PTZ камеры видеонаблюдения — управление, характеристики и особенности. Поворотные камеры

Альтернативой фиксированным камерам являются видеокамеры с функциями поворота, наклона и масштабирования (иначе известные, как камеры PTZ), получившие название благодаря способности поворачиваться влево и вправо, наклоняться вверх и вниз и увеличить изображение. Поворотные камеры выполняют эти действия благодаря уникальному сочетанию функций управления панорамированием, наклоном и объективом с приближением. Общая способность камеры PTZ по приближению изображения складывается из значения цифрового и оптического зумов. Цифровой зум использует электронику для увеличения и уменьшения изображения, в то время как оптический зум использует движение линз. Общее значение возможности приближения видеокамеры можно рассчитать, умножив значение цифрового и оптического зума. Для обеспечения возможностей панорамирования, наклона и масштабирования у видеокамер необходимы клавиатура и приемник сигналов. Однако большинство купольных камер PTZ поставляются уже со встроенными в них приемниками.

Типы PTZ видеокамер

Поворотные видеокамеры бывают для наружного и внутреннего применения, что добавляет к ним универсальность. Камеры PTZ для наружного применения оснащаются прочным корпусом, устойчивым к воздействию сложных погодных условий, и более надежны, чем камеры для установки в помещениях. Причиной этого является то, что им приходится перемещать тяжелый корпус, иногда оснащенный ИК-прожекторами . Поворотные камеры для размещения в помещениях часто делают с корпусами из пластика, и поэтому они легче.

Одним из недавних этапов эволюции камер PTZ является создание популярной купольной поворотной камеры. Купольные видеокамеры работают так же, как традиционные камеры PTZ, но отличаются тем, что устройство панорамирования, наклона и управляющая электроника находятся внутри купола. Ассортимент куполов крайне разнообразный: от прозрачных или полупрозрачных до непрозрачных, что делает их подходящими даже для специального применения. Поворотные купольные камеры имеют ряд преимуществ перед традиционными камерами PTZ. Купол может эффективно перемещать во всех направлениях, в том числе на 360 градусов для просмотра прямо вниз. У купольных камер есть функция Auto-Flip для просмотра прямо под ним: когда, достигнув механического ограничителя, камерный блок автоматически выполняет разворот на 360° и продолжает движение в выбранном оператором направлении.

Особенности камеры PTZ

В большинстве камер PTZ можно создавать алгоритмы для автоматического слежения с заданной позиции по определенному маршруту для постоянного обследования этих зон. Количество предустановленных позиций варьируется в зависимости от производителя и модели камеры, но в среднем от 8 до 32. Способность камеры точно вернуться к заданной позиции различается в зависимости от механики, электроники и программного обеспечения. В дополнении к предустановке позиций, PTZ камеры можно настраивать, чтобы они действовали только в случае конкретных изменений в наблюдаемой зоне, например, шум, движение. Это возможно с помощью детекторов движения, встроенных в видеокамеру или интегрированных с ней. Таким образом, процесс записи может быть сведен к минимуму и только по важнейшим событиям.

Кроме того, поворотные IP камеры могут обеспечить доступ к просмотру видеоинформации и управлению камерой из любой точки мира благодаря возможности назначать IP-адрес.

Еще одной особенностью общей для PTZ камер является возможность маскирования. Это позволяет замаскировать некоторые области в области наблюдения камеры, такие как окно или дверь одного из домов. Позицию маски можно взаимно соединить с движением камеры, чтобы в случае наклона или масштабирования камеры маска соответственно перемещалась и изменяла размер. Это дает пользователю избежать судебных разбирательств в связи с нарушением конфиденциальности и вторжением в личную жизнь.

Фотографии до и после маскирования

Перевод Хай-Тек Секьюрити.

До недавнего времени в системах видеонаблюдения использовались преимущественно камеры с фиксированным углом, полем зрения, и фокусным расстоянием. Недостатком такого способа является необходимость использования большого количества камер видеонаблюдения, наличие мертвых зон и невозможность получения отчетливой картинки нарушителя на различной дистанции от камеры.

Решением этих проблем стала разработка устройств позволяющих осуществлять дистанционное управление ключевыми функциями камеры видеонаблюдения.

Область применения PTZ камер довольно узка в связи с их высокой стоимостью. Наиболее эффективно их использование на объектах значительной площади со сложной конфигурацией, которые имеют несколько контролируемых зон. В этом случае использование одной поворотной видеокамеры может заменить несколько обычных – фиксированных и будет материально оправдано.

В случае интеграции видеонаблюдения в охранную систему такие видеокамеры могут использоваться для проверки тревоги и локализации нарушителя. Современные системы аналитического управления дают возможность применять поворотные камеры видеонаблюдения для осуществления активного слежения за нарушителем – ведут объект в зоне ответственности.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

PTZ – (Pan Tilt Zoom).

Электронно-механическое устройство, которое выполняет функции наклона, вращения и изменения фокусного расстояния. На данный момент существует два типа PTZ устройств:

Отдельное изделие, к которому крепится кожух для размещения корпусной камеры видеонаблюдения.
Привод, как часть механизма интегрированного в купольную видеокамеру.

Варифокальные объективы с трансфокатором.

