Технический прогресс в тандеме с массовым производством постепенно делает даже самые передовые технологии доступными. Это могут быть, например, такие возможности, как работа с разрешением FullHD с высокой частотой кадров, высокоэффективные современные алгоритмы сжатия видео, локальная запись на карту памяти, встроенная подсветка, работа со звуком, беспроводная передача данных и др. Ранее высокими техническими характеристиками могли похвастать разве что топовые модели IP-видеокамер в продуктовых линейках компаний-производителей. Но сейчас большим набором функций и высокими техническим параметрами уже сложно удивить потребителя. Такими техническими характеристиками могут обладать даже малогабаритные модели, например, в корпусе Cube, которые предназначаются для работы в помещении. Поэтому подобные устройства теперь можно уверенно использовать как в небольших системах видеонаблюдения, так и в составе крупных, территориально распределенных проектов.

Что предлагает современный рынок?

На российском рынке систем видеонаблюдения предлагается очень широкий перечень IP-камер в корпусе Cube как стандартного разрешения, так и мегапиксельного. Рассчитанные для работы в помещении, они уже не сильно уступают по своим возможностям старшим моделям в продуктовых линейках. Например, при разрешении 2 Мпкс такие устройства могут передавать видеоизображение со скоростью 25 кадр/с. В настоящее время IP-камеры этого типа зачастую снабжаются самыми современными матрицами для формирования качественного изображения, например, Sony Exmor.

Чаще всего на камеры Cube устанавливаются короткофокусные объективы, хотя время от времени можно встретить и оригинальные решения. Кроме того, данные устройства могут оборудоваться инфракрасным датчиком движения, ИК-подсветкой или подсветкой белого света, микрофоном и динамиком, а также способны поддерживать работу с внешними устройствами. Впрочем, заявляемая дальность действия подсветки у таких камер, как правило, небольшая. Для повышения эффективности в темное время суток, помимо подсветки и датчика движения, в этих камерах часто реализуется режим "день/ночь" с механическим ИК-фильтром. Поскольку основная направленность применения IP-камер в корпусе Cube – это работа в помещении, их форм-фактор обычно не предполагает защиту от вандализма и низких температур для работы в уличных условиях.

Специалисты лаборатории CCTVLab решили выяснить реальные возможности современных офисных камер. Для этого были рассмотрены основные технические характеристики таких устройств и проведено их тестирование.

Какие камеры тестируем?

Для тестирования были выбраны IP-камеры Cube 2 Мпкс класса "день/ночь" с разрешением FullHD и встроенной подсветкой, поскольку они видятся наиболее оптимальным решением по своей функциональности в представленном на рынке ассортименте данного типа IP-камер. Причем в тестировании приняли участие модели как с инфракрасной подсветкой, так и с подсветкой белого света.

Мы не ставили целью оценить эффективность работы беспроводной передачи данных, поэтому в списке участников теста нет устройств со встроенными модулями Wi-Fi. В тестировании приняли участие следующие IP-камеры:

• AVer FC2020-P1;
• BEWARD BD43C;
• Brickcom CB-200Ap-01;
• D-Link DCS-2210;
• Expert EB-77B4.3N;
• GeoVision GV-CA220;
• RVi-IPC12
• Tantos TSi-C211F (2.9)

Как тестируем?

Тестирование IP-камер проводилось по нескольким критериям: разрешающая способность, эффективность работы алгоритмов видеокомпрессии, равномерность встроенной подсветки.

• Разрешающая способность
  Оценивается по всему полю изображения с помощью специальной таблицы: настройки изображения максимальные, освещенность 1000 лк.
• Эффективность видеокомпрессии
  При тестировании эффективности сжатия видеопотока использовалась динамическая тестовая таблица в виде вращающегося круга с группами линий. Частота кадров у IP-камер устанавливалась одинаковая – 15 кадр/с (ограничена для всех камер данной величиной, которая является максимальной для камеры D-Link DCS-2210). Настройками резкости и параметров кодирования достигаем минимального значения потока при одинаковой различимости элементов вращающейся таблицы для всех камер, причем степень различимости для каждого уровня освещенности настраивалась индивидуально.
• Равномерность встроенной подсветки
  Измерялась в области обзора камер на тестовом стенде. Помещение было полностью затемнено, влияние отраженного света на результаты измерений сводилось к минимуму.

