Главная » Статьи » Видеонаблюдение

Время гигантов. Есть ли перспективы у гигапиксельных камер?

Откуда вообще взялась тема наращивания мегапикселов? Во времена, когда технологии производства КМОП- и ПЗС-матриц ещё не успели распространиться за пределы нескольких компаний-пионеров, это было предметом реальной гонки. Новости о достижении трёх-, пяти- или двенадцатимегапиксельного порога проникали даже в сводки теленовостей. Однако в момент, когда первые мегапиксельные камеры уже набрали определённый опыт эксплуатации, в общем позитивная картинка начала блёкнуть. Во-первых, критически важной оказалась оптика, поскольку производители линз по-прежнему ориентировались на камеры обычного разрешения. Во-вторых, далеко не на всяком объекте IT-инфраструктура способна адекватно выдержать формируемые мегапиксельными камерами потоки данных. В-третьих, прогрессивные и инновационные схемы применения камер — например, одновременный просмотр полного изображения и зумирование его части и т.п. — чаще всего не выходили за пределы тренинговых центров и демонстрационных инсталляций. Инертность и лень операторского персонала взяли своё, сведя на нет все прелести мультимегапиксельных решений.

А как же видеоаналитика, спросите вы? Наверняка появились новые мощные средства автоматического анализа картинки, рассчитанные на высокую детализацию изображений — определители объектов, поведения, коллизий и т.п.? К сожалению, от массового внедрения такие технологии пока ещё далеки. Иногда поставщикам аналитики удаётся уговорить заказчика установить на своём объекте специально приспособленные средства — скажем, счётчик чемоданов на ленте транспортёра. Это подаётся как технологический прорыв, однако в конце движущейся ленты «на всякий случай» стоит унылый сотруд­ник с шариковой ручкой и блокнотом. Заказчик должен быть морально и организационно подготовлен к внедрению новейших технологий. Однако маркетинговое давление направлено не на просвещение и продвижение новых технологий, а на как можно скорейшее приобретение «всё более мегапиксельных» камер. Совсем как это происходит сегодня в области бытовой компьютерной техники: в наших ноутбуках сменяют друг друга двух-, четырёх- и восьмиядерные процессоры, которые в равной степени пригодны для игры в танки и чтения замечательного веб-ресурса www.secnews.ru.

Время гигантов. Есть ли перспективы у гигапиксельных камер?

Топ-модели: к физическому пределу

Главным тормозом в гонке одноматричных камер стало уменьшение размеров светочувствительных элементов. Поскольку физические размеры матриц принципиально ограничены приемлемыми габаритами кожухов, следствием повышения разрешения матриц является минимизация самих светочувствительных элементов. При сохранении физического принципа накопления зарядов в сенсоре, количество света, попадающего на каждый отдельный пиксел, будет падать по мере уменьшения физических размеров светочувствительной ячейки. Если в обычных условиях освещения этим можно пренебречь, то при недостаточной освещённости сцены проблема становится весьма существенной. Учитывая собственный электрический шум матрицы и разброс характеристик чувствительности по элементам, контрастность изображения в таких условиях будет иметь тенденцию к снижению. Если попробовать повысить контрастность за счёт применения тех или иных ухищрений, к примеру, путём накопления зарядов — получим проблемы с отображением движущихся объектов, что в условиях несения камерами охранной службы крайне нежелательно.

Технологии изготовления матриц на сегодня окончательно «устаканились» и стандартизовались. Победили, как и ожидалось, КМОП и ПЗС, имеющие свои преимущества и недостатки. Общим для этих типов матриц является их существенное удорожание по мере роста площади матриц. В принципе, удорожание это вполне прогнозируемо, и в отдельных случаях использование крупноразмерных матриц может оказаться оправданным. А вот с минимизацией светочувствительных элементов нас поджидает неприятный сюрприз, описанный в предыдущем абзаце. Судя по всему, дальнейшая минимизация сенсорных элементов на данный момент уже не считается целесообразной. Тем не менее, ведущие производители одночиповых мультимегапиксельных камер добрались каждый до своего предела и не без оснований настаивают на том, что именно их продукт является верхом совершенства.

