Системы видеонаблюдения и охраны на web-камерах
Использование web-камер для видеонаблюдения
Рынок современных систем видеонаблюдения и охраны переживает сегодня бурный рост, связанный с повышением интереса к безопасности бизнеса и жилища. Конечно, профессиональные системы должны проектироваться под конкретную задачу с привлечением специалистов, причем при сопоставимой эффективности стоимость похожих проектов по организации видеонаблюдения может различаться в несколько раз из-за разницы в цене на различное оборудование.
Строго говоря, системы охранного телевидения — понятие регламентированное, и требования к нему задаются госстандартом (ГОСТ Р 51558-2000). Этому ГОСТу должны отвечать все подобные системы, монтируемые на государственных и коммерческих объектах, подлежащих приемке госкомиссией. Требования стандарта довольно жесткие, но на практике, как правило, обходятся более простыми и дешевыми решениями, а следовательно, формально не соответствующими данному ГОСТу.
При охране частного жилища тем более необязательно опираться на госстандарты, поскольку никакой сдачи государственным комиссиям не предполагается. Впрочем, и большинство предприятий, называя это не охранной системой, а системой видеонаблюдения, уходят от жестких требований при решении задач в рамках ограниченного бюджета. Кстати, помимо функции видеонаблюдения охранная система обычно включает средства видеозаписи, которые фиксируют события на аналоговую или цифровую аппаратуру, — для компьютерных систем видеонаблюдения можно организовать циклическую запись на жесткий диск.
Такие записи анализируются в случае чрезвычайного происшествия. Причем многие современные системы в целях экономии дискового пространства или ленты поддерживают функцию активной записи: магнитофоны или цифровые видеорегистраторы включаются лишь в те моменты, когда с камеры или с датчика движения поступает сигнал об изменении картинки или оповещение о тревоге.
По мнению профессионалов, занимающихся установкой охранных систем, в последние годы наблюдается повсеместный переход на цифровые системы видеонаблюдения, включая и охранные комплексы.
Причинами роста популярности цифровых систем является наличие у них высокоскоростных компьютерных интерфейсов (в том числе и беспроводных) для передачи видео, а также высокая производительность, позволяющая реализовать одновременную высококачественную видеозапись на жесткие диски сразу с нескольких видеокамер.
Производительность современных компьютерных систем растет настолько быстро, что позволяет реализовать на относительно недорогой платформе профессиональные цифровые охранные системы. При этом стоимость таких систем невысока, так что их могут позволить себе даже небольшие компании.
Кроме того, цифровые системы видеонаблюдения имеют много преимуществ по сравнению с аналоговыми. В первую очередь это более удобная организация средств сбора и аналитической обработки информации. На жестком диске компьютера можно оперативно систематизировать записи по времени и по другим критериям регистрируемого события, а цифровые технологии позволяют не только самостоятельно выявлять подозрительные события и объекты, но и определенным образом на них реагировать (к примеру, подавать сигнал тревоги или звонить оператору). Цифровые системы видеонаблюдения также хорошо интегрируются со средствами дистанционного управления камерами (трансфокаторами и поворотными механизмами), программы управления имеют гибкие средства настройки, а графические интерфейсы позволяют операторам ориентироваться, например, по плану здания.
Однако использование цифровых систем видеонаблюдения имеет и свои недостатки. Так, цифровое сжатие видеопотока уменьшает детализацию картинки и на «цифре» труднее заметить следы монтажа и указать места «склеек». Поэтому, например, цифровые записи пока не принимаются в качестве доказательства на суде. Однако цифровые системы видеонаблюдения последнего поколения уже наступают аналоговым на пятки — появились такие цифровые решения, которые превосходят по качеству картинки традиционные аналоговые системы.
