обнаружил, что на удивление легко ориентироваться в приложении и настраивать весь процесс. Приложение поставляется с предварительно загруженными эскизами, которые вы можете рисовать, или вы можете конвертировать фотографии из фотопленки в легко отслеживаемые изображения. После того, как вы выбрали рисунок, который хотите виртуально отобразить на бумаге, приложение попросит вас нарисовать на бумаге пять кругов — три сверху, один слева и один снизу. Камера распознает ваш холст, когда она обнаруживает пять нарисованных вами кругов и выравнивается с ними, после чего виртуальное изображение будет отображаться на вашем экране.Остальное зависит от вас, чтобы отслеживать, рисовать и создавать искусство.

Начальные обучающие программы по настройке. Изображение: SketchAR

Мы уже видели интерактивное рисование с дополненной реальностью в различных формах, например, это текстурирование персонажей из книжки-раскраски в реальном времени от Disney Research, но SketchAR — первое приложение для рисования, которое я пробовал, и которое действительно кажется полезным. Он также получает бонусные баллы за то, что он доступен для загрузки сейчас, а не просто несбыточная мечта «для исследовательских целей».На данный момент приложение работает только с бумагой формата A4, но SketchAR планирует расширить его до больших полотен. В предстоящей версии Lenovo Phab 2 Pro с Project Tango планируется использовать встроенные датчики телефона для определения его физического местоположения, так что приготовьте эти настенные рисунки!

GIF: SketchAR

Вы можете скачать SketchAR из App Store здесь.

Как работает линейная камера | CameraIQ

Преимущества

Принцип работы

Применения

Законность применения систем и камер видеонаблюдения в общественных местах, жилых домах и на работе

ЗАКОННОСТЬ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ В ОБЩЕСТВЕННЫХ МЕСТАХ

ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ В ЖИЛЫХ ДОМАХ И НА ЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ

Проблемы с ИК-подсветкой у камеры: туман/отражение/гало

Проблема с пеноуплотнительным кольцом

Близкие объекты и препятствия

Пыль, грязь и влага на стекле камеры.

Обратная разработка аналоговой видеокамеры / Хабр

HIKVISION H.265+ Технология кодирования

1. История

2. Ключевые технологии

2.1. Кодирование c предсказанием

2.1.1. Кодирование P-кадров

2.1.2. Кодирование I-кадров и R-кадров

2.2. Шумоподавление

2.3. Долгосрочное управление видеопотоком

3. Результаты тестирования Уменьшения битрейта

3.1. Мгновенный битрейт разных сцен

3.2. 24-часовой файл записи разных сцен

4. Вывод

Тестирование камеры UniFi Video Camera G3 Flex

1. Внешний вид и комплектация.

2. Начальная настройка камеры.

Видеонаблюдение: не только безопасность | Журнал сетевых решений/LAN

ФОКУС НА IP

Видеонаблюдение с интеллектом

ЗА РАМКАМИ ОХРАНЫ

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

16 типов снимков и ракурсов камеры (Руководство на 2021 год)

Базовые движения камеры

Зум

Поддон

Наклон

Долли

Грузовик

Подставка

Типы раскадровки

Установочный выстрел

Полный кадр

Средний выстрел

Близкий план

Очень близкий снимок

Выстрел вверх

Выстрел вниз

Выстрел через плечо

Два выстрела

Точка обзора

Применение этого к вашим раскадровкам

Бесплатные клипарты для рисования камеры, Скачать бесплатные клипарты для рисования камеры png изображения, Бесплатные клипарты в библиотеке клипартов

SketchAR помещает виртуальные изображения на бумагу, чтобы вы могли отслеживать рисунки с вашего телефона

Добавить комментарий Отменить ответ