Kamery IP do monitorowania

Na rynku mamy duży wybór kamer IP różniących się nie tylko obudową, której kształt często związany jest z potencjalnym miejscem zainstalowania, ale także składnikami. Do wyboru są proste i tanie modele z nieruchomym obiektywem, poprzez rozwiązania pośrednie aż po kamerową elitę. Zobacz, jak możesz wykorzystać nowoczesną kamerę IP.

Cyfrowe kamery mają adres IP, własną stronę WWW, posługują się portami i korzystają z cyfrowych "wynalazków", takich jak alarmowanie przez pocztę elektroniczną czy transfer plików z "podejrzanymi" sekwencjami nagrań na serwer FTP. Mogą być sterowane za pośrednictwem własnej strony konfiguracyjnej WWW lub specjalnych aplikacji oraz podłączone do internetu przez protokół PPPoE czy ruter, nawet bez pośrednictwa komputera. Tego typu kamera jest pełnoprawnym i samodzielnym elementem sieci. Jak ją podłączyć, pokażemy w następnej części. Najbardziej zaawansowane modele wyposażone są w obiektywy ze zmienną ogniskową, którymi mogą obracać w pionie i w poziomie, rejestrować wyraźny obraz nie tylko w świetle dziennym, ale i po zapadnięciu ciemności oraz analizować obraz w czasie rzeczywistym.

Korzyści z cyfrowego monitoringu

W pełni cyfrowy system monitorowania opracowano dopiero w 1996 roku w firmie Axis. Istota cyfryzacji polega na wykorzystaniu w łączności połączenia ethernetowego. Coraz częściej jest ono instalowane na zwykłe potrzeby (sieć lokalna, ruter, internet) i gotowe do wykorzystania. Potrzebna kontrola z Australii? Nie ma problemu. Rozbudowa? Proszę bardzo, wystarczy wolne gniazdko lub dodatkowy ruter. Łącza analogowe rozbudowuje się trudniej, niezbędne jest położenie dodatkowych przewodów. 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.

zapuszczacz żurawia

zapuszczacz żurawia

Zazwyczaj kamera cyfrowa wyposażona jest w komputer jednoukładowy, który obsługuje stronę WWW, ale przede wszystkim potrafi dwie rzeczy niedostępne dla konkurentów analogowych: 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 sieć.

Wysoka rozdzielczość nie zawsze wskazana

W kamerach cyfrowych do tej pory dominowała rozdzielczość VGA (640 x 480 pikseli) i rejestracja 30 klatek obrazu na sekundę. Czasem można było tę rozdzielczość zwiększyć, ale kosztem spadku częstotliwości, np. do 10 klatek/s przy rozdzielczości 1280 x 1024 pikseli. Rzadziej można spotkać kamery HDTV (1920 x 1080 pikseli) rejestrujące obraz w tempie 30 klatek/s bez przeplotu, ale wciąż dość drogie.

Czy wysoka rozdzielczość obrazu jest niezbędna? To zależy od przeznaczenia monitoringu. Jeśli jest nim identyfikacja osób, to z pewnością tak. Ale czasem wystarczy mniej szczegółowa informacja - o sforsowaniu ogrodzenia albo próbie włamania do samochodu. 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. Ważne jest znalezienie równowagi między możliwościami magazynowania i liczbą detali, które chce się przechowywać.

robot z okiem

robot z okiem

Przesłona 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 zechcesz jednocześnie zarejestrować postacie bliskie i dalekie, musisz 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 chodzi o aktywne poszerzenie lub zawężenie pola obserwacji. To drugie przydaje się do uwidocznienia szczegółów. Natomiast zoom programowy jest właściwie tylko chwytem marketingowym i jego brak nie ma specjalnego znaczenia.

kopułka, PTZ i IR

kopułka, PTZ i IR

Ważny kąt widzenia

Kąt widzenia jest bardzo ważnym parametrem kamer przeznaczonych do monitorowania. Od niego zależy, czy do zaplanowanej obserwacji wystarczy jedna, czy też potrzeba więcej kamer, czy lepszy będzie model ze stałym obiektywem, czy ruchomym. Typowa kamera ma kąt widzenia 50-60 stopni, a to o wiele za mało, żeby z jednego narożnika mogła obejmować całe pomieszczenie. Dla potrzebujących szerszego pola widzenia są kamery typu pan / tilt / zoom (PTZ), których obiektywy mogą się obracać w osi pionowej i poziomej i dostarczać oglądów 360-stopniowych. Decydując się na te dodatkowe możliwości, trzeba pamiętać, że mogą one nawet podwoić cenę urządzenia, a elementy ruchome będą wymagać dodatkowej konserwacji.