Кроме того, в последнее время широкое распространение получили интеллектуальные системы видеонаблюдения, работающие значительно надежнее традиционных датчиков движения, основанных на сравнении текущего кадра с предыдущим. Так, падающий лист за окном или выглянувшее из-за туч солнце уже не введут такую интеллектуальную систему в заблуждение. И, напротив, подобная система может подать сигнал тревоги, если движение остановилось или какой-то предмет долгое время остается неподвижным (например, остановленный конвейер на производстве или оставленная в метро сумка или чемодан, что позволит предотвратить теракт).
Использование web-камер для видеонаблюдения
Говорят, что с помощью web-камер, развешанных на улицах для забавы, удалось задержать нескольких преступников, причем некоторые из них давно были в розыске. А несколько лет тому назад в Интернете описывался курьезный случай, когда бразильской полиции удалось поймать банду вооруженных преступников благодаря наблюдению преступления из Уругвая по web-камере, установленной в комнате потерпевшей.
Однако применение web-камер в охранных системах — еще очень большая редкость, хотя сегодня в этой области наблюдается серьезный прогресс. Скажем, в 2004 году мы писали в журнале КомпьютерПресс: «Web-камеры редко используются в профессиональных охранных системах видеонаблюдения по нескольким причинам. Во-первых, для этого есть чисто технические препятствия, связанные с ограниченной длиной кабеля для проводной камеры и малой зоной удаления для беспроводной. Во-вторых, в настоящий момент существуют ограничения аппаратного характера на количество камер, которые можно одновременно подключить к одному и тому же персональному компьютеру. В-третьих, web-камеры имеют слишком низкое разрешение и, как следствие, малую скорость передачи видео с предельным разрешением (с максимально возможным разрешением 640x480 пикселов web-камера позволяет передавать через интерфейс USB 1.0 не более двух-трех кадров в секунду). В-четвертых, оптические характеристики web-камер существенно хуже, чем у камер, традиционно используемых в охранных комплексах, — web-камерам не хватает четкости и резкости. В-пятых, внутренняя логика автоматической адаптации камер к условиям освещенности существенно затрудняет их применение в профессиональных системах; к тому же у многих web-камер невозможно отключить автоматический режим работы. В-шестых, встраиваемые алгоритмы сжатого предоставления видеосигнала (большинство камер кодирует RGB-сигнал в YUV) недостаточны для компактного хранения данных» (Морозов Ю. Сделай web-камеру своим помощником, КомпьютерПресс. 2004. № 6).
Однако с тех пор появились модели с беспроводным интерфейсом (например, web-камера Linksys WVC200 может работать полностью в автономном режиме, используя только сетевое подключение Ethernet или Wi-Fi 802.11g); все проводные web-камеры перешли на высокоскоростной интерфейс USB 2.0, достаточный для передачи видео (проблему с длиной кабеля можно решить при помощи USB-хаба); снято ограничение на количество одновременно подключаемых видеокамер (как аппаратно, так и по производительности); существенно повысилось качество бытовых web-камер, причем как оптическое, так и электронное (например, Logitech QuickCam Ultra Vision оснащается 1,3-мегапиксельным сенсором, поддерживающим формат HD); в современных web-камерах применяются высококачественные алгоритмы сжатия с прогрессивной разверткой (например, все та же Linksys WVC200 может сжимать видео в MPEG-4 или MJPEG). Алгоритм MPEG использует межкадровое сжатие, при котором выделить нужный промежуточный кадр иногда бывает очень сложно, но MJPEG дает покадровое сжатие с высоким качеством каждого кадра и его прямой адресацией, так что идентификацию объекта на изображении теперь выполнить несложно.
Следовательно, современные web-камеры можно применять не только для общения в чатах и проведения видеоконференций, но и для выполнения более серьезных задач, к тому же программного обеспечения для систем видеонаблюдения и охраны создано уже немало, осталось только подключить камеры.
