Революционные тенденции и технологии в области видеонаблюдения в 2015 году и далее

Три следующие тенденции способны кардинально поменять ситуацию на рынке видеонаблюдения: cетевое видеонаблюдение как сервис становится все более популярным для размещения и архивирования видеосъемки с камер в облачных хранилищах; аналитика получает широкое применение для извлечения ценных данных из колоссальных объемов собранной структурированной и неструктурированной информации; технологии адаптивного сжатия H.264 и H.265 позволяют сократить избыточные видеоданные, чтобы с высокой эффективностью передавать видео по сети и хранить на дисках компьютера.

На протяжении всего 2014 года Интернет вещей оставался актуальной темой для производителей самой разной продукции — от «умных» автомобилей до интеллектуальной бытовой техники, например холодильников с подключением к Интернету. В результате сегодня все больше потребителей знают о преимуществах подключения к Интернету — об этом же должны быть осведомлены специалисты по безопасности и владельцы компаний, которые стремятся сделать свой бизнес более защищенным.

Как и предсказывалось, новый стандарт высокой четкости 4K Ultra HD продолжает привлекать всеобщее внимание и является следующим шагом в достижении большей детализации изображения и максимально широкого охвата камеры. Полномасштабное внедрение разрешения 4K для видеонаблюдения ожидается в 2015-м и в последующие годы.

Качество изображения остается важнейшим фактором, и пока все обсуждают разрешение 4K, реальная задача состоит в том, чтобы оптимизировать это качество для конкретных целей видеонаблюдения даже при самом слабом освещении и в сложных условиях. Соответствующие инновационные технологии станут ключевыми в развитии отрасли.

Однако с улучшением качества изображения усложняется управление ресурсами, необходимыми для видеонаблюдения. Например, зачастую оказывается, что не хватает ни пропускной способности сети, ни объема памяти, а значит, появляется потребность в использовании более эффективных методов сжатия.

ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ КАК СЕРВИС И ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

Видеонаблюдение как сервис (VSaaS) становится привлекательным для размещения и архивирования видеозаписей в облачных хранилищах данных. Системы видеонаблюдения, установленные в торговых центрах, парках, банках, аэропортах, на общественном транспорте, помогают эффективно предотвращать и расследовать правонарушения. Активный рост спроса на системы видеонаблюдения в целом ряде областей обусловлен тем, что вопросы безопасности и охраны правопорядка становятся все более важными.

По оценкам аналитической компании Transparency Market Research, объем мирового рынка видеонаблюдения и VSaaS к 2019 году достигнет 42,81 млрд долларов при совокупном среднегодовом темпе роста 19,1% (за период с 2013 по 2019 год). Если же говорить о конкретных сегментах, то для рынка IP-видеонаблюдения прогнозируется более быстрое развитие — 24,2%.

Объем рынка аппаратных средств был оценен в 9,49 млрд долларов по состоянию на 2012 год, а с 2013 по 2019 год его среднегодовой рост составит 17,3%. К числу таких средств относятся аналоговые и IP-камеры видеонаблюдения, видеорегистраторы, устройства хранения данных, видеокодеры и мониторы. В 2012 году по объему продаж лидировал сегмент видеорегистраторов и устройств хранения данных (37%), а камеры видеонаблюдения занимали второе место (32%). Однако ожидается, что в предстоящие годы по мере все большего перехода на облачное хранение данных (VSaaS) доля систем хранения будет снижаться. В свою очередь, согласно прогнозу, к 2019 году из-за роста популярности сетевых камер видеонаблюдения, обеспечивающих лучшее качество и оснащенных встроенными записывающими устройствами, сегмент камер видеонаблюдения может достигнуть 46%.

На протяжении нескольких лет термин «облачные вычисления» был модным среди специалистов в ИТ-сфере, но новая эра уже на пороге. Идет ли речь о публичных облачных средах, предоставляющих серверные ресурсы для совместного пользования, или о частных облаках, где хранятся только ваши данные и приложения, — облачные технологии дают три значительных преимущества — избыточность, масштабируемость и перенос затрат с капитальных вложений на текущие операционные расходы.

В зависимости от того, где размещается облако (на хостинговом ресурсе или во внутренней системе), дополнительным преимуществом может быть передача регулярного технического обслуживания (апгрейды, установка обновлений и исправлений) третьим лицам.

