IP-камеры видеонаблюдения - «подводные камни»

Данная статья является частью общего массива данных по проектированию систем видеонаблюдения. Статья включает в себя большое количество рекомендаций, методологию, наработки и материалы, созданные в рамках Реалити Эталонный проект на этапе 5 – выбор камер видеонаблюдения.

Вся информация по этапам Реалити размещена на странице - https://reality.proipvideo.ru/

Проблематика рынка современных IP-камер

IP-видеонаблюдение - относительно молодая отрасль сферы безопасности, которая очень активно развивается и стремительно эволюционирует. Каждый год происходят изменения аппаратной и программной частей IP-камер. Современные камеры видеонаблюдения стали интеллектуальными компонентами системы хранения данных. Они активно влияют на передачу потоков и берут на себя функции видеоаналитики. Это преобразует и подход к проектированию: выбор камер теперь определяет архитектуру системы видеонаблюдения.
Как же выбрать надежного производителя и нужные проекту модели IP камер, которые решат поставленные задачи при построении системы видеонаблюдения и доставят минимум сложностей при монтаже, наладке и дальнейшей работе?

На эти вопросы в своем докладе на конференции PROIPvideo2025 постарался ответить Директор по развитию компании IDIS Егор Карелин:

Выбор камер видеонаблюдения, Егор Карелин, IDIS, PROIPvideo2025

▷ Посмотреть на Youtube

На каналах VIDEOMAX регулярно публикуются обучающие видео, демонстрации работы технологий, записи мероприятий.

Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения

youtube VK Видео Яндекс.Дзен

Подводные камни при выборе вендора и IP-камер для проекта

Для того чтобы проектировщик мог обойти большинство проблем при выборе производителя и моделей IP-камер на конференции PROIPVIDEO2025 был продемонстрирован алгоритм созданный на этапе выбора камер видеонаблюдения:

Во время конференции эксперт Реалити Эталонный проект отвечающий за выбор камер описывал пункты алгоритма и сформулировал основные задачи проектировщика:

• Собрать данные о требованиях проекта.
  Температура и внешние факторы, требования к защищенности, требования к исполнению и внешнему виду. При сборе указанных данных используются данные, зафиксированные в задании на проектирование. Подробнее о создании задания в посвященной этому этапу статье - Техническое задание на проектирование видеонаблюдения;
• Получить информацию о требуемых сертификатах.
  От видеокамер, устанавливаемых на объект, могут потребоваться: сертификат Российского производства (СТ-1), транспортный сертификат (969), морской сертификат (РМРС), сертификат взрывозащищенности (Ex), наличие определенного уровня антивандальности (IK), наличие определенного уровня антикорозийности. Это только часть из возможных сертификатов, но существуют еще и различные отраслевые сертификаты и требования;
• Произвести обследование объекта.
  Обычно обследование объекта производит совместная группа инженеров и проектировщиков. Результаты обследования должны подтвердить: возможность установки видеокамер в выбранных точках объекта, типы поверхностей для монтажа камер, угол зрения видеокамер и мешающие обзору препятствия;
• Произвести проектирование в ПО САПР с учетом собранных данных и произведенного обследования.
  В процессе проектирования в ПО используется параметр пиксель/метр (DORI), величина которого зависит от параметров видеокамеры - угла зрения и разрешения матрицы, а также от дальности до объекта слежения.
  В результате определяются такие данные как: высота установки, углы оптики, разрешение и формат изображения.
  Подробнее о том, как производится расстановка видеокамер в САПР описывается в статье, посвященной этапу Проектирования в ПО - Расположение и формирование требований к видеокамерам;
• Уточнить требования по совместимости.
  Для подключения IP-камеры используются специальные протоколы, они могут быть общедоступными и проприетарными.
  Протоколы различаются по своим возможностям и по предоставляемому функционалу. От IP-камеры можно получить сильно различающийся функционал просто подключая ее в систему безопасности разными протоколами.
  Подробнее о способах подключения IP-камер в статье Способы подключения IP-камер
  Проектировщик должен найти в интеграционных материалах функционал, который он закладывает в проект и ожидает от IP-камер, нужно изучить списки совместимых IP-камер, информацию о поддерживаемых протоколах, кодеках сжатия, функционале.
• Одно из сформулированных экспертом на конференции требований – это постараться не использовать при создании системы большое количество вендоров из-за разности протоколов и функционала, различиях во встроенном ПО, в возможностях обслуживания. Эти факторы могут создавать пользователю постоянные проблемы.