Беспроводные IP-камеры
Web-камера компании Linksys WVC200 дороже изделий от Logitech (ее стоимость составляет примерно 300 долл.), зато она является беспроводной и предназначена специально для систем наблюдения. Новинка может работать полностью в автономном режиме, используя только сетевое подключение (Ethernet или Wi-Fi 802.11g). WVC200 относится к бизнес-серии Linksys, и в ее комплектацию входит web-сервер. Таким образом, установив камеру в офисе или дома, вы получаете доступ к ней из Интернета посредством обычного браузера. Одновременно к WVC200 могут обращаться до десяти пользователей. Чтобы вы не запутались при наличии нескольких камер, каждая из них оснащена ЖК-дисплеем, отображающим IP-адрес устройства.
WVC200 оборудована микрофоном, поэтому у вас есть возможность не только видеть, что происходит у вас дома или в офисе, но и слышать. Камера имеет функции вертикального и горизонтального панорамирования и 2-кратного цифрового зума. Для сжатия видеопотока используются по выбору кодеки MPEG-4 или MJPEG. Кроме передачи по сети, информация может быть сохранена на внешний жесткий диск. Небезынтересной является и возможность отправки видеоклипов по электронной почте при обнаружении движения в поле камеры.
В принципе, сегодня уже сформировался большой класс так называемых сетевых IP-камер, которые получили широкое распространение на рынке оборудования для видеонаблюдения и охраны. Такие камеры имеют встроенный сетевой интерфейс (Ethernet) и собственный IP-адрес, к которому можно обращаться и наблюдать за происходящим из любой точки мира, где есть Интернет, или с любого компьютера локальной сети вашего предприятия, офиса или дома. IP-видеокамера подключается к локальной сети и работает самостоятельно, без компьютера. Такая камера оборудована всеми необходимыми средствами для передачи видео по локальной сети или в Интернет, при этом за счет использования аппаратного сжатия она обеспечивает достаточно высокое качество изображения и скорость отображения. Некоторые модели содержат встроенный детектор движения, e-mail и FTP-клиенты. Беспроводные модификации отличаются только тем, что оснащены каким-либо беспроводным интерфейсом. Удаленный доступ к изображению с видеокамеры осуществляется через окно стандартного web-браузера. Правда, для доступа к видеокамере из Интернета маршрутизатор необходимо сконфигурировать таким образом, чтобы он пропускал трафик, поступающий из локальной сети.
Однако подобные сетевые камеры стоят недешево, а потому такое решение многим может показаться неприемлемым. Ведь всегда можно купить дешевую web-камеру, подключить ее к портативному компьютеру (возможно, с беспроводным интерфейсом), установить специальное программное обеспечение и получить вполне сносную систему видеонаблюдения или, скорее, систему передачи видео по сети.
Тем не менее при повышенных требованиях автономности работы и управляемости IP-камеры по сети специализированным решениям трудно найти замену.
Впрочем, сегодня, благодаря появлению универсальных компьютерных решений, расширению их ассортимента и улучшению характеристик, снижаются цены и на модели сетевых IP-камер.
Программы для видеонаблюдения
На рынок выходят новые, усовершенствованные модели web-камер, и каждый пользователь может построить на их основе простую, но достаточно надежную охранную систему, которая будет, например, дистанционно следить за припаркованным под окнами автомобилем или выдавать предупредительный сигнал при обнаружении посторонних в охраняемой зоне (входная дверь, коридор, лестничный пролет и т.п.).
Такую задачу можно решить посредством алгоритмов детектирования наличия движения, для надежности сделав их нечувствительными к периодическому и хаотическому движению, к засветке и движению с малой или большой скоростью. Для решения этой задачи достаточно навести подсоединенную к персональному компьютеру камеру на нужный объект и запустить программу слежения — стандартную от данной web-камеры или от сторонних производителей.
Например, вышеупомянутая новинка от Logitech — QuickCam Ultra Vision (рекомендованная розничная цена — 149,99 евро) — комплектуется обновленным программным обеспечением Logitech QuickCam Software с простым и интуитивно понятным интерфейсом, с помощью которого можно настроить простейшие охранные функции. Кроме того, данное устройство обладает новой уникальной функцией, предназначенной для охранного видеонаблюдения: при открытии крышки объектива камера начинает передавать видеосигнал через любую программу обмена мгновенными сообщениями (Windows Live Messenger, Skype Video, Yahoo Messenger или AOL Instant Messenger).