Kiedy zapada zmierzch

Podczerwień jest rodzajem światła wykorzystywanego do nocnej obserwacji. Kamery mogą z niej korzystać na dwa sposoby. Pierwszy, bierny, polega na przełączeniu się obiektywu na rejestrację światła w tym zakresie fal, kiedy widzialne oświetlenie zmniejszy się poniżej progu czułości kamery. Ta funkcja jest popularna w droższych urządzeniach i pozwala na rejestrację przy słabym oświetleniu, prawie w zupełnej ciemności. A kiedy i to nie wystarcza, zapalają się promienniki podczerwieni umieszczone wokół obiektywu i oświetlają pole widzenia (w zakresie 5-10 m). Wspomaganie ma tę zaletę, że jest słabo widoczne dla oświetlanej osoby. Jednakże obraz w podczerwieni przestaje być kolorowy; staje się też pozbawiony głębi, podobnie jak przy fotografii wykonanej z fleszem.

prosta z IR

prosta z IR

Przydaje się kompresja

Nawet sieć komputerowa ma ograniczoną przepustowość, dlatego strumienie wideo wytworzone przez kamery poddawane są kompresji, przed wysłaniem. Ta umiejętność jest wyjątkowo ważna dla bezprzewodowego połączenia. W sieciowych kamerach IP wykorzystuje się kilka rodzajów kompresji przesyłanego obrazu: Motion JPEG, MPEG-2 i 4, a ostatnio H.264. Okazał się on dwukrotnie skuteczniejszy od MPEG-4 z kompensacją ruchu, trzy razy lepszy od jego wersji bez kompensacji i sześciokrotnie sprawniejszy od M-JPEG-a.

Inteligentne wykrywanie ruchu

Ruch wykryty w wyniku analizy następujących po sobie kolejno klatek obrazu jest jednym z najczęstszych powodów do wszczęcia alarmu albo rozpoczęcia nagrywania filmu. Ciągłe nagrywanie - na przykład na twardy dysk komputera będącego w tej samej sieci lokalnej co kamera, albo na coraz popularniejszy dysk sieciowy (NAS) - nie jest dobrą receptą, gdyż wytwarza się materiał o wielkiej objętości, którego nie sposób przejrzeć. Lepiej posłużyć się detekcją ruchu, oferowaną przez większość kamer. Można też nagrywać nowe obrazy na miejsce starych. Użytkownik otrzymuje wtedy film przedstawiający sytuacje poprzedzającą ruch, który wywołał alarm. Funkcja detekcji ruchu może być zaimplementowana w samej kamerze cyfrowej albo w komputerze ze specjalnym oprogramowaniem. Im dalej od miejsca rejestracji obrazu, tym gorzej, mniej bezpiecznie. Z drugiej strony możliwości obliczeniowe kamery są ograniczone i pozwalają na wyznaczenie tylko kilku fragmentów, których porównanie można przeprowadzać w czasie rzeczywistym. Komputer ma większe możliwości.

Powody nieanalizowania całego pola widzenia są oczywiste: monitorując parking, nie interesujemy się ruchem na ulicy, chociaż jest rejestrowany przez kamerę. Granice analizowanych fragmentów można wyznaczyć samodzielnie albo - w gorszych modelach - wybierać jeden lub kilka zdefiniowanych z góry prostokątów prezentowanych na obrazie z kamery.

Dobra konfiguracja systemu detekcji ruchu należy do najtrudniejszych zadań. Każdy z wybranych fragmentów obrazu ma co najmniej jeden parametr ("czułość", "próg" lub "powierzchnia"), którego przekroczenie jest niezbędne do uruchomienia akcji. Poza rozpoczęciem nagrywania skutkiem rozpoznania ruchu może być wysłanie e-maila lub wysłanie na serwer FTP zdjęć lub sekwencji filmowej z krytycznego momentu obserwacji.

Niestety, skonfigurowanie detektora ruchu, alarmującego tylko w sytuacjach naprawdę krytycznych, jest prawdziwą sztuką. Pod uwagę trzeba brać pory dnia, ruszające się cienie i wiele innych typowych sytuacji, które zmieniają obraz, a nie są powodem rozpoczęcia alarmu


Zobacz również