Szkoła w monitoringu

W typowych szkolnych systemach monitorujących liczba zainstalowanych kamer jest już zwykle wystarczająca. Problemem jest ich niedostateczna jakość, często analogowa transmisja i związany z nią mało skuteczny, defensywny sposób monitorowania. Praktycznie takie systemy pozwalają jedynie na odtworzenie przebiegu zdarzeń, ale nie potrafią samodzielnie wykryć niebezpiecznej sytuacji i zaalarmować o tym.

Szeroki wybór

Na rynku mamy duży wybór kamer IP różniących się nie tylko obudową, której kształt często związany jest z potencjalnym miejscem zainstalowania, ale także wykorzystanymi składnikami. Do wyboru są rozwiązania analogowe, cyfrowe oraz mieszane, realizujące część cyklu za pomocą jednej technologii, a resztę za pomocą drugiej. W najnowszych modelach, nawet jeśli wewnątrz kamery są jakieś układy analogowe, to poza nią mamy do czynienia już tylko z sygnałem cyfrowym.

Cyfrowy jest także sposób identyfikacji urządzenia. Ma ono adres IP, własną stronę WWW, posługuje się portami i korzysta z cyfrowych "wynalazków", takich jak alarmowanie przez pocztę elektroniczną czy transfer plików z "podejrzanymi" sekwencjami nagrań na serwer FTP. Może być sterowane za pośrednictwem swojej strony konfiguracyjnej WWW lub specjalnych aplikacji oraz podłączone do Internetu przez protokół PPPoE czy ruter, nawet bez pośrednictwa komputera. Taka kamera jest pełnoprawnym i samodzielnym elementem sieci.

Zalety systemów cyfrowych

W pełni cyfrowy system monitorowania opracowano dopiero w 1996 r. w firmie Axis. Istota cyfryzacji polega na wykorzystaniu do łączności Ethernetu. Coraz częściej jest on instalowany na "zwykłe" potrzeby (sieć lokalna, ruter, Internet) i tylko czeka na wykorzystanie. Potrzebna kontrola z Australii? Nie ma problemu. Rozbudowa? Proszę bardzo, wystarczy wolne gniazdko lub dodatkowy ruter. Łącza analogowe do obsługi kamer - przeciwnie - przewody są kładzione specjalnie w tym celu, dlatego rozbudowa wymaga dodatkowych kabli. Taka sieć jest mało elastyczna. Natomiast kamery IP są włączone bezpośrednio do sieci komputerowej i wysyłają obraz do serwera wyposażonego w specjalne oprogramowanie. Zapamiętuje ono, wyświetla i udostępnia sygnał wideo, przy czym obraz może udostępniać także sama kamera.

Zazwyczaj kamera cyfrowa wyposażona jest w komputer jednoukładowy, który obsługuje stronę WWW, ale przede wszystki
m potrafi dwie rzeczy niedostępne dla konkurentów analogowych: umie kompresować pojedyncze obrazy i strumienie wideo oraz rozpoznawać ruch w obserwowanym obszarze. W najstarszych sieciach analogowych to zadanie wykonywało jakieś centralne urządzenie, w cyfrowych oba zadania realizuje kamera. Jest to rozwiązanie bezpieczniejsze i mniej obciążające.

Analogowe tradycje

Aby wykorzystać możliwości starszych instalacji, wprowadza się obecnie technologie mieszane. Są one domeną takich firm, jak Pelco czy Robert Bosch, które zbudowały swoją potęgę dzięki wykorzystaniu technologii telewizyjnej i teraz cyfryzują niektóre elementy systemów. Proponują nie tylko nowe instalacje, ale i modernizację starych.

Najprostsza jest cyfryzacja ograniczona do segmentu rejestracji. To wystarczy, żeby móc podłączać nowe kamery do Ethernetu. Przetwornik cyfrowy przekształca sygnał analogowy z kamer na pakiety, i to często już skompresowane. Funkcjonalnie kamera analogowa z takim dodatkiem ma już wiele cech urządzenia cyfrowego. Niekiedy karta jest wyposażona w pamięć, ładowaną w razie przerwania połączenia sieciowego i opróżnianą po jego przywróceniu. W droższych modelach są nawet systemy do inteligentnej analizy scyfryzowanego obrazu.

Wysoka rozdzielczość nie zawsze wskazana

Przy okazji warto wspomnieć o rozdzielczości kamer, innej od tej, którą znamy z komputerów. Jednostką analogowej rozdzielczości jest CIF. Jeden CIF ma 352x288 (240 w NTSC) pikseli, dwa CIF-y to panorama o szerokości 704 punktów. Klatka standardu telewizyjnego ma cztery CIF-y (704x576).

W kamerach cyfrowych dominuje VGA i rejestracja obrazu 30 razy na sekundę. Czasem można rozdzielczość zwiększyć, ale kosztem spadku częstotliwości, np. do 10 klatek/s przy 1280x1024 pikseli. Rzadko stosowane są kamery HDTV (1920x1080 pikseli) rejestrujące 30 obrazów/s, bo są one jeszcze bardzo drogie.

Czy wysoka rozdzielczość obrazu jest niezbędna? To zależy od celu monitorowania. Jeśli jest nim identyfikacja osoby, to z pewnością tak. Warto pamiętać, że rozdzielczość nie jest tu jedynym parametrem. Kamery z przetwornikami cyfrowymi mają te same wady, co aparaty kompaktowe - mogą dać się we znaki zwłaszcza szumy, plastikowa optyka i miniaturowe rozmiary elementów światłoczułych. Odradzamy przejście na kamery megapikselowe, jeśli sieć i urządzenia rejestrujące nie są przygotowane do zwiększonego obciążenia. Trzeba znaleźć równowagę między możliwościami magazynowania i liczbą detali, które chcemy przechowywać.

Automatyka obiektywu

Przesłona regulująca ilość światła wpadającego do obiektywu kamery nie jest tania i nieczęsto się przydaje. Tylko nisko zawieszone kamery ustawione na linii wschód-zachód, którym słońce zagląda prosto w obiektyw, powinny być wyposażone w ten element. Niektórzy w takich sytuacjach montują kamery wyżej i pochylają oś obiektywu w dół, unikając konieczności stosowania drogich przesłon.

Mniejsza przesłona, czyli jaśniejszy obiektyw, pozwala na rejestrację w mniej korzystnym oświetleniu, ale kosztem głębi ostrości. I odwrotnie, jeśli chcemy jednocześnie zarejestrować postacie bliskie i dalekie, musimy zadbać o większą głębię, czyli powiększyć przesłonę. Jedynie kilka modeli kamer umożliwia takie zmiany, większość ma obiektyw o stałej przesłonie, w którym można tylko ręcznie wyregulować ostrość.

Wybrać zoom?

Zoom optyczny jest szczególnie cenny, kiedy prowadzimy aktywną obserwację dużych obiektów. W warunkach szkolnych szczególnie przydaje się do obserwacji długich korytarzy. Natomiast zoom programowy jest właściwie tylko chwytem marketingowym i jego brak nie ma specjalnego znaczenia.