Новинка от Logitech может похвастаться улучшенным качеством картинки, что достигается за счет наличия в объективе с маленьким коэффициентом светопропускания (f = 1,6) пяти линз большого размера, часть из которых выполнена из минерального стекла — это обеспечивает четкую и яркую видеосъемку. Кроме того, фирменная технология Logitech RightLight2 автоматически адаптирует настройки камеры к условиям освещения, а Logitech RightSound — отвечает за чистый звук. Как мы уже упоминали, QuickCam Ultra Vision оснащена 1,3-мегапиксельным сенсором, поддерживающим формат High Defenition (HD) и способным захватывать видео в широкоформатном режиме (с соотношением сторон экрана 16:9).
Стоит отметить, что модернизированы и другие модели web-камер линейки QuickCam. В них добавлены новые технологии и функции, предназначенные для упрощения видеокоммуникаций и улучшения их качества. Ключевые продукты линейки — web-камеры Logitech QuickCam Fusion, QuickCam Sphere и QuickCam Pro 5000 — теперь также поддерживают RightLight2 и способны записывать видео в формате HD.
Безусловно, базовая программа для web-камеры не может сравниться с профессиональной охранной системой, включающей еще с десяток различных датчиков. Но элементарные охранно-предупредительные функции и интеллектуальный анализ картинки она вполне способна выполнять. При этом заметим, что цифровая система с удаленной камерой неуязвима, поскольку ее работоспособность целиком зависит от работы персонального компьютера, который находится вне охраняемой зоны.
Интересно, что, по оценкам американских экспертов, около 70% потенциальных правонарушений пресекаются еще на стадии их планирования за счет демонстрации наличия охранной системы. Действительно, если преступники заметят высокий уровень охраны, то могут отказаться от первоначальных планов и переключиться на менее тщательно охраняемый объект.
GOTCHA! Multicam
Что касается универсальных программ для видеонаблюдения от сторонних производителей, то наиболее популярной из них (во всяком случае по числу упоминаний в Интернете) остается программа GOTCHA! Multicam (http://www.gotchanow.com/).
Она очень проста и доступна, но при этом позволяет подключать несколько видеокамер и активизировать их по желанию пользователя либо по началу движения в кадре, либо в случае прекращения всякого движения. Детектор движения — это программный модуль, предназначенный для обнаружения перемещающихся в поле зрения web-камеры объектов. Детектор определяет габариты объекта и скорость его движения. Его можно настроить на обнаружение перемещения объектов с предельной минимизацией ложных срабатываний и задавать гибкую логику обработки тревог (тревожная запись, интеграция с другим охранным оборудованием).
Несмотря на кажущуюся простоту, у этой программы есть все основные функции, присущие профессиональным охранным системам. Результаты работы с указанием времени съемки в кадре программа GOTCHA! Multicam записывает в файлы в своем формате mv2, которые потом проигрываются встроенным плеером.
go1984
Программа go1984 (http://www.go1984.com/) тоже является универсальной системой для работы с web-камерами и была разработана для видеонаблюдения и регистрации данных. В утилите go1984 есть все требующиеся для профессионального видеонаблюдения функции, в том числе передача сообщения (сигнала тревоги) на мобильный телефон.
Active WebCam
Программа Active WebCam (http://www.pysoft.com/ActiveWebCamMainpage.htm) снимает сигнал с web-камер и записывает видео на жесткий диск компьютера. Можно сохранять захваченный сигнал как в формате программы, так и в любом другом кодеке, установленном в системе. Программа может посылать определенные пользователем уведомления как реакцию на заданные события, что позволяет использовать Active WebCam в качестве охранной системы.
webcamXP
Программа webcamXP (http://www.webcamxp.com) имеет монитор с возможностью отслеживания до десяти источников изображения, детектор движения, рекордер и web-сервер для публикации картинок в Интернете. Детектор имеет ряд параметров, позволяющих настраивать чувствительность и частоту опроса. При желании можно указать конкретную часть помещения, особо важную для наблюдения. Для этого есть несколько кнопок, обеспечивающих масштабирование и перемещение изображения. В случае тревоги webcamXP может сделать снимок, записать видео, поместить фото на web-страницу, послать его по e-mail и т.д. При постоянном подключении к Интернету можно организовать трансляцию, настроив внутренний сервер. Функция автоматической загрузки будет с заданной периодичностью делать снимки и отправлять их на ftp-сервер.
