ORGANIZATION A FEATURES, CELL STRUCTURE AND INFORMATION SYSTEMS CCTV IN MULTIPLEXES

Full Text

Видеонаблюдение является неотъемлемой частью систем, обеспечивающих безопасность. Как и любое предприятие, современный мультиплекс должен быть оснащен СВН, функциональное назначение которой заключается: - в обеспечении безопасности зрителей и персонала при эксплуатации мультимедийного комплекса и на территории, прилегающей к зданию; - в предотвращении повреждения оборудования мультиплекса; - обеспечении мониторинга стабильности работы технических средств; - в контроле фактической заполняемости зала во время сеанса; - в предотвращении возможности видеосъемки во время киносеанса. Широкий спектр СВН и их разнообразная структура затрудняют пользователям обоснованно выбрать элементную и параметрическую структуру системы. Необходимый выбор элементов системы и их характеристик может быть основан на изначально сформулированных пользователем требованиях к функциональным особенностям организационной, элементной и информационной структуры СВН в мультиплексах и классификации этих систем. Поскольку организационная, элементная и информационная структура СВН может быть построена на различных принципах и к настоящему вре «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 2, 2014 74 Нестерова Е.И., Комаров С. А. мени не сложилось общепринятой классификации СВН для мультимедийных центров [1], исследование их особенностей, очевидно, требует разработки классификации этих систем. Учитывая имеющиеся наработки по классификации существующих в настоящее время СВН, для оптимального выбора структуры СВН для мультиплекса в качестве критериев классификации могут быть приняты: - организационные, архитектурные, технологические особенности мультимедийного центра (типовой кинотеатр, кинотеатр с залами универсального использования, однозальный кинотеатр, мультимедийный центр, входящий в состав общественного или торгово-развлекательного центра, кинотеатр круглогодичного действия или сезонный и т.п.) [2-11]; - назначение помещения, в котором устанавливается система (зрительный зал, киноаппаратный комплекс, служебно-хозяйственные помещения); - конструктивные особенности СВН (наружные и внутренние, открытые и закрытые); - способ передачи сигнала (аналоговые, цифровые, гибридные) [12]; - тип приемного устройства (IP-видеонаблюдение) [13-14]; - наличие взаимосвязи с автоматизированными системами различного назначения (автономные и интегрированные); - способ приема сигнала (кабельные, беспроводные); - число камер (простых и сложных) [15]; - функциональное назначение системы; - способ хранения информации (носители информации: внутренние, внешние, сетевые кластеры хранения; системы хранения NAS - Network Attached Storage и SAN - StorageAreaNetwork) [1618]; - выходные качественные характеристики [19]; - формат записи сигнала; - универсальность и специфика системы (типовая, индивидуальная); - возможность записи звука; - варианты видеопросмотра (от видеорегистратора или сервера, на компьютере, мобильный, видеостены) [18]. Организационно-информационная структура СВН, используемой в мультиплексах, определяется форматами записи сигнала, форматами сжатия видеосигнала, способами передачи сигнала. При формировании СВН для мультиплекса можно использовать следующие форматы записи сигнала: - QCIF (Quarter Common Intermediate Format) или CIF(Common Intermediate Format), разрешение 176x288 пикселей (QCIF) или 352^288 пикселей (CIF); - D1 (fullresolution), разрешение 704x576 пикселей; - 960H (700ТВЛ), разрешение 976x582 пикселей; - HD-SDI (Full HD, HDCCTV), разрешение 1920x1080 пикселей. Как показывает анализ особенностей приведенных выше форматов, формат HD-SDI имеет ряд преимуществ по сравнению с IP-видеонаблюдением [20; 25; 30]: - сигнал HD-SDI передается по коаксиальному кабелю на расстояние 170-250 м, для включения камер в IP-сеть достаточно подключения к коаксиальному кабелю; - IP-камера сама производит сжатие видеопотока, чем выше разрешение (больше число камер), тем более мощный процессор требуется