Если учесть перечисленные рекомендации, то выбор в проекте снизится до четко очерченного круга вендоров и определенных линеек камер. Но даже после этого, круг выбора решения очень широк.

Что же делать проектировщику системы видеонаблюдения?

Нужно учитывать технические параметры IP-камер, и именно в параметрах можно обнаружить основные подводные камни.

Подводные камни в технических параметрах IP-камер

В первую очередь помните: не существует «универсальных камер». Выбор модели IP-камеры всегда определяется конкретными условиями ее применения и поставленными перед ней задачи.

Проблематику подводных камней в технических параметрах IP-камер раскрывает отличный доклад Алексея Новака инженера компании AXIS с конференции PROIPvideo2018.

Подводные камни бюджетных IP-камер видеонаблюдения, Алексей Новак, AXIS, PROIPvideo2018

▷ Посмотреть на Youtube

На каналах VIDEOMAX регулярно публикуются обучающие видео, демонстрации работы технологий, записи мероприятий.

Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения

youtube VK Видео Яндекс.Дзен

Давайте рассмотрим основные параметры IP камер, на которые необходимо обратить особое внимание.

Исполнение и дизайн IP камер

Конструкция, качество исполнения, дизайн камеры это вопрос удобства использования и возможности применения. Исполнение определяет многие эксплуатационные параметры камеры, важные при проектировании. Исходя из опыта применения и отзывов партнёров мы сформулировали рекомендации для нескольких типов конструкций:

Корпусная камера

Корпусные камеры не имеют защиты от влаги, а интерфейсные разъемы размещены прямо на корпусе камеры, оптика для такой камеры приобретается отдельно.

Корпусные камеры предоставляют широкий функционал и часто имеют уникальные параметры:

• BNC видеовыход, а иногда даже HDMI видеовыход;
• разъем RS485 с возможностью передачи PTZ команд;
• выбор оптики различного угла обзора с разъемом CS и управлением диафрагмой (DC-iris, P-iris, i-CS);
• удаленная подстройка фокуса из меню IP-камеры (Remote Back Focus);
• большое количество подключений датчиков и реле, аудио входов и выходов;
• расширенные возможности питания (например PoE / DC12V / AC24V).

Корпусные камеры предназначены для особенных задач или для сложных условий работы при установке в специальный защитный кожух.

Корпусная камера не законченное решение, которому необходимы корректно подобрать оптику, кожух, кронштейн, ИК-прожектор. Такое сборное решение проигрывает в цене обычным цилиндрическим и купольным камерам.

Проектировщик выбирает корпусную камеру в проект при необходимости реализовать параметры, прописанные в задании на проектирование и сложные требования заказчика, в условиях, когда типовое решение не подходит.

Цилиндрическая уличная камера

Цилиндрическая (Bullet) камера, это готовое решение, которое включает в себя оптику, ИК-прожектор, корпус, монтажный кронштейн, ИК-прожектор, интерфейсный шлейф.

На что обратить внимание проектировщику при выборе цилиндрической камеры:

