Проанализировав рынок IP-камер можно задаться вопросом: почему все производители предлагают богатый выбор моделей камер в BOX – исполнении? Ведь в их модельном ряде широко представлены и камеры «все в одном». Большинству потребителей покажется, что подобные устройства куда проще в установке. Они же не нуждаются в дополнительных затратах на выбор и покупку объектива, подсветки, кронштейна или термокожуха. Но для профессионала не станет новостью, что преимущества универсальных камер, могут обратиться в их слабости. Зачастую, модель с предустановленной периферией обладает рядом недостатков, а именно: меньшая надежность и температурная стабильность по сравнению с камерой в кожухе, проблемное изображение во время осадков при работающей подсветке, отражения встроенной подсветки от элементов камеры и конструкции и т.д.

Гибкая подстройка под условия внешней обстановки и обеспечение гарантированного высококачественного видеонаблюдения, профессиональным пользователям могут быть предоставлены как-раз за счет применения различных комплектующих: объектива, внешней подсветки и системы обогрева. Также использование BOX -камер открывает широкий простор подбора параметров и стоимости оборудования для конкретного проекта. Например, в зависимости от требуемого ракурса, пользователь может выбирать объектив с нужным полем зрения. Кроме того, BOX -камеры можно поместить в гермокожух, который, к тому же, допустимо адаптировать под специальные задачи: для работы при экстремально низких температурах, для беспроводной передачи данных, передачи данных на очень большое расстояние по оптоволоконным каналам связи, а также обеспечить различными типами питания. Причем и ИК-подсветка с камерой в таком случае может быть организована оптимальным образом.

Что тестируем

В линейке многих фирм уже представлены мультимегапиксельные модели камер с величинами разрешения до 12 Мп. Разумеется, такие камеры применяются в специфических проектах и подобное решение невозможно назвать бюджетным. Основную нишу рынка постепенно заполняют камеры с разрешением 4 Мп, при этом, среднее значение год от года растет.

Теоретически, в двух камерах с матрицами, имеющими близкие размер и качество (технологию производства), модель с меньшим разрешением будет обладать большей чувствительностью. Прогресс не стоит на месте, и чувствительность камер высокого разрешения постепенно увеличивается, однако описанная тенденция остается.

Лабораторией CCTVlab ранее уже проводились испытания мультимегапиксельных BOX-камер с разрешением до 4 Мп. Нам стало интересно, а какие характеристики покажут камеры 1,3 – 3 Мп, ассортимент которых у ведущих производителей непрерывно уменьшается. А ведь эти модели являются основными для бизнеса и систем охраны, благодаря низким накладным расходам на интеграцию (дешевые видеосерверы, оптика) и отличному качеству для соответствующих задач.

Компаниям было предложено самим выбрать разрешение камеры для испытаний в диапазоне 1,3 – 3 Мп. В тест вошли модели, в комплекте с которыми не предлагаются какие-то определенные объективы. Это позволяет пользователю самому выбрать нужные параметры под установленные требования к системе видеонаблюдения.

Для испытаний были отобраны камеры, удовлетворяющие следующим критериям:

• BOX-исполнение;
• Разрешение: 1,3 – 3 Мп;
• Наличие режима съемки «день/ночь»;
• Наличие крепления для объектива C/CS.

В итоге исследовались шесть IP-камер:

• ACTIVECAM AC-D1120SWD
• BEWARD B1510
• DAHUA DH-IPC-HF8281EP
• EVIDENCE APIX Box/S2 SFP
• IDIS DC-B1203X
• MICRODIGITAL MDC-N4090TDN

Интересно, что все производители предоставили на тест камеры с разрешением, не превышающим 2 Мп.

Что и почему станем исследовать?

Нам знакомо мнение, что качество BOX-камеры определяет ее сенсор, и, зная модель сенсора, можно предположить возможности устройства. Это звучит реалистично, так как именно матрица отвечает за формируемое изображение. Но, по нашему опыту, кроме матрицы значительное влияние на результирующую детализацию еще оказывают как процессор, так и качество настройки производителем связки матрица – процессор (нам известны случаи, когда производитель "забыл" добавить возможность активизации присутствующего в матрице WDR). То есть по модели матрицы можно судить о максимальных теоретически возможных способностях камеры, которые реализуются на практике чаще всего только у именитых брендов.