на сервере; - стандарт HD-SDI предусматривает сжатие и запись в видеорегистраторе, что устраняет задержки и артефакты, свойственные кодированному сжатому видеопотоку с IP-камер; - IP-видеокамеры используют витую пару для передачи данных, пропускная способность которой 100 М/бит, формат HD-SDI позволяет передавать сигнал 1,5 Гбит/с по коаксильному кабелю; - видеокамеры HD-SDI передают несжатый сигнал, отсутствует задержка при передаче сигнала; - обычные камеры HD-SDI, записывающие изображение с разрешением в 2 Mpix (что позволяет распознавать лица, то есть решает основную задачу СВН), стоят дешевле IP-видеокамер, обеспечивающих такой же уровень разрешения. Недостатком формата HD-SDI является то, что при передаче широкополосного сигнала на большие расстояния необходимо использовать усилители-повторители (репитеры), целесообразен для локального использования при высоких требованиях к качеству изображения [12]. Наиболее распространенными форматами сжатия видеоизображения на сегодняшний день являются [21]: - MJPEG (Motion JPEG) - алгоритм сжатия JPEG для видеоинформации, в соответствии с которым каждый отдельный кадр видеопотока сжимается по алгоритму JPEG, средний коэффициент сжатия видеосигнала 1:5, скорость передачи видео с разрешением 720x576 пикселей до 5 Мбит/с, под «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 2, 2014 Нестерова Е.И., Комаров С. А. 75 ходит для устройств с ограниченными вычислительными ресурсами; - MPEG-4 (Moving Picture Experts Group) предъявляет высокие требования к компьютеру [22]; - JPEG-2000 обеспечивает более высокую степень сжатия (в среднем на 20%, чем JPEG), сжатие с потерями и сжатие без потерь, устойчив к ошибкам, которые вносятся каналами связи; - H264(MPEG-4 Part 10/AVC) обеспечивает высокую степень сжатия без потери качества изображения [23]. а) 1 - 5 -► 9 б) 12 tN. ю Л 2 1 11 в) Рис. 1. Обобщенная элементная структура системы видеонаблюдения в мультиплексе: а) передающая аналоговый сигнал; б) работающая с аналого-цифровым сигналом; в) передающая сигнал в цифровом виде (1 - аналоговая камера; 2 - цифровая камера; 3 - мультиплексор; 4 - устройство записи; 5 - видеорегистратор, видеосервер; 6 - роутер; 7 - устройство хранения информации; 8 -вспомогательное устройство; 9 - устройство вывода информации; 10 - компьютер с устройством вывода изображения; 11 - печатающее устройство; 12 - устройство хранения резервной информации) В настоящее время в СВН используются следующие способы передачи сигнала: по коаксиальному кабелю, по кабелю «витая пара», по волоконно-оптическому кабелю; посредством лазерного луча [24; 26-27]. Анализ этих способов показывает предпочтительность использования волоконно-оптического кабеля для СВН в мультиплексах. Элементная структура СВН в значительной степени определяется требованиями к уровню безопасности объекта и функциональным назначением системы. Стандартная конфигурация СВН в мультиплексе включает видеокамеры, устройства обработки и записи видеосигнала (видеосерверы и видеорегистраторы), устройства вывода изображения (мультиплексоры, квадраторы, видеомониторы) - см. рис. 1 [28-30]. Элементная структура СВН тесно связана с ее функциональным назначением. Очевидно, что с точки зрения обеспечения возможности расширения функций больший интерес представляет СВН, передающая сигнал в цифровом виде. Камеры СВН целесообразно классифицировать по различным критериям: цифровые и аналоговые; модульные или корпусные; фиксированные, поворотные, купольные камеры; уличные и внутренние; черно-белые и цветные; стационарные и управляемые; проводные и беспроводные [26; 28]. Основные характеристики используемых в настоящее время камер СВН приведены в таблице 1. Для преобразования сигнала от видеокамеры в аналого-цифровых и цифровых СВН используются видеорегистраторы и видеосерверы. Видеосервер состоит из платы видеозахвата, блока оцифровки изображения, блока сжатия, веб-сервера, блока цифровых входов, аудиоканала, последовательных портов. Основным элементом видеосервера, определяющим его функциональные