Объективы с подвижной системой линз, которые взаимосвязано перемещаются друг относительно друга таким образом, чтобы при динамическом изменении расстояния до объекта или масштаба, картинка всегда оказывалась в фокусе. Внешнее управление можно осуществлять над механизированным трансфокатором. Дистанционное изменение фокусного расстояния позволит дежурному оперативно приблизить объект для рассмотрения отдельных деталей.

Наиболее эффективными, но и дорогостоящими моделями, являются устройства, у которых есть возможность предустановки положения. Максимального эффекта видеокамеры с такими объективами достигают в сочетании с поворотными устройствами.

УПРАВЛЕНИЕ КАМЕРАМИ PTZ

УПРАВЛЕНИЕ КАМЕРАМИ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

С распространением цифровых IP – камер видеонаблюдения, передающих информацию непосредственно по локальной сети Ethernet/WiFi без прокладки специальных коммуникаций, стал актуальным вопрос управления видеокамерами через различные внешние устройства и сеть интернет.

Передача видео и команд управления осуществленная по кабелям общего пользования и, тем более, по радиоканалам имеет недостаточную защищенность, несмотря на распространение различных алгоритмов шифрования. Поэтому такие системы видеонаблюдения получили широкое распространение в частных домах и небольших компаниях. Зачастую они интегрированы в системы безопасности и тревожной сигнализации.

Наиболее простые (бесплатные и условно бесплатные) программы предлагают ограниченный набор функций:

включение/выключение записи;
просмотр изображения в режиме On-Line или из архива;
поиск изображения по нескольким параметрам;
управление поворотом PTZ модуля.

В большинстве случаев для управления применяется WEB-интерфейс с различной степенью автоматизации поиска и настройки камер в сети интернет.

Существует два источника программного обеспечения, которое используется для удаленного управления камерами видеонаблюдения через Интернет.

Первый – ПО, поставляемое компаниями производителями оборудования для видеонаблюдения. Как правило, такое ПО совместимо исключительно с камерами собственного производства. Второй источник – бизнес приложения и их бесплатные версии, которые предлагают широкий выбор функций, в том числе и аналитических и совместимы с большинством популярных брендов.

К таким программам относятся:

NetStation от компании Армо Системс;
CMS от компании VidStar;
Интеллект от компании iTV.

Достаточно установить такое ПО себе на компьютер и к услугам оператора будет довольно внушительный набор функций с возможностью автоматизации множества процессов управления PTZ видеокамерами:

патрулирование;
выбор цели для слежения;
расстановка приоритетов и детализации;
автоматический выбор и активация PTZ камеры видеонаблюдения для ведения цели через несколько зон ответственности.

Так же было разработано много программных модулей для мобильных устройств: смартфонов планшетов и т.п. Их функционал направлен на просмотр изображения и управление PTZ видеокамерами в режиме реального времени. К примеру, программа «Линия 7.0», которая выпускается в различных версиях для наиболее популярных операционных систем: iOS, Android, Windows Phone и Windows Mobile.

УПРАВЛЕНИЕ КАМЕРАМИ ЧЕРЕЗ ОБЛАЧНЫЙ ИНТЕРФЕЙС

Облачные сервисы видеонаблюдения VSaaS являются одной из наиболее перспективных тенденций в видеонаблюдении и удаленном управлении камерами. Обычно облачные сервисы предлагают только возможность удаленного просмотра без функций аналитики и управления. Но известные производители видеокамер по мере выпуска новой продукции включают в функционал и возможность удаленного управления.

Услуги облачного сервиса предлагают такие компании как:

Axis и ее облачный ресурс Axis AVHS;

DSSL – Trassir Cloud;

Отечественные компании - Саттелит Инновация;

Мобильный оператор – Мегафон и т.п.

Таким образом, удаленное управление разнообразными функциями и исполнительными PTZ устройствами видеокамер можно реализовать различными способами, как с привлечением больших средств и специалистов, так и самостоятельно с минимальным бюджетом. Несомненно одно, удаленное управление существенно повысит эффективность системы видеонаблюдения на объекте.

© 2010-2019 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов

И.В. Олейник
Генеральный директор компании DSSL

Данный обзор посвящен способам управления скоростными поворотными интегрированными камерами SpeedDome.

Потребление скоростных поворотных камер серьезно выросло на рынке за последние 10 лет. Сказывается значительное снижение цены на эти устройства, а также рост их технических возможностей: скорости, оптического увеличения, функциональности. Теперь нормальная скорость вращения во время установки "пресета" достигает (часто превышает) 400 градус/с, оптическое увеличение давно перешагнуло 30-кратное значение, а некоторые камеры даже получили возможность следить за объектами в поле своего зрения самостоятельно. Современные цены на "купола" колеблются от 500 до 600 долларов на китайские марки до нескольких тысяч евро за известные японские, американские или европейские бренды. В отличие от отдельных поворотных механизмов, где управление осуществляется своей парой на каждую степень свободы (в основном переменным напряжением 24 или 220 В), в SpeedDome интегрирован приемник телеметрии, что позволяет управлять камерой всего по двум проводам (в случае RS-485; некоторые модели требуют 4 проводов для управления в дуплексном режиме) или по кабелю видеосигнала. Ну а IP-видеокамеры SpeedDome вообще не требуют дополнительных проводов управления, хотя обычно и имеют возможность работать "по старинке".