Для анализа рассматриваемых устройств мы решили выбрать параметры, методика испытаний которых никак не нормируется и не указывается разработчиками. Сами значения сильно зависят от внешних условий и настроек оборудования. Поэтому равенство величин этих параметров у разных производителей не гарантируют одинаковых технических характеристик. А потребителю будет крайне тяжело сравнить разные модели между собой уже на этапе проектирования системы видеонаблюдения.

Мы исследуем возможность камеры обеспечивать необходимую детализацию при съемке динамической сцены в условиях снижения освещения. Величина чувствительности, указываемая производителям, зачастую переписывается из параметров матрицы, и имеет мало общего с реальными характеристиками устройства. Поэтому технический паспорт камеры не сможет помочь покупателю с выбором между конкурентами (разве что позволит провести грубую оценку продуктов внутри ассортимента одного производителя).

В итоге, мы измеряли:

1. Уровни освещенности, когда разрешение камеры составляет 50 и 75% от максимального при высоком уровне освещенности. Каждая камера настраивается в режим максимальной чувствительности. Замеряется в режиме «день» и в режиме «ночь» отдельно.
2. Разрешающую способность камеры при различных уровнях освещенности в режиме «ночь». Измерения проводили при освещенности: 2, 0,1, 0,01 лк.

Рис.1 Пример изображения с камеры, на котором сохраняется 50% от ее максимального разрешения

В эксперименте применялся комбинированный источник света, имеющий спектр излучения максимально приближенный к реальным условиям: светодиодное освещение, активно внедряемое в уличное освещение, со спектром, смещенным в фиолетовую область; дискретный спектр люминесцентной лампы; галогеновая лампа, со спектром, смещенным в ИК область.

В обоих случаях использовалась динамическая тестовая таблица в виде вращающегося круга с группами линий, чтобы показать потребительские характеристики для наиболее часто встречающихся условий применения камер видеонаблюдения, а именно наблюдение за движущимися объектами. На рисунке выше дан пример изображения вращающейся таблицы в момент замера уровня освещенности для одной из камер: при подобном изображении принимаем, что данный уровень освещения является минимальным, при котором она выдает 50% от своего максимального разрешения (таблицы изготовлены индивидуально для каждой модели).

Все устройства тестировались в идентичных условиях с одинаковым объективом, чтобы добиться максимально возможной объективности результатов.

ACTIVECAM AC-D1120SWD

Предоставлена компанией ООО "ДССЛ-Центр".

Камера находится в числе лидеров (75% детализации при 24,7 лк) по чувствительности съемки в режиме «день». Имеет одно из лучших разрешений (1067 линий) при освещенности 2 лк при съемке в режиме «ночь».

Модель ActiveCam AC-D1120SWD позиционируется производителем как профессиональное решение «под объектив», предназначенное для осуществления внутреннего видеонаблюдения. Функция ROI обеспечивает трансляцию выбранной области сцены (до 4-х) с наилучшим качеством, понижая его для оставшейся части кадра.

В камере присутствует встроенный микрофон и реализованы алгоритмы видеоаналитики: детекторы лиц и пересечения линии, обнаружение вторжения и оставленных/пропавших предметов, детектор саботажа и аудиодетекция.

К любой сетевой камере производитель в подарок прилагает профессиональное ПО IP-видеорегистрации TRASSIR. TRASSIR предоставляет «облачный» сервис самодиагностики TRASSIR Cloud с возможностью хранения отснятых материалов в «облаке».

Отличительной особенностью устройства является возможность регулировки заднего отрезка для подстройки под нестандартные объективы. Также производителем заявлен расширенный температурный диапазон -30°C … +60°C, нехарактерный для камер данного класса без использования термокожуха.

Камера обладает 3 типами питания: DC 12 В, AC 24 В и по PoE.

BEWARD B1510

Предоставлена компанией НПП "Бевард".

Лидер по чувствительности при съемке динамических объектов: ведет съемку динамической сцены с 75% разрешением на 4,9 лк (15,7 лк в режиме «день»), с 50% разрешением на 0,3 лк (0,5 лк в режиме «день»). Камера показала отличные результаты при низкой освещенности 0,1 лк: величина фактического разрешения превзошла большинство других камер (500 линий). Входит в число лидеров при съемке при освещенности 0,01 лк: разрешение равняется 333 линиям.

Единственный производитель, который предоставил на тест камеру с 1,3 Мп CMOS сенсором 1/3. Модель позиционируется как самое доступное решение BOX - формата в своей линейке, обеспечивающее четкое изображение даже в условиях низкой освещенности.

