Сравнение систем видеонаблюдения


С появлением в наших домах телевизоров нового поколения термин «разрешение высокой четкости HD» прочно вошел в обиход. Наряду с рынком бытовой техники, где телевизоры с HD-разрешением пользуются все большим спросом, интерес к новым технологиям растет и среди заказчиков систем сетевого (IP) видеонаблюдения.

В сегменте видеонаблюдения представлен еще один спектр устройств высокого разрешения - так называемые "мегапиксельные" разработки. Мегапиксельные камеры часто встречаются в системах видеонаблюдения стандартной четкости, где дополняют SD-камеры.

Последние, но далеко не самые незначительные - системы стандартной четкости, которые по-прежнему широко распространены и применяются практически во всех сферах, где задействуется видеонаблюдение.

В этой статье мы рассмотрим принципы выбора подходящей системы видеонаблюдения, остановимся на отличиях трех технологий и их ключевых преимуществах, а также узнаем, в каких именно ситуациях лучше использовать тот или иной вариант.

Базовые принципы

Изображения высокой четкости содержат 720 либо 1080 рядов пикселей, формирующих картинку формата 16:9. Мегапиксельная технология, также работающая с высоким разрешением, отступает от стандарта, предлагая формат 4:3. Стандартное разрешение SD подразумевает 576 рядов пикселей для системы PAL и 480 для NTSC при соотношении сторон 4:3.

Для создания HD-изображений применяется одна из двух методик - прогрессивной либо чересстрочной развертки (1080p или 1080i, соответственно). Прогрессивная развертка считается предпочтительнее, поскольку в этом случае картинка обрабатывается вдвое быстрее, чем при чересстрочном подходе. Дополнительные преимущества - меньшее количество артефактов при движении, более ровные контуры объектов и, как правило, более четкое изображение в целом.

HD: без пяти минут стандарт

Два главных отличия технологии HD от SD - высокий уровень детализации изображений и формат 16:9. Благодаря более высокой детализации, операторам проще распознавать на мониторе людей и подробности происходящего.

"Удобный для зрителя" формат 16:9 совместим с современными широкоэкранными мониторами, а также лучше соответствует особенностям человеческого зрения (мы больше видим, переводя взгляд слева направо, а не сверху вниз). Самый важный для видеонаблюдения момент - увеличение полезного объема информации. Во многих случаях картинка с соотношением сторон 4:3 захватывает пустые фрагменты неба и земли. С форматом 16:9 фонового пейзажа становится меньше, а область наблюдения увеличивается.

Рис.1
2 мегапиксельное видео высокой четкости в формате 16:9
удобнее и информативнее, чем соответственное видео в формате 4:3.

По сравнению с мегапиксельными решениями (тоже относящимися к стандарту высокой четкости) HD-системы обеспечивают следующие преимущества:

  • расширенный динамический диапазон для более высокой детализации сцен как в затененных, так и в ярких зонах;
  • более высокая чувствительность для превосходной детализации при условии освещения сцены, как минимум, на среднем уровне;
  • совместимость с отраслевыми стандартами, означающая превосходное воспроизведение цвета, полную частоту кадров и формат 16:9.

Рис.2
Больше деталей в кадре

Чтобы максимально полно раскрыть преимущества HD, необходимо, чтобы цепочка видеонаблюдения целиком соответствовала требованиям стандарта высокой четкости - одной HD-камеры для этого явно недостаточно. Справится ли с высокими разрешениями оптика? Возможно, это купольная камера, и съемка идет через криволинейную стеклянную поверхность? Достаточно ли для HD-качества емкости запоминающего устройства?

Решения высокой четкости в основном находят применение на новых объектах, где планируют пользоваться передовыми технологиями при передаче изображения всех без исключения сцен. Практически обязательным условием она становится там, где подразумевается высочайший уровень детализации изображений.

Megapixel: проливая свет на детали

Козырь мегапиксельных камер - сверхвысокая четкость цифрового изображения при формате не 16:9, а 4:3. Мегапиксельные изображения, содержащие миллионы отдельных пикселей, позволяют операторам без труда распознавать мельчайшие детали сцены, увеличивая масштаб для отдельных зон и сохраняя при этом целостность картинки.

По аналогии с HD-камерами, мегапиксельные цифровые решения значительно превосходят типовые камеры стандартного разрешения по детализации изображения.

Основное ограничение мегапиксельных камер кроется в понижении чувствительности при увеличении числа пикселей. Для оптимальной детализации требуется качественное освещение сцены. Кроме того, у мегапиксельных изображений, как правило, меньший динамический диапазон, чем у истинной технологии высокой четкости. Соответственно, их эффективность ниже в сценах с высокой контрастностью, где необходима детализация как светлых, так и затемненных участков.

Сферы применения SD

Технология стандартной четкости использует 704 x 576 (PAL) либо 704 x 480 (NTSC) пикселей, что соответствует разрешению 4CIF. Во многих случаях такой разрешающей способности вполне достаточно. По сравнению с HD и мегапиксельным стандартами снижается объем видеоинформации в сигнале - сокращаются требования к пропускной способности и системам хранения.

Совершенствовавшаяся в течение многих лет технология на сегодняшний день предлагает разработки с исключительно высоким качеством изображения. В некоторых случаях по четкости картинка даже превосходит мегапиксельные устройства - за счет оптимального баланса SD-камер по разрешению, динамическому диапазону и чувствительности.

Благодаря широкому динамическому диапазону, стандартные системы IP видеонаблюдения прекрасно подходят для контрастных сцен: просматриваются детали одновременно и в ярко освещенных, и в темных зонах. Один из примеров - обращенная к входу камера в туннеле, когда можно видеть происходящее как в затемненном туннеле, так и снаружи при дневном свете.

Увеличенная светочувствительность означает, что SD-камеры отлично работают даже в сложных ситуациях с низким уровнем освещенности. Это делает их оптимальным выбором при изменяющемся освещении - несмотря на варьирующиеся условия, из изображения можно будет извлечь максимум информации.

Сфера применения технологии стандартного разрешения весьма обширна. До недавнего времени SD-системы являлись нормой для отрасли, находя широкое применение и в настоящее время.

Заключение

Сомнений нет: у технологии HD масса достоинств применительно к IP-системам видеонаблюдения, но только если стандарт высокой четкости поддерживается всей системой. При оснащении видеонаблюдением новых объектов лучше выбирать HD-решения за исключением случаев со специфическими требованиями, включая низкую и проблемную освещенность. В таких ситуациях больше пользы принесут SD-камеры. На практике во многих случаях оптимальным вариантом представляется комбинирование IP-камер стандартного и высокого разрешения.

Технология стандартного разрешения по-прежнему востребована - во многих сферах применения она обеспечивает неоспоримые преимущества. Свою нишу в сегменте современных систем видеонаблюдения заняли и мегапиксельные решения. Чаще всего они дополняют SD-камеры там, где необходим очень высокий уровень детализации сцен.