Контроллеры и клавиатуры

Самый простой и "древний" способ управления Speed Dome-камерой - с помощью клавиатуры, а также отдельного автономного устройства с собственным источником питания. Минимальная по стоимости клавиатура будет управлять поворотом и увеличением только с помощью кнопок и протокола RS-485. Кнопок вполне достаточно, когда нужно только настроить камеры и потом управлять, например, пресетами. Но если оператору необходимо постоянно управлять камерами, пульт будет сильно замедлять его работу. Для таких случаев намного удобней будет пульт, имеющий джойстик, - он позволяет управлять камерой сразу в двух координатах, фокусным расстоянием объектива, а также скоростью поворота одним движением руки. Чем выше стоимость клавиатуры, тем большим количеством дополнительных возможностей (например, управление видео регистраторами, отображение сигналов от видеокамер и регистраторов на встроенном TFT-мониторе) она обладает. Работу с видеорегистраторами ограничивает только то, что они должны быть выпущены той же компанией, что и клавиатура; с управлением видеокамерами таких проблем нет - обычно пульты поддерживают несколько протоколов, а значит, вы сможете управлять камерами от разных производителей. С появлением IP-видеокамер встал ребром вопрос о пультах-контроллерах для них. Конечно, почти все поворотные IP-видеокамеры имеют возможность управления через RS-485, однако тащить дополнительные провода, когда уже есть цифровая сеть с высокой пропускной способностью, бессмысленно. Единственный недостаток Ethernet-сети на медном UTP, являющейся базой для 99% IP-видеосистем, по сравнению с аналоговой - небольшая длина сегмента от устройства до коммутатора (около сотни метров, если не использовать оптику).

Возможности PTZ-камер

Здесь можно говорить о двух вещах. Первое - некоторые видеокамеры обладают встроенными средствами расширенного управления. Настроенная соответствующим образом видеокамера ведет постоянное наблюдение с максимальным углом обзора. Когда встроенный детектор обнаруживает движение, камера приближает данный участок и "ведет" движущийся объект по мере возможности. В момент такого сопровождения, камера "не видит" окружающей обстановки и не может переключиться на другой объект, не вернувшись в исходное положение с минимальным zoom. Конечно, не все камеры обладают даже встроенным детектором движения, не говоря уже об автоматическом сопровождении.

Второе касается только IP-видеокамер. Выше уже говорилось, что IP-камерой Speed Dome можно управлять как с помощью обычного пульта, так и IP-пульта. Однако IP-поворотные камеры в каком-то смысле являются самодостаточными устройствами и "имеют на борту" Web-сервер. Зайдя с любого компьютера через Web-браузер, вы сможете получить изображение c камеры, настроить ее параметры и управлять поворотным механизмом и объективом. Здесь предлагается 2 способа - простой, имитирующий кнопки пульта управления и позволяющий одновременно управлять двумя координатами, и продвинутый, отличающийся у каждого производителя в деталях. Здесь вы управляете поворотом и масштабированием при помощи компьютерной мыши. Начертив прямоугольник в любой части окна камеры, вы заставите ее приблизить данный участок или, приблизив курсор к краю изображения, получите подсказку-стрелку; которой сможете двигать камеру в нужном направлении (у левого края - налево, у правого - направо и так далее).

Управление с помощью DVR non-PC

Управление поворотными камерами уже очень давно является неотъемлемой базовой функцией видеорегистраторов. Только очень дешевые и очень ограниченные функционально DVR могут позволить себе ее отсутствие. Камеры с non-PC DVR управляются в 99% случаев с помощью интерфейса RS-485. Некоторые новые гибридные регистраторы, способные работать как с аналоговыми, так и IP-видеокамерами, могут поддерживать управление по IP. По способу управления все DVR можно разделить на 3 типа: управляющие с помощью клавиатуры видеорегистратора (с передней панели), управляющие только мышью (для регистраторов, где клавиатура отсутствует) и DVR, поддерживающие оба варианта. Первый вариант приемлем только для тех, кто очень редко использует ручное управление поворотными камерами (камеры настроены обходить "пресеты" или "туры" в автоматическом режиме). В большинстве случаев использование передней панели видео рекордера для управления PTZ-камерой - это сущее мучение, так как работать приходится исключительно с кнопками в ограниченном количестве: никаких 3D-джойстиков. Управление мышью также может сильно разнится. Простой вариант -это имитация того же ограниченного набора кнопок с передней панели, он ненамного удобней. Другие видеорегистраторы могут использовать приблизительно тот же механизм, который описан в предыдущем разделе и представлен в основном у IP-видеокамер. Конечно, настраивать все придется с помощью тех же кнопок или экранного меню, но это единственный вариант для всех регистраторов. Итого: мышь - хорошо, клавиатура - не очень. Радует то, что регистраторов, управляемых мышью, становится все больше, но и у последних внутреннее программное обеспечение может сильно различаться.

Способы управления, перечисленные выше, имеют один общий недостаток. Любая Speed Dome-камера имеет 2 скорости управления. Скорость управления в ручном режиме не превышает обычно даже и половины скорости поворота камеры в момент использования пресетов. При этом очевидно, что чем выше скорость такого ручного управления, тем меньше аккуратность, точность позиционирования камеры на интересующем участке или объекте. Здесь можно отметить, что камера используется не на все 100% возможностей, в нее заложенных, и эффективность ее использования могла бы быть выше. С этой задачей призваны справляться новые компьютерные интерфейсы и разработки.