В камере имеется встроенный детектор движения с регулируемым уровнем чувствительности.Реализована поддержка протокола ONVIF. Устройство имеет разъемы аудиовхода/выхода, тревожных контактов и обладает возможностью подключения, в соответствии с интерфейсом RS485.

В комплекте к устройству прилагается бесплатное профессиональное ПО на 36 каналов. Также, производитель заявляет наличие дополнительных опций в модельном ряде, позволяющих осуществить беспроводную передачу данных по сетиWi–Fiи по мобильным каналам данных 4G.

DAHUA DH-IPC-HF8281E

Предоставлена компанией IPera (Айпера).

Камера с «большой матрицей», занимает лидирующую позицию по величине чувствительности, имеет 50% детализацию при освещенности 0,5 лк в режиме ночь (0,8 лк в режиме день). Входит в число лидеров по величине разрешения на всем диапазоне освещенности. Имеет наибольшее разрешение съемки при низкой освещённости (444 линии при 0,01 лк).

Видеокамера оснащена матрицей с размером сенсора 1/1,9 и типовым разрешением в тесте – 2 Мп. Производитель заявляет, что это позволяет сенсору улавливать на 300% больше света по сравнению с сенсорами обычных размеров в других 2 Мп камерах.

Поставляется с бесплатной версиейFlyViewVMS, мобильным клиентом для устройств на популярных платформах IOS, Android и Windows Phone. В модель заложены функции Ultra Defog, ROI, EIS.

Производителем указывается, что в модели реализована функция ABF.

В устройство встроены функции интеллектуального обнаружения: растяжка, вторжение, изменение сцены, исчезнувшие/оставленные предметы, обнаружение изменений аудиосигнала, обнаружение лиц и интеллектуальные функции: подсчет людей на объекте, тепловая карта.

Камера обладает 3 типами питания: DC 12 В, AC 24 В и по PoE.

EVIDENCE APIX Box/S2 SFP

Предоставлена компанией ООО "СТА ПЛЮС".

Камера с «большой матрицей», оказалась в числе лидеров при съемке динамической сцены с сохранением 50% детализации, продемонстрировав отличные результаты: на 0,3 лк (0,7 лк в режиме «день»). Камера является однозначным лидером по величине разрешения на всем диапазоне значений освещенностей (1156 линий при 2 лк, 444 линии при 0,01 лк).

Модель, как и большинство остальных в тесте, обладает разрешением 2 Мп. При этом, производитель установил в камеруCMOSсенсор 1/1,9, по утверждению производителя, обеспечивающий сверхвысокие значения чувствительности камеры.

Обладаетвозможностью крепления как обычного, так и моторизированного ZOOM-объектива.

Особенностью данной модели является комбинированный сетевой порт для подключения витой пары или оптоволоконной линии. Это может позволить пользователю передавать информацию на большие расстояния. Также доступно подключение отдельно приобретаемого SFP-модуля.

Камера предоставляет пользователю возможность применения области детального просмотра (ROI) и встроенного детектора движения и детектора звука, системы защиты от саботажа.

Камера обладает 3 типами питания: DC 12 В, AC 24 В и по PoE.

IDIS DC-B1203X

Предоставлена компанией IPera (Айпера).

При сравнительно низкой освещенности 8,1 лк модель осуществляет съемку с детализацией 75%, при 1,2 лк в ч/б режиме с 50%. Обладает самой большой величиной разрешения (1156 линий) при освещении 2 лк. При освещении вплоть до 0,1 лк входит в число лидеров по величине разрешения.

В модели реализована функция DirectIP, с помощью которой, по словам производителя, обеспечивается простой процесс подключения в систему и ее настройки.В корпусе IP-камеры есть встроенный микрофон, а наличие аудиовыхода позволит пользователю обеспечить двустороннюю аудио связь с местом монтажа устройства.

Производитель заявляет, что встроенная аналитика камеры позволяет осуществлять анализ обстановки по следующим критериям: обнаружение движения с настройкой чувствительности для дневного и ночного времени суток и размеров объекта, пересечение зоны контроля, одновременное обнаружение до 8 или 30 лиц. Реализован анализ взлома или саботажа – обнаружение факта расфокусировки объектива, изменения положения объектива, его заслона посторонними предметами. Присутствует детектор звука с возможностью регулировки чувствительности и настройки расписания. Доступна работа с тревожными входами, а также контроль состояния системы и microSD карты.Обработка всех событий возможна по нескольким предложенным разработчиком сценариям.