• уточните наличие вынесенного над корпусом солнцезащитного козырька. Он необходим при работе под открытыми лучами солнца, а также при защите от осадков;
• при выборе камеры с оптикой с изменяемым углом зрения выбирайте моторизированную оптику с автофокусировкой. Автофокус снижает затраты на наладку и позволяет производить перенастройку без вызова монтажной бригады. Моторизованная оптика управляется по сети т.е. не имеет внешних элементов управления, поэтому не влияет на герметичность корпуса.
• при выборе уличной камеры с изменяемым углом зрения убедитесь в наличии встроенного подогревателя с функцией холодного старта. Современные производители используют элементные платы с широким рабочим диапазоном температур, но на движущиеся механизмы оптической системы влияют отрицательные температуры, именно поэтому нагревательный элемент размещается в головной части корпуса;
• обратите внимание на встроенный, трёх осевой кронштейн. Не редко весь много сочленённый механизм кронштейна держится на одном зажимном кольце, а материал кронштейна может иметь слабую прочность и легко позволяет сорвать стопорные соединения при монтаже;
• уточните расположение места установки SD карты. Даже при наличии резиновых прокладок, открываемая ниша для установки SD карты увеличивает возможность попадания влаги внутрь камеры. Оптимальное место расположения лючка для установки SD карты — это область, защищенная солнцезащитным козырьком. Очень плохо если для установки SD карты нужно разбирать камеру;
• убедитесь, что производитель имеет в каталоге совместимую с камерой изолированную монтажную коробку достаточного объема что свернуть в неё шлейф камеры и разъем полевой заделки;
• не проектируйте установку цилиндрических камеры в зоны доступные для человека т.к. злоумышленнику не сложно отвернуть ее в сторону.

Камера «шар в стакане»

Это камера корпус которой имеет форму шара. С камерой поставляется монтажный комплект в виде стакана, в котором камера вращается по трём осям с фиксацией положения специальным зажимным кольцом. Камера имеет интерфейсный шлейф с разъемами для подключения.
Камеры в форме шара в пластиковом исполнении обычно находятся в самом бюджетном сегменте с максимально обрезанным функционалом и мало чем примечательны.

Камеры с корпусом из металла имеют высокий уровень пыле-влаго защиты и функционально очень близки к цилиндрическим, поэтому и проблемы у них схожие.

И камеры в виде шара и цилиндрические камеры часто имеют в параметрах значение IK10, но нужно понимать, что перед объективом у них установлено плоское тонкое стекло. И если корпус соответствует заявленному классу антивандальной устойчивости, то стекло объектива наверняка нет. По-настоящему антивандальные стекла можно встретить в купольном исполнении.

Купольная камера

Купольные (DOME) камеры, это камеры, с телом, установленным на основание и имеющие полностью откидную крышку в виде полусферы.
Кабельные линии заходят внутрь камеры т.е. купольная камера обычно не имеет внешнего интерфейсного шлейфа.

Накрывающая камеру прозрачная пластиковая полусфера может иметь большую толщину и обладать высокой степенью защиты.

Если полусфера имеет тонировку, то злоумышленнику сложно определить куда смотрит камера, к тому же корпус купольной камеры невозможно отвернуть в сторону как цилиндрическую камеру.  

При внутреннем исполнении корпус купольной камеры может быть полностью пластиковым, а случае металлического корпуса производители обычно заявляют высокие уровни пыле-влаго защиты и антивандальности.

Таким образом купольные камеры имеют неоспоримые плюсы, но при этом имеются существенные минусы, про которые должен знать проектировщик:

• купольную камеру сложнее устанавливать и настраивать, ведь монтажнику для работы с камерой нужно полностью снимать полусферу;
• при установке купольной камеры нарушается герметичность корпуса т.о. купольные камеры не предназначены для уличной открытой установки;
• корпус купольной камеры конструктивно не может быть столь же изолированным, как и корпус цилиндрической камеры или камеры в виде шара, это ограничивает применение купольных камер;
• купольные камеры, как и камеры в виде шара, не имеют солнцезащитных козырьков (за исключение редких спец. решений). Поэтому такие камеры должны устанавливаться в местах без прямого воздействия осадков и солнечных лучей;
• толстая покатая полусфера несколько снижает разрешающую способность;
• конструкция полусферы не допускает установки полноценного отсекателя лучей встроенного ИК-прожектора, поэтому в ночных условиях на матрицу видеокамеры могут попадать отраженные от сферы ИК-лучи, ухудшая изображение. Такой же эффект происходит при налипании пыли и грязи на куполе камеры т.е. купольная камера при размещении в уличных или в пыльных условиях требует более частого обслуживания;
• купольная камера и камера в виде шара имеют ограничения в углах поворота оптического модуля относительно тела камеры, в отличие от цилиндрической камеры;
• купольную камеру с толстым стеклом полусферы сложнее прогреть (в силу большого внутреннего объема), а установить обогреватель рядом с моторизованной оптикой конструктивно невозможно. Поэтому производитель вынужден устанавливать более мощный подогреватель и часто потребление таких видеокамер выше.