Программное обеспечение (PC-based DVR)

Компьютерные видеорегистраторы всегда опережают по возможностям non-PC. Во-первых, новые технологии, особенно ресурсоемкие и сложные, проще разрабатывать и отлаживать на компьютерах, а во-вторых, конкуренция с DVR на базе встроенных процессоров заставляет тех же разработчиков постоянно добавлять новые функции и возможности, делать свое программное обеспечение более гибким и мощным. Что же нового предлагают нам разработчики программ для видеорегистрации и управления поворотными камерами? Если отбросить вариации, связанные с интерактивностью управления непосредственно на изображении, или имитацией 2D-джой-стика, то отдельно можно выделить 3 категории новинок (интерфейсов). Первая - добавление возможности автоматического управления тем камерам, которые не имеют ее изначально, то есть управление камерой с помощью детектора движения в программном обеспечении. Такие детекторы могут быть более мощными и развитыми, чем встроенные в камеры. Вторая и третья связаны с использованием минимум еще одной видеокамеры (обзорной), поле зрения которой совпадает полностью или частично с поворотной при минимальном значении фокусного расстояния.

Ручное управление

В этом режиме связка обзорной и поворотной камеры дает возможность оператору управлять поворотной камерой одним кликом мыши или, выделив ею прямоугольный участок изображения с обзорной, получить его оптически увеличенным с помощью поворотной. При этом исчезает сразу 2 недостатка интерфейсов, описанных выше, управление производится со скоростью1, максимально доступной для видеокамеры (обычно заявленной как скорость позиционирования по пресетам), и оператор не теряет из поля зрения охраняемую территорию - он видит и всю ситуацию в целом и ее детали с максимальным оптическим увеличением, поэтому может так быстро наводить камеру из одного положения в другое, как не смог бы с помощью традиционных интерфейсов.

Свою роль в скорости управления играет и то, что Speed Dome-камере нет необходимости возвращаться в обзорное положение для того, чтобы выбрать новый объект, а это, как было уже отмечено, самая медленная часть позиционирования. Когда камера позиционируется без сильных изменений масштаба изображения (почти не используя zoom), скорость значительно возрастает.

Автоматическое управление

Здесь подразумевается та же связка обзорной и поворотной камеры. Детектор движения анализирует изображение с обзорной камеры и подает команды для поворотной - теперь управление происходит полностью в автоматическом режиме. Подобного рода системы появились уже много лет назад, правда, тогда они работали по пресетам - каждому квадрату изображения обзорной камеры назначалась своя позиция, а как мы помним, Speed Dome может иметь до 256 пресетов. Однако теперь разработчики используют возможности не только современных детекторов, но и видеокамер. Детекторы достаточно "умны", чтобы передавать не просто координаты объекта, но и вектор его движения, так как пока камера будет поворачиваться к объекту, он может уже сместиться. А камеры имеют возможность не только работать по пресетам, но и выполнять прямые команды на установку по определенным координатам; они также обладают достаточной скоростью. Нужно лишь заметить, что не все Speed Dome-камеры даже из среднего ценового диапазона будут эти функции поддерживать. Не стоит рассчитывать, что китайский noname окажется таким же быстрым и будет иметь полностью реализованный протокол, тем более заимствованный. Если в поле зрения обзорной камеры появится несколько объектов, поворотная будет переключаться между ними, следя за каждым в течение установленного времени. Сегодня некоторые разработчики поставляют системы, где возможны и одновременное управление несколькими Speed Dome-камерами, и практически неограниченные комбинации обзорных и поворотных камер, когда вы можете иметь живую картину происходящего на 360° вокруг, одновременно обеспечивая высокое разрешение и детализацию движущихся объектов. Казалось бы, с ростом разрешения, когда уже встречаются цифровые видеокамеры на 5, 8 Мпкс и более, надобность в таком решении не так уж высока. Но оптический zoom пока сложно заменить, а связка обзорной и поворотной видеокамер с использованием, например, 35-кратного увеличения дает эквивалент разрешения системы более чем на 300 Мпкс - достигнуть такого же результата цифровые камеры смогут нескоро. Опять же использование мегапиксельных обзорных и поворотных камер всегда будет подвигать этот барьер вперед. Конечно, данная система имеет и недостатки. Во-первых, как было сказано, не все поворотные камеры совместимы, и не все они являются достаточно быстрыми для слежения за объектами, движущимися с большой угловой скоростью. Во-вторых, система увеличивается в цене (впрочем, плата того стоит - как и любое увеличение функциональности, повышающее безопасность объекта или вашего предприятия). В-третьих, система требует калибровки - задание соответствия координат обзорной и поворотной камер (хотя здесь есть положительные сдвиги - для некоторых камер требуется задать всего 9 точек привязки координат, а остальные система рассчитает сама).

Можно отметить, в каком направлении стоит ожидать развития технологии ручного и автоматического управления:

Конечно, не стоит уповать полностью на возможности детекторов. Не стоит экономить на видеокамерах, рассчитывая, что детектор справится и с шумами, и с изображением низкого разрешения. Общее правило для любой системы безопасности - система будет настолько плоха, насколько плох самый мелкий ее компонент. Дешевый объектив, поставленный на дорогую камеру, кабель с низкокачественным разъемом или любой другой компонент могут свести все ваши затраты на нет.