AVer FС2020-P1
Предоставлена компанией «Тайле»

В плане разрешающей способности IP-камера AVer FC2020-P1 продемонстрировала хорошие результаты. В центральной части разрешение составляло 1600 линий, а на краю изображения снижалось уже до 1500 линий.

Реализованный в камере кодек H.264 довольно неплохо справляется с компрессией видеопотоков. При работе в условиях хорошей освещенности (1000 лк) AVer FC2020-P1 передавала поток 2 Мбит/с. Снижение уровня освещенности сопровождалось тем, что при 100 лк размер видеопотока снижался до 1,1 Мбит/с, а при 10 лк – уже возрастал до 4,8 Мбит/с. Основная часть излучения встроенной ИК-подсветки IP-камеры AVer была сосредоточена в центральной части, интенсивность света сильно спадала к краям поля зрения камеры. Причем из-за особенностей обработки изображения в этой камере объекты, которые располагаются близко к краям изображения, при работе в ночном режиме с подсветкой становятся уже полностью неразличимыми.

В техническом отношении данная IP-камера оборудована ИК-подсветкой, ИК-датчиком движения, микрофоном и тревожными входом и выходом. Оснащена функциями расширенного динамического диапазона (DWDR) и цифрового подавления шумов, поддерживает работу с картами памяти microSDHC объемом до 32 Гбайт. Объектив, который используется в модели AVer FС2020-P1, имеет фокусное расстояние 2,8 мм с реальным углом обзора 106 град. по горизонтали.

BEWARD BD43C
Предоставлена компанией «НПП Бевард»

Камера BEWARD BD43C – победитель по эффективности кодирования: при уровнях освещенности 1000 и 100 лк размер видеопотока составил 0,7 и 0,6 Мбит/c соответственно, а при низкой освещенности – увеличивался всего до 1,8 Мбит/c. При этом камера BEWARD показала неплохие результаты по разрешающей способности: в центральной части изображения демонстрировала разрешение 1670 линий, а на краю – 1570 линий.

Диаграмма направленности встроенной в камеру BEWARD BD43C ИК-подсветки настроена таким образом, что интенсивность излучения плавно уменьшается от центра поля зрения к краям.

Максимальная скорость трансляции изображения составляет 30 кадр/с при разрешении FullHD. Причем даже при таких высоких показателях нагрузка на сеть будет небольшой благодаря кодеку H.264 High Profile, что и показало тестирование. По информации, представленной на сайте производителя, при покупке камеры BEWARD BD43C пользователь может выбрать необходимое для него фокусное расстояние объектива: 2,8; 3,6; 4,2; 6; 8; 12 и 16 мм, что является довольно редкой опцией для данного типа камер. В ходе тестирования с камерой использовался объектив с фокусным расстоянием 4,2 мм, причем реальный угол обзора по горизонтали в данном случае составил 86 град.

В темное время суток эффективность работы BEWARD BD43C обеспечивается механическим ИК-фильтром и встроенной ИК-подсветкой. Для камеры заявлены функции расширения динамического диапазона и подавления шумов (3DNR/SPQ). В числе дополнительных возможностей предусмотрены встроенные динамик и микрофон, запись на карту памяти и NAS без использования дополнительного ПО, одновременное кодирование до 4 видеопотоков, возможность работы с внешними датчиками.

Brickcom CB-200Ap-01
Предоставлена компанией «Гран При»

Камера – победитель по детализации изображения. В центральной части изображения Brickcom CB-200Ap-01 способна передавать 1840 линий, а на краю – 1780 линий. Однако необходимо иметь в виду, что в случае снижения освещенности, уже при 100 лк, пользователю придется заплатить за это довольно значительной шириной видеопотока.

При 1000 лк камера передавала видеопоток размером около 1 Мбит/c. Но при более низких уровнях освещенности из-за появляющихся на изображении шумов поток очень сильно возрастал. Так, при 100 лк он увеличивался до 15,6 Мбит/c, а при 10 лк – до 14,2 Мбит/c. Этот факт обязательно стоит учитывать при организации системы видеонаблюдения с использованием данных камер, поскольку могут потребоваться дополнительные ресурсы сети и системы хранения данных. Пятно подсветки камеры Brickcom CB-200Ap-01 имеет максимальную интенсивность в центре и спадает к краям.