Специальный Overlay Editor заведует добавлением текстовых и графических блоков, интерактивных элементов. Разнообразные эффекты и настройки позволяют перевернуть изображение, включить ночное видение, наложить размытие, сделать картинку черно-белой или инвертировать цвета. И все это происходит в реальном времени без каких-либо задержек.
Встроенный планировщик заданий в случае отсутствия хозяина на месте в заданный момент запишет видео, включит или выключит детектор движения, запустит или остановит web-сервер.
LuxRiot
Программа LuxRiot (http://www.luxriot.com) предназначена для видеозаписи и удаленного видеонаблюдения через Интернет. Продукт состоит из двух модулей: сервер и клиент. Сервер — это Windows-сервис, который получает видео от сконфигурированных источников, анализирует их на наличие движения, записывает на локальные диски и транслирует клиентам. Клиент — это приложение для Windows, которое позволяет подключаться через Интернет к нескольким серверам одновременно для их конфигурирования, для просмотра текущего и записанного видео, экспорта роликов в AVI-файлы и т.д. Для удаленного видеонаблюдения можно использовать Internet Explorer через web-клиента. Shareware-версия полностью функциональна, то есть у нее нет ограничений по времени и не происходит никаких изменений в видеопотоках. Но бесплатная версия не может работать как Windows-сервис, и у нее нет удаленного доступа через TCP/IP к текущему или уже записанному видео.
SupervisionCam
Программа SupervisionCam (http://www.supervisioncam.com) предназначена для построения системы слежения на базе персонального компьютера с применением любых источников видео. Программа занимается тем, что сравнивает поступающие данные с видеокамеры, подключенной к компьютеру или расположенной где-нибудь в Интернете, и начинает захват видео или скриншотов, как только обнаруживает какие-либо изменения изображения. SupervisionCam также может сохранять снимки с экрана непрерывно через определенные интервалы времени. Дистанционное управление программой и просмотром изображений можно организовать через обычный web-браузер.
Программа работает с любыми видеоустройствами — главное, чтобы для устройства были установлены драйверы и ОС Windows видела их как устройства ввода видео. Заявлена поддержка ТВ-тюнеров, различных плат видеозахвата, USB-камер и других цифровых камер, подключенных по интерфейсу IEEE-1394, а также сетевых видеоустройств.
VirtGuard
Программа VirtGuard, или «Виртуальный сторож» (http://www.ronyasoft.nm.ru/virtguard/index.html), предназначена для создания системы видеонаблюдения на базе недорогой модели web-камеры. В качестве камеры может выступать любой источник видео, подключенный к карте видеозахвата или к ТВ-тюнеру. Система может быть использована для охраны офисов, квартир и других объектов собственности с возможностью подключения сигнализации. Интерфейс программы выполнен на русском языке.
Кодос Видео
Программа «Кодос Видео» (http://www.kodos.ru) предназначена для построения охранной системы видеонаблюдения. Для домашнего использования вполне достаточно будет бесплатной версии. Ее отличия от полной версии минимальны и они существенны только для серьезной охранной системы. Разработчиками реализованы все возможности, которыми обладают современные системы охраны и видеонаблюдения.
Программа имеет высокую функциональность, снабжена настраиваемым детектором движения и ведет подробную статистику по происходящим событиям, причем на каждое событие может быть назначено определенное действие. Имеется специальный диалог для просмотра статистики, где можно, например, просматривать события за определенный промежуток времени. Программа имеет русскоязычный интерфейс.
 |
|
