Видеорегистраторы

Видеорегистратор (англ. DVR: Digital Video Recorder, цифровой видеорегистратор) – это прибор, предназначенный для записи, воспроизведения и хранения информации получаемой от камер видеонаблюдения. Большинство DVR помимо видеосигналов, при наличии микрофона, позволяют записывать и аудиосигнал. Конструктивно видеорегистратор является законченным устройством, включающим в себя входные цифро-аналоговые преобразователи, центральный процессор управления и пакет обслуживающей логики. Все это функционирует под управлением интегрированной в ПЗУ программы. Основной ОС, под управлением которой работают большинство DVR это Embedded Linux. Её отличительными характеристиками является повышенная стабильность, и гибкость настройки по сравнению с операционными системами реального времени (RTOS). Во всех современных видеорегистраторах в роли информационных накопителей выступают магнитные жесткие диски (HDD) – устройства аналогичные тем, что имеются в любом персональном компьютере.

Задняя стенка видеорегистратора MDR-16700 

Характеристики видеорегистраторов

Количество видеовходов (каналов) – их число определяет количество камер, с которыми будет работать видеорегистратор. Соответственно чем это число выше, тем с большим количеством камер сможет функционировать  регистратор, записывая и отображая видеосигналы поступающие от них. Наибольшее распространение получили 9-ти канальные устройства, но на рынке можно также встретить регистраторы, имеющие 32/16/9/8/4 и 1 канал.

Функциональность (симплекс, триплекс, пентаплекс) – данный параметр говорит о том, какое количество процессов способен выполнять видеорегистратор одновременно. Симплекс означает, что больше одно действия DVR делать не может. Либо просмотр меню, либо просмотр видеоканалов, либо запись. Триплекс, в свою же очередь, позволят делать до трёх процессов одновременно. Пентаплекс говорит о том, что в регистраторе может исполняться пять независимых функций одновременно: запись, архивирование, наблюдение, просмотр архива, и работа в сети одновременно.

Формат видеосжатия (тип компрессии англ. Data compression) — алгоритмическое преобразование данных, осуществляемое с целью понижения их объёма. Осуществляется для более рационального применения устройств передачи и хранения данных. Синонимы — компрессия, упаковка данных, кодирование источника, сжимающее кодирование. Обратная процедура называется восстановлением данных (декомпрессией, распаковкой).

MJPEG (Motion JPEG) – метод покадрового видеосжатия. Типовой особенностью такого метода заключается в том, что сжатие осуществляется для каждого отдельно взятого кадра видеопотока при помощи алгоритма сжатия изображений JPEG. В методе сжатия MJPEG межкадровая разница не учитывается.

MPEG-4 (Moving Picture Experts Group) – данный метод кодирования основан на том что кодек ищет и сохраняет только те кадры, на которых осуществляется смена сюжета, при кодировании исходного изображения. Вместо того чтобы сохранять промежуточные кадры, кодек прогнозирует и сохраняет только ту информацию об произошедших изменениях в текущем кадре по отношению к предыдущему. Подобно алгоритмам компрессии, что используются в архиваторах, полученная информация сжимается. Звук кодируют в форматах WMA или MP3. Также можно воспользоваться любым другим кодеком, как например шестиканальный AC-3 поток, применяющийся в DVD (одно требование — наличие предустановленного в системе аудиокодека).

H.264 – лицензированный открытый стандарт, который поддерживает наиболее эффективные на сегодняшний день технологии компрессии видеоизображения. Данный кодер способен без потерь для качества изображения уменьшать размер цифрового видео файла более чем на 80% в сравнении с MJPEG и на 50% — по сравнению с MPEG-4 Part 2. Тем самым добиваются гораздо меньших требований к объему памяти для хранения видеофайла и необходимой для передачи информации полосе пропускания. Иначе говоря, возможность получения более высокого качества видеоизображения при том, что скорость передачи данных остаётся неизменной.

Архивация данных и типы жестких дисков

Устанавливаемые в регистратор видеонаблюдения жесткие диски сохраняют всю записанную информацию, которая была получена с камер видеонаблюдения. Объем памяти жесткого диска будет влиять на количество записываемой видеоинформации.

Различные типы жестких дисков используются в видеорегистраторах, на сегодняшний день  наиболее популярные из которых – IDE и SATA. При выборе следует отдавать предпочтение моделям с жесткими дисками SATA, так как они намного быстрее и обладают большей предельной емкостью, чем жесткие диски типа IDE. Число внутренних HDD может варьироваться в пределах от 1 до 4 шт.

Помимо собственных накопителей информации многие видеорегистраторы обладают функцией подключения внешних жестких дисков. Такое подключение может осуществляться через порты USB и eSATA. В зависимости от модели видеорегистратора можно подключить разное количество внешних HDD от 1 до 8 шт.

Отличительной особенностью регистраторов видеонаблюденяи является наличие CD-RW/DVD-RW приводов. С их помощью получаемая информация с видеокамер также может быть записана на оптические носители данных.

Режимы записи:

• Ручной– владелец сам активирует начало записи;
• По датчику – запись осуществляется по срабатыванию датчика сигнализации;
• По расписанию – запись будет начинаться в соответствии с составленным расписанием;
• По движению – запись начинается по моменту изменения изображения в кадре .

Просмотр – главным видеовыходом для устройств отображения является BNC-разъем. На его выходе получаем композитный видеосигнал, совместимый как с мониторами, снабженными RCA («Тюльпан») разъемом так и с бытовыми телевизорами. Через специальный кабель или переходник есть возможность подать видеосигнал на SCART-разъем телевизора (монитора). Не редко используют BNC-RCA переходники со стороны регистратора. Чтобы подключить ЖК-монитор к DVR используют VGA-разъем. Если такового не имеется, то пользуются переходником BNC-VGA. При наличии нескольких телевизоров, на которые требуется подать сигнал с видеорегистратора, применяют TV-модулятор, путем введения нужного сигнала в систему кабельного телевидения.