Рассматриваемая 2-мегапиксельная камера Brickcom формирует изображение с помощью объектива с фокусным расстоянием f = 2,8 мм, что дает поле обзора 90 град. в горизонтальной плоскости. Brickcom CB-200Ap-01 позволяет записывать данные на встроенную карту памяти microSD/SDHC, имеет тревожные вход/выход для подключения внешних устройств, реализует двустороннюю работу со звуком благодаря встроенным микрофону и динамику. Устройство также оборудовано ИК-датчиком движения и имеет светодиодную подсветку белого света.

Отличительной особенностью Brickcom CB-200Ap-01 является USB-разъем для подключения внешнего 3G-модуля. Таким образом, при необходимости пользователь может организовать беспроводную передачу данных от этой камеры.

D-Link DCS-2210
Предоставлена компанией «D-Link»

Распределение разрешения по полю изображения у IP-камеры D-Link DCS-2210 практически равномерное, и в центральной части детализация картинки соответствовала 1430 линиям. Стоит отметить, что объектив с фокусным расстоянием 4,37 мм в D-Link DCS-2210 жестко зафиксирован, поэтому дополнительно подстроить фокусировку невозможно. Он обеспечивает поле зрения по горизонтали в 67 град.

Реализованный в данной модели D-Link формат сжатия Н.264 оказался довольно эффективным, камера входит в число лидеров по этому критерию. Измеренные значения видеопотока для 1000 и 100 лк составили соответственно 1,3 и 1,1 Мбит/c, а при снижении освещенности до 10 лк поток возрос до 5,8 Мбит/c. Чтобы система видеонаблюдения сохраняла эффективность и в темное время суток, в IP-камере D-Link DCS-2210 предусмотрены встроенная ИК-подсветка, интенсивность которой максимальна в центре и снижается на краях изображения, режим "день/ночь" с механическим ИК-фильтром, а также ИК-датчик движения.

Работать со звуком позволяют встроенные в модель D-Link микрофон и динамик. Для разрешения FullHD максимальная скорость трансляции составляет 15 кадр/с. Резервное копирование данных камера может осуществлять на карту памяти, NAS и FTP.

Expert EB-77B4.3N
Предоставлена торговым домом «Полисет»

Четкость изображения, которое формирует камера Expert EB-77B4.3N, соответствует 1540 линиям в центральной части, а на краю изображения детализация картинки падает до 1480 линий.

При высоком (1000 лк) и среднем (100 лк) уровнях освещенности IP-камера Expert передавала видеопоток размером 4,3 и 2,1 Мбит/c соответственно. Гораздо выше поток был при низкой освещенности – 14,6 Мбит/c.

Что же касается встроенной подсветки, то у рассматриваемой камеры наблюдалось существенное падение интенсивности по сравнению с центральной частью.

Фокусное расстояние объектива, который используется в модели Expert EB-77B4.3N составляет 4,3 мм с полем зрения в горизонтальной плоскости 78 град., причем в данном случае объектив жестко зафиксирован, и дополнительно подстроить его фокусировку нельзя. Получать различимое изображение в темное время суток камере Expert EB-77B4.3N помогает встроенная подсветка белого света, которая может включаться, например, по сигналу от ИК-датчика движения, также установленного на корпусе камеры.

Взаимодействовать с внешними устройствами позволяют соответствующие вход и выход, а для работы со звуком предусмотрены аудиовход и аудиовыход.

GeoVision GV-CA220
Предоставлена компанией «СибНетКам»

Разрешающая способность IP-камеры GeoVision GV-CA220 незначительно изменялась по полю изображения и в центре соответствовала 1460 линиям.

Размер видеопотока, который передавала камера при уровнях освещенности 1000 и 100 лк, различался в полтора раза, соответственно 3,1 и 2,2 Мбит/с, и резко возрастал, когда освещенность снижалась до 10 лк. В последнем случае размер видеопотока равнялся 14,7 Мбит/с. IP-камера GeoVision GV-CA220 способна одновременно передавать два видеопотока в форматах MJPEG и Н.264. Обнаруживать движение даже в полной темноте ей позволяет установленный на корпусе пассивный ИК-датчик. Сигнал от этого датчика может служить командой для включения светодиодной подсветки, что позволит камере передать информативное изображение. Причем интенсивность подсветки заметно различается в центре и на краях поля зрения устройства.

Качество изображения в сложных условиях призваны повысить встроенные функции расширения динамического диапазона и Defog. Дополнительно GeoVision GV-CA220 может детектировать такие события, как саботаж камеры, изменение ее положения и расфокусировка изображения.