Масштабируемость не сводится только к увеличению количества камер. Она обеспечивает доступ к большей вычислительной мощности и необходимым ресурсам хранения, если, например, потребуется увеличить разрешение или частоту кадров. К примеру, чтобы провести анализ собранных видеоданных для исследования закономерностей дорожного движения, можно получить быстрый доступ к вычислительной мощности и оплачивать ее по мере использования.

В особо ответственных инфраструктурных приложениях могут применяться более эффективные аналитические средства, работающие на периферии системы. Например, дополнительные вычислительные мощности можно использовать для хранения полумиллиона автомобильных номеров и фиксации номерных знаков автомобилей, движущихся со скоростью 40 км/ч.

Другой интересный аспект технологии VSaaS заключается в том, что у пользователей появляется возможность добавить к системе видеонаблюдения дополнительные сервисы, такие как функции охраны или сервис дистанционного мониторинга.

АНАЛИТИКА, БИЗНЕС-АНАЛИТИКА И БОЛЬШИЕ ДАННЫЕ

Как ожидается, начиная с 2015 года технологии для выполнения аналитических задач получат распространение и станут широко применяться в отрасли видеонаблюдения — для извлечения ценных данных из колоссальных объемов собранной структурированной и неструктурированной информации (так называемые Большие Данные).

Благодаря способности сетевых камер обеспечивать видеосъемку с высоким разрешением и передавать видео из любой точки в любое время суток, службы охраны получают сегодня больше информации из большего количества источников. Поскольку она включает в себя и неструктурированные данные, такие как фотографии и видео, организациям нужны интеллектуальные приложения, которые помогли бы категоризировать и интерпретировать ее, чтобы превратить в пригодные для практического применения знания.

В кризисной ситуации «три V» Больших Данных — объем (Volume), скорость (Velocity) и разнообразие (Variety) — позволят предоставить нужные сведения в нужное время. Опираясь на большие объемы фактической информации: данные видеонаблюдения, физического контроля доступа и сведения о киберактивности — и выстраивая между ними содержательные взаимосвязи, можно сократить расходы за счет выявления наиболее релевантной информации. И здесь решающую роль играет IP-революция, превращающая камеру видеонаблюдения из инструмента расследования, предназначенного для устранения проблем после инцидентов, в существенно важную часть цепочки средств предупреждения происшествий.

Видеоизображения, дополненные аналитическими вычислительными средствами, можно использовать, например, для определения закономерностей перемещения посетителей в торговом центре и продолжительности рассматривания ими тех или иных витрин или для выявления участков, где возникают заторы. Объединив эти сведения с полученными из других источников структурированных и неструктурированных данных, таких как расписание движения транспорта, списки рекламных акций, данные о ценах конкурентов и информация из социальных медиа, квалифицированный специалист по анализу данных может выявить закономерности и соотношения, о которых руководители предприятий зачастую даже не подозревают. А это может стать серьезным конкурентным преимуществом.

Будущее качества изображения перестает быть туманным

По очевидным причинам качество изображения в охранном видеонаблюдении не следует путать с качеством уровня 4K или HD в художественной фотосъемке или индустрии развлечений. Так, например, способность зафиксировать четкое изображение в условиях крайне слабого освещения является критически важным показателем для сохранения должного контроля за происходящим на улицах города. Превосходное качество изображения обеспечивается средствами шумоподавления (за последний год их эффективность резко возросла) в сочетании с высокой светочувствительностью видеодатчиков камер.

Традиционная камера без поддержки технологии широкого динамического диапазона

 

Камера с поддержкой технологии широкого динамического диапазона

 

Современные сетевые камеры позволяют увидеть детальное цветное изображение в темное время суток. Самой сложной задачей является сохранение цветопередачи в условиях видеосъемки без искусственного освещения. Благодаря новейшим светочувствительным видеодатчикам хорошая сетевая система видеонаблюдения способна передавать такое изображение.

Еще одним эффективным способом повышения качества изображения в полной темноте служит инфракрасная (ИК) подсветка. При слишком узком секторе подсветки посередине появится так называемая белая мгла или блики, а отдельные участки будут освещаться некорректно. С другой стороны, при освещении слишком широкой зоны оказываются хорошо видны и посторонние объекты, а дальность наблюдения сокращается. В зависимости от модели устройства зона охвата инфракрасной подсветкой может превышать 40 м при малом уровне энергопотребления (электропитание подается стандартными средствами Power over Ethernet). Это оценят организации, заботящиеся о снижении энергозатрат по соображениям как экономии, так и влияния на экологию.