Скорость записи – определяет кол-во  кадров за определенную ед. времени (секунду). Скорость записи может также определяется промежутком между двумя кадрами, измеряемая в миллисекундах.

Человеческий глаз воспринимает изображение со скоростью 25 кадр./сек. Под это условие подстраивают все систем видеонаблюдения. Несмотря на это современные видеоустройства предлагают такую функцию как корректировка скорости записи, с целю выставления ее, как требуемой согласно стандартам оператора. Такой параметр выражается рациональным числом и делится на все видеоканалы. В зависимости от модели видеорегистратора эта величина варьируется в диапазоне от 3-6 кадров/канал в сек. до 25 кадров/канал в сек.

12 кадр./сек. – является допустимой скоростью, при которой настоящая картинка часто не замедляется для человеческих глаз.

Разрешение – величина, значение которой определяет кол-во точек на ед. площади.

Размеры растровых изображений обозначают в виде кол-ва пикс. по горизонтали и вертикали, как например: 1024x768. В данном случае это означает, что ширина изображения составляет 1024, а высота — 768 точек (примерно 0,8 Мпикс.).

Вариации разрешений видеорегистраторов:

• 352x288 пикселей;
• 360x288  пикселей;
• 704x288 пикселей;
• 720x288  пикселей;
• 704x576 пикселей
• 720x576 пикселей;
• 960x576 пикселей. 

Отмети, что разрешение будет падать прямо пропорционально увеличению скорости записи!

В системах аналогового видеонаблюдения используются следующие разрешения:

• D1 (Full Definition Standard 1) – полное разрешение,  равный для PAL и SECAM - 720х576 пикселей.
• 2CIF или Half D1 – разрешение «чересстрочного» кадра, равный для PAL и SECAM - 720х288.
• CIF (Common Intermediate Format) или FCIF (Full Common Intermediate Format) – стандарт размера изображения видео и графических файлов равный для PAL и SECAM – 352x288 пикс.  Отметим, что D1 = 4 CIF.

Т.о,  наиболее качественное изображение будет при разрешении записи в формате D1, наихудшее – при записи в разрешении CIF.

Системы цветности (NTSC, SECAM, PAL)

Способ кодирования цветовой информации определяется системой цветности.

Рассмотрим существующие системы:

РАL (англ. Phase Alternation Line - перемена фазы по строкам) – система цветного телевидения, которая поддерживает черно-белую систему. От строки к строке фаза колебаний частоты 1-го из 2-х цветоразностных сигналов меняется на 180 гр., чтобы снизить чувствительность системы к фазовым искажениям. В данной системе имеется 625 строк развертки, что в свою очередь позволяет полосе сигнала яркости быть шире; стабильность оттенков, т. к. искажения гасятся за счёт того что на каждой последующей строке осуществляется инверсии фазы поднесущей. Но при этом полного устранение помех эта мера не обеспечивает. Система РАL обладает высоким уровнем контраста (значение гамма - коррекции 2,8). Недостатки: видимое мерцание за счет низкой частоты кадров; высокая частота поднесущей приводит к уменьшению отношения сигнал/шум, тем самым становятся заметны шумы; при одинаковом оттенке снижение насыщенности (точность цветов достигается посредством потери информации о разности фаз сигналов оттенка и насыщенности); снижение точности редактирования цвета.

SECAM (француз. Sesteme en Couleur avec Memoire - цветная система с запоминанием) – система цветного телевидения, которая поддерживает черно-белую систему. Два цветоразностных сигнала передаются последовательно при том, что сигнал яркости передаётся непрерывно. Данная система обладает большим вертикальным разрешением (625 строк/50 Гц), использование большего числа строк развертки. Достоинства: почти отсутствуют перекрестные искажения, т. к. сигналы цвета передаются в разное время и поочередно; постоянство насыщенности, и устойчивость оттенка. Недостатки: мерцание более заметно, нельзя смешать два синхронных сигнала цвета; разные версии системы не совместимы (эфир и видео); имеются регулярные шумовые структуры (сеточка), которые способны появиться даже на не цветных объектах.

NTSC (англ. Never Twice the Same Color - никогда дважды один и тот же цвет) – система цветности. Информацию о цвете передают цветоразностные сигналы. В спектре сигнала яркости осуществляется передача таких сигналов на одной цветовой поднесущей. Достоинства: за счёт высокой частоты кадров (30 Гц), уменьшается заметность мерцания изображения; шумы на изображении менее заметны, т. к. отношение сигнал/шум достигается более высокое; высокая точность исправления цвета (можно редактировать 4 поля, что не окажет влияние на цвет); Недостатки: на больших экранах заметность строчной структуры, вертикальная чёткость снижена (недостаточное число строк развертки); контрастность более низкая; изменение оттенка, часть цветового диапазона отображается неправильно; муар более выраженный, как и перекрестные искажения с точечной интерференцией.

Дополнительные особенности

Перефирийные устройства - для более удобной и привычной навигации большинство регистраторов видеонаблюдения оснащены возможностью подключения USB-мыши. Так же наряду с этим существует возможность подключения пульта управления регистратором.

Возможность работы по сети – многие современные видеорегистраторы оснащены такой функцией как передача данных по локальной сети посредствам Ethernet. Так же, наряду с этим, возможен просмотр изображений, поступающих с видеоканалов, через глобальную сеть Internet. Необязятельно быть на объекте наблюдения чтобы просмотривать видеоизображения, достаточно лишь иметь доступ в интернет и мнитор. На некоторых видеорегистраторах это возможно даже при помощи мобильного телефона.