Модель GeoVision GV-CA220 позволяет осуществлять двустороннюю работу со звуком с помощью встроенных микрофона и динамика, имеет слот для карт памяти. Изначальное качество изображения, получаемое с помощью данной IP-камеры, обеспечивается жестко зафиксированным на корпусе объективом с фокусным расстоянием 3,35 мм, а поле обзора по горизонтали у камеры GeoVision GV-CA220 равняется 74 град. Данная камера имеет самую выгодную цену среди участников тестирования.

RVi-IPC12
Предоставлена компанией «ЭРВИ групп»

Разрешающая способность камеры RVi-IPC12, которую она показала в тесте, составила 1620 линий в центре и 1550 линий на краю изображения. В условиях хорошей освещенности она передавала видеопоток при освещенности 1000 лк на уровне 1,6 Мбит/с. При понижении освещенности до 100 лк видеопоток испытуемого устройства возрос до 2,4 Мбит/с, а при низкой освещенности (10 лк) RVi-IPC12 генерирует поток размером 7,9 Мбит/с. Подсветка в рассматриваемой камере реализована одним светодиодом белого света, и ее яркость спадает от центра к краям.

Объектив с фокусным расстоянием 3,6 мм обеспечивает этой камере RVi угол обзора 88° по горизонтали. Конструкция камеры позволяет при необходимости настроить фокусировку объектива.

Максимальная скорость передачи изображения составляет 25 к/с при работе с форматом 1920х1080, причем для кодирования видеопотока используются форматы H.264 и MJPEG. В ней установлен микрофон и динамик, PIR-датчик для детекции движения, на корпусе разъемы для подключения внешних устройств тревоги, слот для установки карт памяти стандарта microSD (до 64 ГБ).

Также разработчики реализовали в камере работу по стандарту ONVIF.

Tantos TSi-C211F (2.9)
Предоставлена компанией «Сатро-Паладин»

Среди победителей по разрешающей способности, IP-камера Tantos TSi-C211F (2.9) обеспечивает до 1820 линий в центральной части и до 1730 линий на краю изображения.

Обратной стороной медали в данном случае выступал увеличенный размер видеопотока. И если при хорошей освещенности (1000 лк) TSi-C211F (2.9) транслировала поток размером менее 1 Мбит/c, то при снижении освещенности поток увеличивался уже до 18,8 и 43,2 Мбит/c соответственно при 100 и 10 лк. Причем в последних случаях также наблюдалось снижение скорости трансляции изображения почти в 2 раза. Очень большой размер видеопотока при низкой освещенности, вероятно, обуславливается тем, что из-за высокой резкости изображения происходит существенное усиление шумов, которые неизменно появляются при недостаточной освещенности, и камера использует практически все доступное для режима VBR значение видеопотока. Возможно, подобного эффекта можно избежать, выбрав работу с режимом фиксированного видеопотока CBR, хотя это чревато снижением качества изображения.

Работать IP-камере Tantos TSi-C211F (2.9) в темное время суток помогают встроенные пассивный ИК-датчик движения и светодиодная подсветка белого света, а переход из дневного режима работы в ночной осуществляется путем электронного переключения. Получать дополнительную информацию о происходящем и по возможности влиять на ситуацию пользователь может с помощью реализованных в камере микрофона и динамика.

Расположенные на корпусе IP-камеры тревожные вход и выход позволяют подключать к ней различные внешние устройства. Причем в случае сбоя в работе сети камера может записывать данные на установленную в специально предназначенный для этого слот карту памяти объемом до 32 Гбайт.

Пользователь IP-камеры Tantos может работать с настройкой, которая изменяет поле обзора устройства при сохранении формата кадра 1920х1080 пкс. Вероятно, в различных режимах этой настройки для формирования изображения камера использует на матрице участки с различной площадью. Однако применение очень широкого угла обзора на IP-камере Tantos сопровождается сильными геометрическими искажениями типа "бочка", которые характерны для короткофокусных объективов. На камере установлен объектив с фокусным расстоянием 2,9 мм, который при работе в режиме "Нормальный" позволяет охватывать по горизонтали область в 90 град.

Угол обзора и разрешение

Тест показал, что современные IP-камеры в корпусе Cube, работая с короткофокусными объективами, могут формировать изображение с высокой детализацией. Более того, даже на краях изображения разрешающая способность у этих устройств снижается не очень сильно.