Например, после регулировки сектора обзора камеры, оснащенной дистанционным управлением зумом и оптимизированной инфракрасной подсветкой, угол подсветки автоматически подстраивается под уровень масштабирования изображения. Угол подсветки следует за фокусировкой камеры так, чтобы на изображение в фокусе падало максимальное количество света. Еще одна возможность автоматической подстройки новейшей технологии оптимизированной инфракрасной подсветки наглядно проявляется, когда объект наблюдения находится на значительном расстоянии от камеры в освещенном секторе обзора. По мере приближения объекта к камере экспозиция автоматически меняется. Объект, приблизившийся к камере, становится хорошо освещенным, но без переэкспозиции.

Технология широкого динамического диапазона (WDR) справляется с различными условиями освещения. Обычная камера не способна дать четкое изображение затененных объектов там, где есть как очень светлые, так и затененные участки или свет падает сзади, — например, если человек стоит на фоне ярко освещенного окна. Технология WDR обеспечивает превосходную видимость и хорошо освещенных, и затемненных объектов, находящихся в секторе обзора.

Изменение параметров экспозиции по мере приближения объекта к камере с оптимизированной инфракрасной подсветкой

 

Еще одну функцию технологии WDR — захват изображения для нужд криминалистической экспертизы — многие считают ключевой с точки зрения обеспечения качества изображения в темноте, поскольку она оптимизирует видеосъемку в интересах криминалистической экспертизы, предельно повышая детализацию как в затененных, так и в ярко освещенных областях сектора обзора. Долгие годы научных исследований и проектно-конструкторских разработок принесли свои плоды — теперь пользователи могут воспользоваться преимуществами современных алгоритмов сжатия видеоданных для оптимизации качества изображения, включая возможность плавного перехода с технологии WDR на съемку в условиях слабого освещения и наоборот.

Все эти достижения представляют собой знаменательные вехи на пути к безупречному качеству изображения даже в условиях полной темноты.

СЖАТИЕ ВИДЕО И ПОТРЕБЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

Технологии сжатия видео сокращают объем видеоданных и удаляют лишнюю видеоинформацию, что дает возможность эффективно передавать цифровые видеофайлы по сети и хранить их на дисках компьютеров. Эти технологии позволяют существенно сократить объем файлов без ущерба для качества изображения, которое, однако, может пострадать, если попытаться еще сильнее уменьшить размер файла, увеличив допустимый коэффициент сжатия.

Существует несколько стандартов сжатия видео, в том числе Motion JPEG, MPEG-4 Part 2 (или просто MPEG-4) и H.264. Последний представляет собой самый современный и эффективный метод сжатия видео, ставший фактическим стандартом для многих отраслей, включая видеонаблюдение и индустрию развлечений.

В то же время постоянное улучшение параметров разрешения изображения и светочувствительности камер ведет к увеличению объема выходных видеоданных, требуя наращивания эффективности их сжатия. Производителям систем видеонаблюдения приходится уравновешивать высокое разрешение камер совершенствованием алгоритмов сжатия H.264, чтобы затраты на пропускную способность сети и накопители данных не выходили за разумные рамки. Для достижения лучших результатов необходимо сочетать усилия по работе над снижением уровня шума и уменьшением скорости передачи, с одной стороны, и по исследованиям новых технологий кодирования видео, с другой.

Помимо совершенствования H.264, интересной и перспективной технологией является стандарт H.265, активный интерес к которому уже проявляет вещательная индустрия. При надлежащих условиях стандарт H.265 позволяет значительно (до 50%) сократить потребность в пропускной способности и ресурсах хранения данных. Ожидается, что в отрасли безопасности эта технология появится уже в ближайшие несколько лет. Скорее всего, сначала она будет реализована в камерах старшего класса с высоким разрешением. Можно смело утверждать, что стандарты H.264 и H.265 будут довольно долго существовать параллельно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В конечном счете повышение качества изображения и видео, например переход к разрешению 4K, должно быть поддержано соответствующими внутренними технологиями, которые позволят организациям извлечь максимальную пользу от использования данных. Последние, в свою очередь, могут стать источником полезных идей не только в области безопасности, но и для повышения эффективности и получения преимуществ в бизнесе. Это необходимо учитывать всем, кто заинтересован во внедрении передовых решений в сфере видеонаблюдения.

Дмитрий Стрельцов — директор по продажам, Axis Communications в России и СНГ.