Глоссарий

Speed Dome - скоростная купольная поворотная камера. Скоростная по сравнению с обычными поворотными механизмами. Купольная, так как более 90% таких камер имеют исполнение в виде цилиндра с куполообразным оптически прозрачным кожухом, защищающим оптику и механизм от пыли и влаги. Speed Dome-камеры называют еще и интегрированными, подразумевая, что в один корпус собраны все необходимые компоненты: собственно видеокамера, оптика, двухкоординатный механизм и приемник телеметрии.

Preset - способность Speed Dome с максимально доступной скоростью устанавливаться в заранее запрограммированное положение. Различные модификации могут запоминать от 32 до 256 пресетов.

Туры (Tour, или Touring) - способность PTZ-ви-деокамеры выполнять ряд команд, например последовательность пресетов. Расширенный вариант предполагает запоминание камерой ваших действий с последующим циклическим исполнением. Протокол - набор команд для управления поворотными камерами, использующими приемник телеметрии. Обычно крупные производители используют свой собственный протокол, однако обязательно интегрируют еще и дополнительные типа Pelco, ставшего стандартом де-факто в связи с открытостью политики производителя. Небольшие производители используют только подобные открытые протоколы и реализуют (в зависимости от своей лени или возможностей камеры) только часть команд. PTZ - сокращение от английского Pan, Tilt и Zoom, соответственно вращение по горизонтали, вертикали и управление объективом. PTZ-ка-мера - соответственно интегрированная камера с поворотным механизмом и zoom-объективом.

Качественное изображение - решающий фактор в работе современной системы видеоконференцсвязи. Широкие каналы передачи данных, инновационные алгоритмы сжатия видео, мощные серверы - эффективность всех этих дорогостоящих подсистем может быть сведена на нет по причине неправильно подобранной камеры ВКС. Ее стоимость в контексте всего решения, в общем-то, несущественна и это как раз тот случай, когда небольшая экономия может обернуться полным разочарованием от системы в целом. Благо, сегодня рынок предлагает множество моделей - выбрать есть из чего. Но, какой тип решения предпочесть? Как показывает практика и анализ многих проектов построения систем видеоконференцсвязи, оптимальным подходом является использование цифровой PTZ-камеры.

PTZ и альтернативы

Описание основных преимуществ PTZ-камеры содержится уже в самой расшифровке ее названия - Pan-Tilt-Zoom можно перевести как дистанционное управление горизонтальным и вертикальным позиционированием, а также приближением (поэтому PTZ-устройство часто еще называют «поворотная камера»). Такой подход необходим для эффективного отображения участников видеоконференции в переговорных комнатах и конференц-залах, поскольку надо иметь возможность не только показывать общий план или крупно лицо говорящего, но и автоматически корректировать фокусировку при перемещении докладчика по залу. Ведь главное преимущество качественной системы ВКС и состоит в том, чтобы дать возможность людям чувствовать себя так же естественно, как и в условиях обычного общения.

Конечно PTZ является не единственным вариантом решения подобной задачи есть и другие, но все они имеют те или иные недостатки, которые не позволяют рекомендовать их в качестве оптимальных именно для условий ВКС. Разберем подробнее.

Самым грубым подходом является использование системы из нескольких камер (часто фиксированных или с ручным позиционированием), установленных в разных точках зала - для каждого человека или группы. Этот метод представляется весьма проблематичным с точки зрения технической реализации, ведь каждую камеру нужно подключать к ПК или терминалу, что потребует дополнительных портов с картами захвата или внешних мультиплексоров. Соответственно, бюджет проекта увеличится пропорционально числу камер, но результат все равно будет не таким же эффектным как в случае использования поворотных моделей.

Еще один известный вариант - использование стационарной круговой камеры. В этом случае устройство устанавливается в центр стола, а изображение, с помощью специальных технологий сшивается в круговую панораму. Недостатки здесь также очевидны - значительные оптические аберрации, требующие специальных инструментов для компенсации, а также отсутствие контакта глаз между собеседниками (ведь люди смотрят обычно на экран, а не в камеру). Эти проблемы решаемы, но требуют дополнительных усилий или вложений. К примеру у компании Polycom есть решение Centro, оно устанавливается вместо стола переговоров и участники конференции усаживаются вокруг него. Идея интересная, но стоимость системы начинается от $50 тыс.

В числе новейших решений, которые позиционируются как альтернатива традиционным PTZ-моделям имеются камеры ультравысокого разрешения, оснащенные сенсорами 4K. Такие модели только начали выходить на рынок (их предлагают, например Cisco, Logitech) и они довольно сносно справляются с одной из главных задач камеры ВКС, которая заключается в обеспечении крупного плана лица докладчика. Достигается это путем выделения фрагмента изображения на сенсоре. Такой подход называется ePTZ (электронный PTZ). В числе главных недостатков - ограниченное поле действия (камера все же фиксированная), низкая светочувствительность по сравнению с оптикой PTZ-камер и достаточно высокая стоимость.