В отличие от популярных купольных камер для помещений, у Cube-камер открыт объектив и отсутствуют дополнительные препятствия в виде защитных колпаков, влияющие на качество изображения. Но этот выигрыш в детализации несколько нивелируется объективным недостатком – риском загрязнения и риском изменения фокуса и направления обзора при попытке чистки объектива неквалифицированным персоналом. Кроме того, поскольку камеры крепятся на кронштейне, не отличающемся высокой жесткостью, есть риск смещения камеры при случайных обстоятельствах, например, проведении уборки помещения.

Сводная таблица результатов тестирования камер

Можно выделить несколько подходов, которые используют производители при комплектовании оптикой камеры Cube.

• В первом случае потребителю предлагается камера с жестко зафиксированным объективом, у такого объектива нельзя дополнительно подстроить фокусировку, если это потребуется.
• Второй вариант – пользователь может, если потребуется, подстроить фокусировку изображения, подкручивая объектив. Это удобнее.
• В редких случаях пользователю предоставляется возможность выбора объектива с тем фокусным расстоянием (например, 2,8 или 16 мм), которое обеспечивает требуемый угол обзора, что является наиболее предпочтительным вариантом.

Круглосуточное наблюдение

Современные малогабаритные камеры в корпусе Cube должны в условиях хорошей освещенности формировать изображение с высоким разрешением и при этом не сильно загружать сеть.

Однако если при настройке системы видеонаблюдения в светлое время суток при хорошей или средней освещенности пользователь ориентируется только на высокое качество изображения, то при низкой освещенности это может привести к резкому увеличению потока от камеры. Данный эффект был хорошо заметен у некоторых протестированных моделей, например, у Expert EB-77B4.3N и GeoVision GV-CA220 поток резко увеличивался почти до 15 Мбит/с. У камер Brickcom CB-200Ap-01 и Tantos TSi-С211F такой эффект проявлялся в еще более явном виде – видеопоток заметно возрастал уже при 100 лк. То есть возможность работать с более детализированным изображением может потребовать гораздо большей пропускной способности сети и объема системы хранения данных.

Об этом не стоит забывать при конфигурировании настроек камеры для работы на объекте и подбирать оптимальное соотношение параметров. В некоторых случаях для определенных моделей алгоритм компрессии при режиме адаптивного видеопотока (VBR) с фиксированным качеством изображения не позволяет избежать критичных увеличений его значения во время работы системы. В этом случае можно прибегнуть к крайнему варианту – установке фиксированного значения потока (CBR). Несмотря на то, что данный режим не позволяет в полной мере использовать преимущества алгоритма кодирования H.264, он поможет достичь некоторого компромисса между детализацией и шириной видеопотока в каких-то конкретных ситуациях.

Для улучшения работы камер в условиях очень низкой освещенности производители, помимо режима "день/ночь", зачастую реализуют в этих устройствах ИК-подсветку или подсветку в видимом диапазоне, а также пассивные ИК-датчики движения. Причем возможны различные комбинации перечисленных функций в одной камере. ИК-датчик позволяет даже в полной темноте детектировать движение в зоне обзора камеры, например, проходящих людей. Впрочем, с такой задачей может справиться и камера с видеодетектором движения, в которой имеется встроенная ИК-подсветка. А усложнение продукта, как правило, ведет к возрастанию его стоимости. На эффективности работы системы видеонаблюдения в целом будут также сказываться и особенности встроенной в эти камеры подсветки. Если с ее помощью поле зрения камеры освещается очень неравномерно, то, соответственно, информативной будет только небольшая часть изображения. На краях изображение может быть сильно затемнено и иметь на этих участках малое разрешение или же быть неразличимо совсем. Подсветка в видимом диапазоне позволяет снижать стоимость камеры путем применения недорогого и менее чувствительного сенсора и упразднением механического фильтра (системы "день/ночь") и получать цветное изображение ночью. Насколько важен возникающий при этом значительный демаскирующий эффект от применения видимого света – зависит от цели использования камеры.

Подведем черту: для решения несложных задач (наблюдение в офисе или магазине) современные IP-камеры Cube обладают достаточной функциональностью и демонстрируют хорошие характеристики. И хотя по ряду параметров эти устройства показывают высокие результаты, в связи с особенностями конструкции еще рано говорить, что такие IP-камеры можно использовать и для решения профессиональных задач.