Сетевые камеры AXIS

    AXIS предлагает широкий ряд высокотехнологичных, с отличным соотношением цена/качество, сетевых камер для обеспечения безопасности людей и имущества. Удаленно управляемое оборудование передает изображение и звук и служит для дистанционного обучения, систем безопасности и вэб-вещания.
    Сетевые камеры AXIS представляют собой камеру и компьютер соединенные в единную интелектуальную систему. Они снимают и предают "живое" видео прямо через IP сеть, например ИНТЕРНЕТ, ИНТРАНЕТ и позволяют пользователям видеть и/или управлять камерой посредством стандартного веб-броузера или программного приложения с любого локального компьютера или удаленно по сети. Всем авторизованным пользователям, находящимся в произвольных местах, они позволяют получать изображения с одной и той же камеры одновременно.
    Благодаря встроенному веб-серверу, сетевые камеры AXIS не требуют прямого подключения к PC или иных аппаратных средств, также как и программного обеспечения для съемки и передачи видео-изображений. Они функционируют совершенно автономно и нуждаются лишь в подключении к IP сети кабелем или беспроводным соединением. Изображения могут храниться либо на твердых дисках подключенных к компьютеру, либо на специально выделенном сервере-хранилище в сети.

    Сетевые камеры AXIS оснащены цифровыми портами ввода/вывода (I/O). Цифровые вводы, подключенные к устройствам тревоги или датчикам, например, используются для запуска передачи изображений в заданные пункты назначения для записи, передачи сообщений по электронной почте или SMS на мобильный телефон. Цифровые выводы позволяют дистанционно включить тревогу, закрыть или открыть двери, включить или выключить свет или передать управление другим устройствам. Сетевые камеры оснащены также встроенной буферной памятью, благодаря которой можно сохранить и передать для обработки изображения полученные до возникновения события тревоги.

    Сетевые камеры имеет свой собственный IP адрес. Подключенные напрямую к сети, они содержат встроенный вэб-сервер, FTP сервер, FTP клиент, e-mail клиент, управление "тревогой", средства программирования и многое другое. Так как сетевой камере не требуется подключение к компьютеру, она функционирует совершенно автономно и размещается в любом месте где есть сетевое IP соединение, что выгодно отличает ее от вэб-камеры для работы которой необходимо подключение через USB или IEEE1394 к рядом стоящему компьютеру.

    Внутренние компоненты сетевой камеры производят "захват" изображения, которое можно представить как свет состоящий из волн различной длины и преобразуют его в электрические сигналы. Затем сигналы преобразуются из аналогово в цифровой формат, процессор производит сжатие изображения для дальнейшей передачи в сеть.
    Установленные в камере линзы служат для фокусировки изображения на сенсор изображения (CCD/CMOS). До того как изображение достигнет сенсора, световые волны проходят через оптический фильтр, который удаляет инфракрасную (IR) составляющую, оставляя лишиь волны видимого диапазона. (В камерах предназначенных для съемки и днем и ночью, IR-фильтры являются съемными, что позволяет получать высококачественное черно-белое видео в ночных условиях.)

    Сенсор изображения преобразует сфокусированную на него композицию световых волн в аналоговые электрические сигналы. Далее происходит "оцифровка" или преобразование в цифровой формат и изображение готово к сжатию и передаче в сеть.
    Разработанный AXIS интегрированный процессор изображения ARTPEC (Axis Real Time Picture EnCoder) выполняет в камере следующие функции: управление экспозицией, регулировкой баланса белого цвета, контрасностью и другими компонентами качества изображения. ARTPEC включает в себя также компонент видеокомпрессии, назначение которого - сжатие цифрового изображения для уменьшения объема данных передаваемых по сети.
    Подключение камеры к сети Ethernet, осуществляется контроллером ETRAX фирмы AXIS - оптимизированное однокристальное решение интерфейса периферии с IP сетью. ETRAX включает в себе 32-bit процессор, контроллер 10/100 MBit Ethernet, прогрессивный контроллер прямого доступа к памяти (DMA) и широкий перечень интерфейсов ввода/вывода (I/O interfaces).
    Процессор, Флэш-память (Flash memory) и оперативная память (DRAM) являются "мозгами" или компьютерной частью камеры. Они созданы специально для поддержки сетевых приложений. Вместе они обеспечивают связь встроенного вэб-сервера и сети.
   Через порт Ethernet, высокотехнологичная камера может посылать изображения напрямую 10 и даже больше компьютерам одновременно. Если изображения отправляются сначала на внешний вэб-сервер (вместо прямого просмотра пользователями), видео в режиме реального времени может просматриваться неограниченным количеством пользователей.