Одночиповый динозавр

На сегодняшний день компания Avigilon держит мировой рекорд по количеству рабочих пикселов в одноматричной IP-камере. То, что в Avigilon решили «допрыгнуть» до 29-мегапиксельного показателя, некоторые эксперты напрямую связывают с удачной рекламной кампанией Arecont Vision, представившей рынку свою 20-мегапиксельную панорамную камеру (кстати, мультисенсорную). На деле камера Avigilon представляет собой «доупакованную» до 29 миллионов пикселов прежнюю топ-модель — 16-мегапиксельную. Практически все основные технические характеристики (кроме, естественно, разрешения на выходе) идентичны: те же 35-миллиметровые сенсоры, те же наборы штатных объективов, идентичные настройки разрешений в цвете и монохроме. Вырвавшись вперёд по разрешению, камера потеряла в скорости записи, сниженной на треть по сравнению со значением для 16-мегапиксельной (до двух кадров в секунду).

Мощнейшая из одночиповых IP-камер - модель Avigilon 29 MP JPEG2000 HD Pro
Мощнейшая из одночиповых IP-камер — модель Avigilon 29 MP JPEG2000 HD Pro

Камера использует вейвлет-кодек JPEG2000, поддержка «модного» H.264 не предусмотрена. При передаче по сети полноэкранного изображения при штатной скорости записи 29-мегапиксельная камера занимает полосу пропускания порядка 20-25 мегабит в секунду. Управление устройством возможно лишь с применением «родного» программного обеспечения, информации о каких-либо возможностях интеграции с другими системами на момент написания этого материала не было. Специалисты считают, что предыдущая, 16-мегапиксельная модель, выпущенная в 2007 году, была реальным прорывом, а новинка представляет собой лишь ответ на маркетинговое давление, вызванное искусственно созданной гонкой «Кто больше?»

Самое интересное, что, вырвавшись вперёд по формальным показателям мегапиксельной гонки, Avigilon не смогли опередить конкурирующую модель Arecont по остальным параметрам: калифорнийские камеры были существенно дешевле и поддерживались весьма внушительным перечнем оборудования сторонних производителей. К тому же Arecont Vision строго придерживается курса на разгрузку пропускной способности сетей, и в большинстве камер предусмотрено использование кодека Н.264. Единственная досадная особенность — фиксированное фокусное расстояние объектива, которое накладывало ограничения на физическое размещение камеры относительно сцены наблюдения.

Сканирующая система

Компания IpConfigure чуть более года назад вывела на рынок свою систему GWAS (Gigapixel Wide Area Surveillance, гигапиксельная система наблюдения для больших территорий). Принцип действия системы — сканирование территории с одновременным захватом изображений при помощи высококачественной камеры и (опционально) тепловизора, расположенных на прецизионной поворотной платформе. Система предназначалась для объектов, где до сей поры было принципиально невозможно использовать видеонаблюдение высокой чёткости, а также для усиления существующих систем.

Использованная в системе камера разрешением опять-таки 29 мегапикселов формирует совокупные изображения общим разрешением до нескольких миллиардов пикселов. Сканирование проводится как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Чтобы справиться со столь интенсивным потоком графических данных, требующих «сшивания» в единую картинку, потребовалось создание уникальной управляющей системы и специализированного пользовательского интерфейса.

Система GWAS от IpConfigure — камера с механическим сканированием сцены наблюдения
Система GWAS от IpConfigure — камера с механическим сканированием сцены наблюдения
Система GWAS от IpConfigure — камера с механическим сканированием сцены наблюдения



Источник: http://www.secnews.ru/articles/17951.htm
Категория: Видеонаблюдение | Добавил: Rustopp (2013-03-02)
Просмотров: 1460 | Теги: JPEG2000, восьмиядерные процессоры, мегапиксельные камеры, видеоаналитика | Рейтинг: 0.0/0