возможности, является плата видеозахвата. По принципу обработки видеосигнала делятся на аппаратные, программные. Основные характеристики: разрешение, скорость поиска и просмотра записи, режимы записи, возможность подключения к сети, совместимость с операционной системой, возможность расширения системы, запись аудиосигнала [27]. Видеорегистратор может быть отдельным устройством с собственным программным обеспечением или платой видеозахвата, монтируемой в персональный компьютер. В зависимости от типа видеокамеры, с которой работают видеорегистраторы, различают сетевой видеорегистратор NVR (Network Video Recorder), гибридный «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 2, 2014 76 Нестерова Е.И., Комаров С. А. видеорегистратор HDVR (Hybrid Digital Video Recorder), видеорегистратор на базе компьютера PC-based DVR (DigitalVideoRecorder), видеорегистратор, предназначенный для работы с аналоговыми камерами standalone DVR. При выборе видеорегистратора необходимо сформулировать требования к таким характеристикам, как число входных видеоканалов (от 1 до 16); скорость записи; разрешение; объем жесткого диска; используемый тип компрессии; возможность подключения внешних накопителей информации; возможность подключения аудиоканалов; возможность подключения IP-видеокамер [27-28]. Таблица 1. Основные характеристики камер СВН Параметр Значение параметра Формат матрицы 1/2", 1/3", 1/4" Разрешение По вертикали 400 ТВЛ для стандарта CCIR/PAL 330 ТВЛ для стандарта EIA/NTSC По горизонтали Черно белые видеока меры Стандартного разрешения 380 420 ТВЛ Повышенного разрешения 560 570 ТВЛ Цветные камеры Стандартного разрешения 280 350 ТВЛ Повышенного разрешения до 460 ТВЛ С цифровой обработкой видеосигнала до 560 ТВЛ Чувстви тельность Черно белые видеока меры Стандартные 0,4... 0,01 лк Высоко чувствитель ные ДО 0,00015 лк Цветные камеры Стандартные 0,2 ... 3 лк Отношение «сигнал-шум» 50 дБ Изображение в системах видеонаблюдения выводится на монитор. Основные характеристики мониторов: размер; цветовые характеристики; принцип работы; разрешение; угол обзора; яркость; контрастность; возможность подключения аудиосигнала; время отклика; типы видеовходов (BNC, S-Video и VGA) [28]. Результаты приведенного в данной работе анализа организационной, элементной и информационной структуры СВН, применяемых в мультиплексах, показывают, что неоднозначная терминология, используемая при обозначении характеристик элементов СВН различными фирма-ми-изготовителями, широкие диапазоны значений характеристик, неоднозначное деление качественных и функциональных параметров не позволяют пользователю сформировать элементную структуру СВН исходя из задаваемых функциональных требований. Для решения этой задачи необходима разработка универсальной классификации элементной структуры СВН. Такой классификатор может быть разработан в виде онтологии или схемы исходных и метаданных. Причем в данном случае под исходными данными целесообразно понимать выходные характеристики различных моделей камер СВН, представленных на рынке, а под метаданными -результаты функционально-параметрического, функционально-элементного анализа предметной области, позволяющие по заданным пользователем требуемым функциональным особенностям системы сформировать необходимую модельно-параметрическую элементную структуру СВН, в данном случае для мультиплекса. Как показывает международный опыт, для разработки такого классификатора целесообразен формат DCMI (Dublin Core Metadata Initiative), поскольку он является одним из универсальных форматов метаданных для описания ресурсов любого типа, включая электронные документы и физические объекты. Однако необходимо иметь в виду, что разработке онтологии метаданных должна предшествовать структуризация информации для конечного пользователя в терминах предметной области - в данном случае в терминах, используемых фирмами-разработчиками и фирмами-инсталляторами СВН.

About the authors

E. I Nesterova

Email: nesterovaei@mail.ru

S. A Komarov

Email: sergeysm2@yandex.ru

References

Supplementary files