В итоге, самым эффективным и поэтому популярным решением остается использование традиционной PTZ-камеры с физическим приводом по осям для изменения поворота, наклона и приближения. Такая камера способна показывать как весь зал целиком, так и лица отдельных докладчиков к тому же обычно она устанавливается таким образом, что для говорящего естественно смотреть в сторону объектива.

Поворотные камеры для ВКС - технические нюансы

Отметим, что поворотные камеры применяются не только в ВКС. Похожая технология активно используется и в системах охранного видеонаблюдения (СВН), где PTZ IP-камеры очень популярны. Но не стоит ставить знак равенства между такими устройствами. Несмотря на схожесть подхода, технологии, используемые в камерах для видеоконференцсвязи и СВН, существенно отличаются, что связано с различиями в спектре решаемых задач.

Скорость передачи и качество видео. В случае IP-камеры для видеонаблюдения вполне допустима относительно низкая скорость кодирования видеосигнала - зачастую задержка, скажем, в пять секунд не является проблемой. В то же время для видеосвязи существенна и критична даже задержка в полсекунды. Поэтому модели для СВН могут позволить себе использование относительно медленных аналоговых или Ethernet-интерфейсов для передачи данных, а ВКС-камеры подключаются по гораздо более скоростным каналам USB 3.0 или HDMI (кстати, некоторые производители снабжают модели HDMI-разъемами собственной разработки, куда добавляют также и питание, чтобы к камере подсоединялся всего один кабель).

Различие также наблюдается и в таком параметре как количество кадров в секунду (FPS). У ВКС PTZ-камеры этот показатель обязательно должен поддерживаться на уровне 30-60 fps, чтобы изображение на экране выглядело натуральным и «живым». В то время как охранной IP-камере для выполнения большинства задач вполне достаточно и 5 fps. Обратите внимание - не важно, идет ли речь о PTZ HD-камере или же UltraHD-системе - если кадры обновляются реже, чем за 1/30 секунды, качество сеанса видеосвязи будет восприниматься как низкое, даже при высоком графическом разрешении.

Кроме того, любая PTZ-камера, оснащенная интерфейсом USB 3.0, снабжается встроенным аппаратным кодировщиком, что позволяет ей самостоятельно сжимать видеопоток, который транслируется в сеть. Такая функция значительно снижает нагрузку на терминал ВКС. Есть и более совершенные решения, например, камеры компании Logitech поддерживают возможность компрессии видео вообще без использования ЦП компьютера. Конечно, для того, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами новых технологий, они должны поддерживаться также на уровне ПО, используемого для организации ВКС. Хорошим выбором в данном случае будет TrueConf Terminal - к неоспоримым преимуществам данного программного продукта относится, не только широкая совместимость с новейшими моделями PTZ-камер, но и то, что он распространяется бесплатно.

Требования к освещенности. Работа в условиях низкой освещенности - еще один важный фактор. Камера для переговорной комнаты или конференц-зала должна четко передавать, различные мелочи: оттенок и тон кожи (люди ведь должны выглядеть на экране естественно, «как в жизни») при различных типах освещения. Требования для охранной камеры здесь гораздо мягче, ей достаточно передать четкое изображение объекта или обстановки без учета цветовых нюансов.

Особенности оптики. ВКС-камеры обычно снабжаются объективом с широким углом обзора для охвата как можно большего числа участников переговоров, а также для того, чтобы люди располагающиеся близко к камере попадали в поле зрения объектива, без необходимости приближения. Следствием этого фактора также является и специфика фокусного расстояния объектива - у камер для СВН фокус, обычно направлен «в бесконечность». В поворотных моделях для ВКС обычно подбирается такое фокусное расстояние, чтобы была возможность охватить диапазон в пределах от 1 до 10 метров. Этого вполне достаточно для отображения как впереди сидящих участников, так и тех, кто находится, скажем, в конце стола переговоров или на дальних рядах.

Время работы и возможности управления. Важной особенностью PTZ-камер для ВКС является наличие механизмов защиты от перегрева и выгорания, что позволяет им сохранять работоспособность на протяжении долгого срока, без риска выходя из строя. Ведь нередко переговорные комнаты бывают задействованы каждый день в течение всего рабочего времени.

Удаленное управление. Обычно PTZ IP-камеры управляются и настраиваются посредством веб-интерфейса, модели, предназначенные для ВКС должны контролироваться при помощи пульта управления. Соответственно, здесь необходима поддержка специальных протоколов UVC или VISCA/PELCO, работающих по интерфейсам RS 232/485. Это важно, в частности для решения задачи автонаведения и автотрекинга.

Скорость и надежность привода камеры. Этот параметр крайне важен, ведь PTZ-камера для ВКС должна наводиться быстро и точно, причем смена позиций может происходить много раз в течение короткого времени. Соответственно, привод, отвечающий за позиционирование устройства должен быть надежным, долговечным, быстрым и прецизионным (данные характеристики ощутимо превосходят те, которые допускаются в случае PTZ-камер для видеонаблюдения). Особенно важна высокая точность наведения при использовании приближения, поскольку в этом случае даже минимальное смещение камеры ощутимо повлияет на позиционирование человека в кадре.