    Сенсор изображения является ключевым звеном камеры преобразующим свет в электрические сигналы. При проектировании камеры используются сенсоры изображения двух типов(технологий):

CCD (Charged Coupled Device) - ПЗС матрицы

CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) - КМОП матрицы

   Именно CCD and CMOS матрицы позволяют камере воспроизводить "цифровое видео". В то время как сенсоры CCD производятся по технологии специально разработанной для индустрии камер, CMOS сенсоры базируются на стандартной технологии используемой для производства компьютерной памяти. Современные высококачественные камеры используют в основном сенсоры CCD. Современные CMOS матрицы используются в камерах где не требуется высокое качество изображения, зато являются идеальными где необходимы малые размеры и низкая цена.
   Технология CCD
   Cенсоры CCD используются в камерах более 20 лет и имеют массу преимуществ, среди которых лучшая чем в CMOS сенсорах светочувствительность. Повышенная чувствительность обеспечивает лучшее качество изображения и пониженные требования к освещенности. При этом сенсоры CCD дороже, так как делаются не по массовой технологии и сложно интегрируются в камеру. В дополнении, если ведется съемка очень яркого объекта(такого как лампа или прямой солнечный свет), CCD засвечивается, показывая вертикальные линии снизу и сверху объекта.
   Технология CMOS
   Последние улучшения CMOS сенсоров вплотную приближают их к CCD по качеству изображения, но так и не могут использоваться в камерах где требуется высочайшее качество. CMOS сенсоры обеспечивают низкую стоимость камеры так как позволяют производить всю необходимую логику в единном технологическом цикле, что одновременно позволяет производить камеры малых размеров. Доступны, также, сенсоры больших размеров, что позволяет создавать мегапиксельные сетевые камеры. Главное текущее ограничение CMOS сенсоров - это их низкая светочувствительность. Пока окружающее освещение достаточно, это не является критичным, но в плохо освещенных местах это становится преградой, так как изображение получается очень темным и с большим количеством шума.

   Питание через Ethernet( известно как PoE или Power over LAN) является технологией включения питания для сетевых устройств в стандартную структуру сети. Он позволяет исключить дополнительные кабели питания для IP телефона или сетевой камеры, подавая питание прямо через кабель используемый для сетевого подключения.
   Питание через Ethernet особенно подходит для систем IP - наблюдения и приложений удаленного управления, потому что оно позволяет использовать камеры там где нет розеток питания - в тех местах где невозможно или дорого подвести розетки питания. Это делает инсталяцию проще и дешевле, так как не требуется прокладывать инфраструктуру кабелей питания, устанавливать розетки.
   Другим преимуществом "Питание через Ethernet" является функция блока бесперебойного питания(UPS). Большинство производителей выпускает сетевые коммутаторы с возможностью питания от блоков бесперебойного питания(UPS - Uninterrupted Power Supply). Благодаря выпуску коммутаторов и хабов с поддержкой стандарта "Питание через Ethernet", камеры и видеосерверы могут работать при отсутствии внешнего питания или в случае аварии его.

   Стандартная мощность на выходе сетевых коммутаторов и устройств микширования напряжения питания в кабельную структуру(midspan) - 15.4W, после передачи на максимально допустимую длину соединения сетевого провода для питания оконечного устройства/камеры необходимо максимум 12.9W, - этого достаточно для питания камер внутри помещения. Наружные камеры, также как и камеры с устройствами механического изменения положения(PTZ), обычно потребляют гораздо больше, поэтому функция(PoE) в них непригодна. Некоторые производители используют в своих продуктах нестандартные схемы обеспечения питания, что приходится учитывать, так как совместное использование устройств различных марок вэтом случае невозможно. Также, стандарт IEEE 802.3af описывает так называемую классификацию питания, которая предусматривает согласование между устройствами передающими обеспечивающими PoE и конечными устройствами-потребителями. Это означает, что интеллектуальный коммутатор может резервировать необходимое потребление для устройства(камеры) - что делает возможным подключение к нему еще нескольких устройств.
   Axis поставляет видеопродукты как с встроенной поддержкой Power over Ethernet, так и без нее. Существуют также сплитеры(PoE Active Splitter), которые отделяют поступающее питание по сетевому кабелю Ethernet и могут обеспечивать питанием не-PoE устройства.