MICRODIGITAL MDC-N4090TDN

Предоставлена компанией ООО "Эм Ди Рус".

Модель оказалась одной из лучших при съемке динамической сцены на 75% детализации (6,3 лк в режиме «ночь»), и сохранила хорошие результаты при съемке сцены на 50% детализации (0,6 лк в режиме «ночь»). Показывает достаточно стабильное значение разрешения при съемке от 2 до 0,1 лк (622 линии при 2 лк, 489 при 0,1 лк).

В камеру заложены алгоритмы встроенной оценки событий, а именно обнаружение движения и сигнализация. Также заявлена поддержка протокола ONVIF.

Модель позволяет работать с облачным сервисом Veedo, по заверению производителя, позволяющего быстро и удобно организовать удаленный контроль и видеонаблюдение в самых разных ситуациях. Мобильные приложения для телефоновiOSAndroidпозволяют пользоваться сервисом, используя сотовые телефоны, смартфоны, планшеты.

Также на борту камеры присутствуетUSBразъем, дающий оператору возможность установитьWi–Fiадаптер, и таким образом подключить устройство к беспроводной сети передачи данных.

Таблица 1 Полученные результаты:

Рис. 1. Уровни освещенности, при которых камера обеспечивает 50%
от максимальной детализации. Меньше – лучше

Рис. 2. Уровни освещенности, при которых камера обеспечивает 75%
от максимальной детализации. Меньше – лучше

Рис. 3. Детализация изображения в зависимости от освещенности.
Съемка в режиме «ночь»

В результате теста мы видим, что камеры разделились на 2 группы:

1. Камеры с «обычной матрицей» (формат близкий к 1/3). Среди них прослеживается довольно жесткая конкуренция по соотношению цена/детализация во всем диапазоне освещенности кроме низкой: при освещенности меньше 0,1 лк лидирует камера 1,3 Мп.
2. Камеры с «большой матрицей» (формат 1/1,9), лидирующие по всем параметрам. За это преимущество пользователю придется заплатить в 2-3 раза больше чем за представителя предыдущей группы.

В проведенном эксперименте мы наблюдаем интересное явление: на графике чувствительности присутствует точка пересечения кривых детализации, после которой камера с разрешением матрицы 1,3 Мп показывает большую детализацию, чем камеры с разрешением 2 Мп (за исключением камер с сенсором 1/1,9). Это, по всей видимости, связано с наличием шумов в менее чувствительных камерах, которые размывают картинку и снижают детализацию.

Чем больше размер пикселя, тем больше матрица улавливает света, таким образом показывая лучшую чувствительность при низкой освещенности. Именно поэтому экземпляры 2 Мп камер с сенсором 1/1,9 занимают лидирующие позиции в чувствительности при съемке динамического изображения. Несмотря на то, что в данном эксперименте падение до 75% детализации почему-то произошло несколько раньше, чем для других камер, их абсолютное разрешение является самым большим при низком освещении.

Есть ли будущее у камер с низким разрешением?

Сравнивая камеры с одинаковым размером матрицы (в данном тесте это 2 и 1,3 Мп), мы видим, что меньшее разрешение позволяет добиться гораздо большей чувствительности, одновременно с заметным снижением цены. По всей видимости, это обусловлено не только бОльшим размером пикселя, но и снижением их количества, что приводит к снижению площади «мертвых зон» между пикселями (и, соответственно, уменьшению потерь в них).

Это подтверждают и тесты 4 Мп камер, проведенные ранее. Можно заметить, что в сложных условиях освещения у камер с низким разрешением наблюдалось меньшее падение характеристик и они обеспечивали лучшую стабильность. Среднее снижение детализации у этих камер – 15%, тогда как у 4 Мп - 30%.

Таким образом, перед производителями видеокамер и инсталляторами стоит вопрос выбора: матрицы с топовым разрешением изображения в идеальных условиях или матрицы с меньшим разрешением, но высокой чувствительностью и лучшей детализацией для условий низкого освещения. Поэтому, по всей видимости, камеры с разрешением 2 Мп и ниже останутся самыми ходовыми и дальше, гарантируя хорошую стабильность технических характеристик в неблагоприятных условиях.