цифровые видеорегистраторы с компрессией h.264 – будущее, ставшее настоящим.

[Admin]

Цифровые видеорегистраторы с компрессией H.264 – будущее, ставшее настоящим.

На сегодняшний день цифровые видеорегистраторы (DVR) заняли весьма значительную нишу в построении систем видеонаблюдения, требования к которым относительно надежности, практичности и гибкости настроек с каждым днем все больше возрастают. Об этих устройствах было написано и сказано уже очень многое, но тем не менее, тема остается очень актуальной и на некоторых аспектах работы систем регистрации и мониторинга видеоинформации хотелось бы остановится еще раз и проговорить важные, на наш взгляд, достижения и тенденции в развитии данной отрасли.

Эпоха аналоговых устройств быстрыми темпами покатилась к закату, уступая дорогу миру цифровой техники, миру прогрессивных технологий будущего, которое наступает уже сегодня. Не стали исключением и аналоговые видеорегистраторы, напоминающие больше домашние видеомагнитофоны, нежели надежные и удобные в эксплуатации системы безопасности. Успеху современных цифровых видеорегистраторов, используемых в системах видео безопасности, способствовал ряд факторов и требований, которые предъявлялись конечными пользователями для решения самых разнообразных задач, связанных с обеспечением высокоэффективной безопасности.

В первую очередь интенсивное развитие DVRов обязано возможности преобразования видеосигнала в цифровую форму, удобной для записи на жесткие диски, емкость которых с каждым днем стремительно увеличивается, достигая поистине впечатляющих значений. Так за несколько лет емкость одного жесткого дика возросла от 20 гигабайт до 2 терабайт, а возможность объединения нескольких винчестеров в один RAID массив позволяет создать огромный архив видеоданных без использования видеокассет или других неперезаписываемых устройств хранения, которые являлись постоянным источником затрат в любом виде бизнеса, пользовавшегося системами охранного видеонаблюдения. Например, регистраторы SBDVR-7004/8/16/V, предлагаемые нашей компанией, поддерживают объединение 8-ми жестких дисков интерфейса SATA, в единое пространство, объемом почти 6 терабайт(!), а функция избыточности позволит Вам записывать один файл сразу на нескольких дисках для повышения надежности системы.

Усовершенствование технологий сжатия видеопотоков привело практически к удвоению длительности хранимого видеоматериала на гигабайт памяти при аналогичном или даже лучшем качестве изображения. Технология производства цифровых видеорегистраторов пережила не одну смену поколений – от первых аппаратных устройств с уникальными алгоритмами компрессии индустрия перешла уже к четвертому поколению цифровых видеорегистраторов, стандартизованных на уровне применяемых в них алгоритмов компрессии MPEG-4 и H.264. Разработка формата MPEG (Moving Picture Experts Group), который является стандартом ISO/IEC, открыла новые перспективы перед создателями DVRов. Согласно стандарту MPEG-4, в потоке видео данных могут присутствовать кадры трех типов:

• полные (intra, I - frame) - их содержимое сохраняется целиком, часто их называют ключевыми кадрами (key frames);
• предсказуемые (predictable, P - frame) - часть содержимого этих кадров предсказывается на основании содержимого предыдущих кадров, безразлично I или P, часто их называют промежуточными кадрами (delta frames);
• двунаправленные кадры (bidirectional, B - frames) - часть содержимого этих кадров предсказывается на основании содержимого предыдущих кадров (так же, как и у предсказуемых кадров), а часть - на основании содержимого последующих кадров.

Мультиплексирование и синхронизация данных, которая стала возможна при применении данного алгоритма позволила передавать потоки сжатого видео со звуком для каждого отдельного канала через сетевые каналы. То есть появилась возможность удаленного доступа, которая легла в основу многих и многих охранных систем. Она позволила охранникам просматривать и сортировать видеоматериалы в удаленном режиме и предоставлять права просмотра прочим организациям.

Однако, благодаря уникальным особенностям компрессии H.264 последнее время как раз наметилась тенденция использования именно этого алгоритма сжатия во всех прогрессивных видеорегистраторах. На сегодняшний день формат H.264 является одним из самых ведущих и отвечающих современным требованиям алгоритмов компрессии. Теперь одна из основных проблем охранного видеонаблюдения – сохранение достаточно больших архивов записи с максимально возможной скоростью и качеством картинки – может быть решена. Описываемые в новом стандарте методы в целом не сильно отличаются от методов, используемых в стандарте MPEG-4. Тем не менее, новый стандарт включает в себя несколько достаточно перспективных решений, заслуживающих самого пристального внимания. В отличие от стандарта MPEG4, технологии, описываемые в стандарте H.264, предназначены для обработки обычных видеопоследовательностей, предварительно не разделенных на видеоплоскости. Довольно существенные изменения по сравнению со стандартом MPEG4 претерпела компенсация движения. Следует выделить также еще две его особенности: большая точность представления векторов движения и другой способ увеличения масштаба опорных фреймов, используемых для получения предсказания. Допускается точность, равная либо 1/4, либо 1/8 макроблока (в стандарте MPEG4 максимальная точность составляет 1/4). Для масштабирования опорных фреймов применяется достаточно сложная многоточечная интерполяция. В совокупности технологии алгоритма компрессии H.264 позволяют получить довольно весомый прирост в эффективности – по сравнению с обычным MPEG-4 получаем улучшенное качество изображения с архивом в среднем на 30 % меньшего объема. Ниже представлены гистограммы, иллюстрирующие эффективность применения формата сжатия H.264.

Какими же свойствами должен обладать цифровой видеорегистратор с точки зрения построения надежной системы видеонаблюдения? Основываясь на опыте и требованиях, которые неоднократно предъявляются заказчиками, можно с уверенностью сказать, что помимо возможности в непрерывном режиме архивировать видеоинформацию синхронно со звуком, цифровой видеорегистратор должен обеспечивать передачу данных по сети в реальном времени, осуществлять управление поворотными устройствами, легко интегрироваться с уже имеющимся у заказчика оборудованием предыдущего поколения, а также быть эффективным с точки зрения затрат.

В качестве примера таких систем хотелось бы привести последние разработки ведущих мировых производителей – автономные видеорегистраторы серии SBDVR-700xx (4-, 8- и 16-канальные модификации с такими уникальными характеристиками:

• алгоритм компрессии H.264;
• просмотр в реальном времени до 16 камер, запись со скоростью 400 кв/с при разрешении CIF (352*288) и 100 к/с для 4CIF (704*576 – DVD качество);
• поддержка синхронизированного звука для каждого канала;
• поддержка 8 винчестеров и CD-RW/DVD-RW привода;
• функция Pentaplex: просмотр в реальном времени, запись, воспроизведение, дублирование (BackUp) и удаленный доступ;
• 5 релейных выходов для управления различными исполнительными устройствами;
• PTZ управление Speed Dome камер;
• многообразные методы управления: клавиатура передней панели, пульт дистанционного управления, USB мышь и управление по сети;
• мощное network программное обеспечение: встроенный веб-клиент MULTI-DVR & СМ, сетевой доступ для живого просмотра, локальная запись, воспроизведение, конфигурирование системы, уведомление по электронной почте и FTP загрузка.

Напоследок хочется сказать, что прогресс не стоит на месте и производители оборудования для видеонаблюдения в скором будущем нас обязательно порадуют новыми удивительными технологиями, которые еще больше приблизят нас к созданию нового безопасного и комфортного мира.

Автор Загоровский Д.И.,
технический специалист ЧП Каштан
тел. 593-27-77
[email protected]
www.kaschtan.com