Чтобы добиться требуемых параметров используется несколько основных технологий позиционирования:

Механическая система (сервоприводы вращают шестеренки в основе камеры). Классический, наиболее распространенный подход, недостатком которого является ощутимый звук при поворотах и часто недостаточно высокая точность;
Гибридная система. В этом случае камеры оснащаются механическим приводом и цифровым увеличением. Недостатки те же, что и в предыдущем случае;
Электронный PTZ (ePTZ) - это, по сути, симуляция физического процесса наведения камеры с очень высокой точностью позиционирования;
Магнитная технология. На сегодняшний день является и наиболее прогрессивной с технической точки зрения. В этом случае специальный магнитный привод позволяет направлять камеру бесшумно и с очень высокой точностью. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, поэтому PTZ-камеры с магнитным приводом используются только в самых дорогих ВКС-системах.

На практике, в большинстве случаев, оптимальным решением по соотношению цены и качества являются все же модели камер с механическим приводом.

Тип крепления. Этот параметр также важен. Современная камера для ВКС должна иметь возможность установки над любым типом экрана - будь то ЖК-телевизор или специальная видеопанель.

Если необходимо организовать систему видеоконференцсвязи для переговорной комнаты или большого зала, то оптимальным решением, несмотря на наличие альтернатив, здесь будет использование одной или нескольких PTZ-камер. К техническим особенностям таких устройств, делающих их незаменимыми в своем роде, относятся такие качества как:

Высокая скорость обработки и передачи видеосигнала - без искажений и задержек;
Разрешение FullHD (UltraHD в ближайшем будущем);
Наличие функции автонаведения, автотрекинга, сенсора глубины (чтобы отделять говорящего от фона) и т.д.;
Наличие высокоскоростных интерфейсов подключения (USB 3.0, HDMI);
Идеальная цветопередача даже в условиях низкой или меняющейся освещенности, а также качественное «живое» отображение картинки;
Специальные объективы, оптимизированные для работы в условиях; ограниченного пространства переговорных комнат и конференц-залов;
Особый высокоскоростной прецизионный привод позиционирования камеры;;
Длительное время непрерывной работы;
Специальный тип крепления;
Совместимость с современными (в т.ч. бесплатными) версиями ПО для ВКС.

Вместе с тем, как показывает практика, для получения идеальных характеристик видео лучшим вариантом будет использование не одной, а двух PTZ-камер одновременно, особенно, если речь идет о достаточно большом зале или значительном количестве участников.

Как не сломать PTZ-камеру.

PTZ-камера для видеоконференцсвязи - сложный и достаточно хрупкий механизм сломать который очень просто. При этом повреждение камеры вследствие неправильной эксплуатации не является гарантийным случаем у любого производителя! Но, если соблюдать все меры предосторожности, то устройство прослужит долгие годы и сохранит все ключевые характеристики. Итак, чего же не стоит делать с камерой, чтобы случайно ее не сломать механизм позиционирования и не вывести из ее строя:

Не берите камеру за объектив, если ее надо перенести;
Не стоит наклонять объектив руками - вверх более чем на 90° и вниз свыше 30°;
Во время работы или транспортировки камеры рекомендовано удерживать руками основание.

И, конечно же, перед началом эксплуатации стоит внимательно изучить инструкцию к устройству. Как ни странно, следование именно этому, вполне очевидному совету, спасает от большинства неприятностей в процессе пользования любым устройством - и PTZ-камеры не исключение.

Современные системы видеонаблюдения играют очень важную роль в обеспечении безопасности любых объектов. Поэтому специалисты уделяют повышенное внимание качеству оборудования и его настройке. Одна из основных проблем видеонаблюдения – это наличие так называемых «слепых зон» (участков территории, не попадающих в угол обзора установленной камеры).

Этот вопрос обычно решают установкой большого числа видеокамер, с предварительным анализом объекта и изучением его планировки. Но увеличение числа камер – это не только сложность настройки и повышение стоимости системы видеонаблюдения в целом, но и затрудненный анализ видеозаписи. Поэтому все чаще предпочтение отдается управляемым камерам видеонаблюдения.

Современные модели позволяют оперативно менять угол обзора видеокамеры (изменяется фокусное расстояние объектива и угол поворота). Некоторые камеры оснащаются вариофокальными объективами, предполагающими изменение фокусного расстояния вручную, что не всегда удобно. Поэтому оптимальный выбор – оборудование с трансфокатором (устройство позволяет дистанционно менять масштаб контролируемого изображения).

Дополнительно камеры оснащаются поворотными устройствами с дистанционным управлением (угол поворота может варьироваться в зависимости от модели). Выбор возможного угла поворота зависит от типа камеры и места ее установки. Так, если оборудование устанавливается на фасад здания, наличие функции поворота в 360° необязательно.

Конечно, управляемые системы наблюдения стоят дороже, требуют прокладки дополнительных коммуникаций, специального оборудования и программного обеспечения. Но в итоге, преимущества подобных моделей полностью перекрывают затраты, при этом конечная стоимость системы часто оказывается ниже, чем аналогичной по функциональности, но со статичными камерами.

УПРАВЛЕНИЕ КАМЕРАМИ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

С распространением систем видеонаблюдения передающих изображение посредством сети интернет, стал актуальным вопрос управления камерами без использования дополнительных коммуникаций. В итоге производители начали выпускать модели с функцией удаленного управления через интернет.