   Уникальной функцией сетевых видеопродуктов, являются интегрированные цифровые порты ввода/вывода I/O с возможностью подключения к внешним устройствам таким как дверные звонки, датчики(например дыма, движения, звука, температуры и влажности), прожекторы(включая инфракрасного диапазона), коммутаторы и реле тревоги. Управление ими возможно удаленно с компьютера по сети или автоматически, используя встроенную в камеру логику. Входы/выходы можно использовать для исключения передачи ненужного видео, например пока датчики подсоединены к камере или от видеосервера установлен запрещающий сигнал, видеопоток в сеть не отправляется.

   Пока входные и выходные механизмы взведены в определенное состояние(режим триггера), можно в ручную или автоматически запускать(с помощью встроенных возможностей видеокамеры или используя прикладное программное обеспечение), чтобы соответствующие действия были произведены через сеть или посредством выходных портов. Например, изображения сохраненные до, во время и после события(так называемое до- и после-тревоги буферированное видео) были немедленно переданы по сети по нужному адресу для записи и архивирования. Одновременно, тревога в виде e-mail или SMS на мобильный телефон может быть отправлена конкретной персоне, а также передастся сигнал для срабатывания внешних устройств таких как свет, звуковая тревога или срабатывание дверей.

   Круг устройств которые могут быть подключены к входному порту сетевой камеры или видеосервера практически безграничны. Главным условием является возможность переключения электрической схемы между открытым и закрытым состоянием.

    Основная функция выходных портов - это возможность сетевой камеры или видеосервера выставлять запускающий импульс на внешние устройства или автоматически или по команде оператора наблюдения или программным приложением.

    Определение движения осуществляется на основе анализа изображения методом определения разницы между кадрами. Функцию лучше встраивать в сетевой видеопродукт или делать доступной в программном обеспечении для управления видеосистемой. На экранном изображении для программирования сигнала тревоги, можно отметить отдельные области где необходимо контролировать изменения на картинке.

   VMD в системах на основе цифровых видеомагнитофонах. В таких системах, камеры подключены напрямую к видеомагнитофонам, которые производят анализ каждого видеопотока. Это позволяет снизить объем записываемой информации, расставлять приоритеты записи и использовать движение в определенной области изображения как критерий обнаружения при поиске событий. Обратной стороной этого метода является интенсивная нагрузка на прцессор, а анализ движения на многих каналах является тяжелой нагрузкой на всю систему цифровой видеозаписи.

   VMD в сетевых видеосистемах. Детекция движения, как встроенная функция интегрирована в сетевые камеры и видеосерверы и отличается неоспоримыми преимуществами перед процессом описанным выше - наиболее важным является то, что процесс анализа изображения происходит внутри самой сетевой камеры или видеосервера. Камеры и видеосерверы поддерживающие функцию детекции движения могут быть сконфигурированы двумя способами.

    Пример: Когда машина проследует через заранее выбранное окно-фрагмент изображения, видеосервер включит режим записи и отправит изображения на FTP сервер или пошлет email- сообщения на запрограммированный адрес заранее созданное сообщение. Сами изображения могут быть отправлены внутри email как приссоединенные файлы.

   В случае срабатывания датчика движения, можно запрограммировать множество автоматических действий. Например, сохранить изображения до, во-время и после момента события, начать рассылку изображений по определенным адресам, отправить тревожные сообжения конкретным людям через email и sms на мобильные телефоны, включить или выключить сирену, свет, сигнальные огни, открыть или заблокировать двери, проуправлять какими-либо датчиками, например температуры и т.д.
   Данные о срабатывании датчика могут быть "заложены" в сохраненный видеопоток для удобства поиска в архиве.

   Достоинствами "локального" размещения датчика движения( в сетевой камере или видеосервере) по сравнению с "централизованным" в системах аналоговых камер соединенных общим видеомагнитофоном является:
    - экономия видеопотока
    - значительное уменьшение нагрузки на процессор сервера записи
    -уменьшение объема хранения информации
    - возможность камеры взаимодействовать посредством входов/выходов с различными системами безопасности.