Учитывая специфику подобного оборудования (недостаточная защищенность от внешних факторов), подобные решения получили распространение в комплектах домашнего видеонаблюдения, а также часто используются в частных системах безопасности.

Теоретически, управлять видеокамерой через интернет очень просто. Достаточно разработать систему управления, которая будет реагировать на команды, отправляемые с компьютера или другого оборудования подключаемого к интернету. На практике это реализуется несколькими способами.

Самые простые системы предполагают управление элементарными функциями – включение и выключение, просмотр и запись изображения. Для этого используется веб-интерфейс. Большинство производителей поставляют интернет-камеры в комплекте с программным обеспечением. Пользователю достаточно установить его на компьютер.

С популяризацией смартфонов и широким распространением высокоскоростного беспроводного интернета, специальное ПО также разрабатывается для мобильных устройств, работающих на Android или iOS. Таким образом, пользователь получает возможность просмотреть изображение в любой точке мира (при условии доступа к сети).

Более сложное оборудование – это IP камеры с трансфокальными объективами и возможностью смены угла поворота по горизонтали и вертикали. Самое распространенное решение – купольные IP камеры. Конструктивные особенности подобных моделей обуславливают ряд преимуществ:

неограниченные углы обзора;
простой монтаж;
улучшенная защита от внешнего воздействия;
незаметность.

Для системы видеонаблюдения управляемого через интернет, самый актуальный вопрос – это наличие адаптированного софта. Каждый производитель разрабатывает собственное ПО, с учетом особенностей оборудования. Также существуют универсальные решения, но их настройка более сложная.

ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ КАМЕРАМИ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Дистанционное управление видеонаблюдением – это возможность в несколько раз повысить эффективность всей системы безопасности. Для популярных систем на основе аналогового оборудования используют специальные пульты управления, позволяющие изменять настройки, как самой камеры, так и видеорегистратора. Популярностью пользуются пульты дистанционного управления OSD меню видеокамер, а также оборудованием для изменения угла обзора.

Поворотные аналоговые камеры обычно управляются через проводные коммуникации, которые прокладываются параллельно с сигнальными линиями. Поэтому, установка управляемых камер вместо статичных аналогов, требует дополнительных расходов на новые коммуникации.

Дистанционное управление – оптимальный вариант для прямого видеонаблюдения. Оператор может своевременно среагировать на изменение ситуации, изменив угол поворота или фокусное расстояние. Также можно комбинировать работу камеры, меняя угол обзора, одно и то же оборудование можно использовать как для контроля прилегающей территории, так и для идентификации личности.

Пульты дистанционного управления различаются в зависимости от функциональности, обусловленной техническими характеристиками камер. Выпускаются специализированные модели пультов ДУ для оборудования определенного производителя и стандартизированные решения. Но последний вариант обычно сложнее в настройке. Для удобного управления пульт оборудуют джойстиком, который позволяет плавно менять угол поворота и фокусное расстояние.

Учитывая высокую стоимость управляемых камер и дополнительного оборудования, подобное решение актуально для профессиональных систем безопасности, где более простые варианты неприемлемы.

УПРАВЛЕНИЕ ВИДЕОКАМЕРАМИ PTZ

PTZ камеры (Pan-tilt-zoom) – наиболее совершенное с технической точки зрения оборудование, которое управляется посредством систем автоматизации. Роботизированное управление позволяет реализовать функцию автоматического слежения, для этого используется встроенное в прошивку программное обеспечение.

PTZ камеры оснащаются встроенным оптическим трансфокатором и электромеханическим приводом для изменения угла поворота и наклона.

Для управления подобным оборудованием используются специальные дистанционные пульты, либо специализированный веб-интерфейс. Последний вариант получил распространение в домашних системах видеонаблюдения, и в несколько раз повышает уровень безопасности частного жилья.

Управление также различается в зависимости от типа оборудования. Для аналоговых и проводных IP камер используют пульты, подключаемые через коммуникационные кабели. В последнее время набирают популярность беспроводные решения. Производители выпускают универсальные пульты управления, совместимые с различными моделями PTZ камер видеонаблюдения.

Удобный пульт управления позволяет:

управлять в ручном режиме скоростью движения, трансфокатором, электромеханическим поворотным приводом;
программировать пресеты (сохраненный набор настроек) и изменять их в режиме реального времени;
устанавливать маршруты автопатрулирования;
получать удаленный доступ к OSD меню .

Отдельного внимания заслуживает функция автопатрулирования. Современные PTZ камеры могут работать в автономном режиме, изменяя угол обзора в зависимости от заданной программы. Новые цифровые системы видеонаблюдения оснащаются функцией интеллектуального слежения (камера сама выбирает объект согласно заданному алгоритму и следит за его передвижением).

Также осуществляется автоматическое переключение между поворотными и обзорными камерами, что гарантирует отсутствие «слепых зон». Единственный недостаток такого оборудования – высокая стоимость, поэтому они пока востребованы только в профессиональных системах безопасности.

Управляемые видеокамеры – это удобное и практичное решения для любого типа видеонаблюдения. И если в профессиональных системах используют комбинации из различного оборудования (обзорные, управляемые камеры в комбинации с датчиками движения), то для домашнего видеонаблюдения вполне достаточно приобрести комплект с удобным управлением через интернет.

* * *