Объектив видеокамеры

Выбор объектива всегда обусловлен задачей, которая стоит перед камерой. Если объектив будет некачественным или не будет соответствовать камере, то даже самая лучшая камера будет  показывать плохо.

Если в проекте используются корпусные камеры, то на них нужно установить объектив стандарта CS (С-mount объективы устарели и почти не встречаются). Резьбовое крепление объектива CS имеет стандартизированный размер, диаметр и рабочий отрезок до матрицы камеры.

При исследовании различных IP-камер в нашем офисе мы сталкивались с проблемой подбора качественного объектива и фокусирования изображения. Поэтому обязательно уточняйте с какими моделями объективов производитель рекомендует использовать свои камеры.

Что касается объективов, которые предустановлены в камеру на заводе, то обычно они имеют крепление M12 или D14. Прежде всего такие объективы различаются на :

• объективы фиксированного угла зрения;
• объективы переменного угла зрения;

Основные параметры объективов видеокамер:

• метод управления диафрагмой (Manual, DC-iris или DD, P-iris, i-CS);
• поддерживаемый диапазон размеров матрицы видеокамеры;
• фокусное расстояние фиксированное или переменное;
• диапазон значений фокусного расстояния (мм);
• разрешающая способность, Мп (не путать с разрешением матрицы камеры);
• относительное отверстие (F-число);
• и конечно, перечисленные выше параметры влияют на размеры объективов.

Основные сложности связаны с подбором внешнего объектива на корпусную камеру, но есть «особенности» на которые должен обратить внимание проектировщик и при выборе фиксированной видеокамеры со встроенным объективом, это:

• предельные углы объектива в параметрах видеокамеры с вариофокалом могут быть недостижимы т.к. фокусировка «съедает» часть угла зрения. Это значит что не стоит проектировать в предельных для видеокамеры углах зрения;
• объектив с углом зрения шире чем 4мм фокусного расстояния, обладает выраженными сферическими искажениями (дисторсией), но зато имеет бесконечную глубину резкости;
• в объективе с углом зрения, уже чем 12мм фокусного расстояния, уменьшается глубина резкости, но зато такие объективы не имеют видимых сферических искажений;
• моторизованный объектив фиксированной камеры медлителен, долго производит подстройку фокуса (наведение резкости) и не предназначен для постоянного оперативного управления, поэтому не стоит ожидать от него возможностей трансфокатора поворотной камеры;
• объектив бюджетной камеры часто отличается неравномерностью качества с ухудшением резкости по краям изображения. Проектировать бюджетные камеры следует с достаточным перекрытием по площади охраняемого объекта;
• при необходимости выбора объектива с переменным углом зрения выбирайте моторизованный объектив. Это снизит затраты на пуско-наладку и на последующую эксплуатацию (например при перенастройке камер потерявших фокус);
• при выборе бюджетной видеокамеры высокого разрешения (например 4К), велика вероятность получения объектива поддерживающего 4К формат, но не имеющего разрешающей способности 8Мп. Это означает что качество изображения (разрешающая способность) такой видеокамеры до уровня 4К не дотягивает.

Режим "день/ночь". ИК фильтр

Видеокамеры с режимом "день/ночь" стали нормой, но зачем камеры переключаются в разные режимы?
Днем видеокамера должна создавать изображение из лучей видимого спектра, но при этом большая интенсивность лучей в ИК-спектре мешает созданию корректного изображения. Ночью видеокамера сталкивается с почти полным отсутствием лучей дневного спектра и вынуждена иметь высокую чувствительность в ИК-диапазоне. Таким образом CMOS матрица современной видеокамеры должна быть чувствительной и в естественном, и в инфракрасном диапазоне спектра, но в разное время суток.

Поэтому в режиме «день» видеокамера работает в цветном режиме и ИК-фильтр опущен, отсекая ИК-диапазон. При переходе в режим «ночь» ИК-фильтр убирается, и камера переключается в Ч/Б режим для повышения чувствительности матрицы, а видеокамера видит лучи дополнительных ИК-прожекторов. 

Какие же подводные камеры поджидают проектировщика?

• помимо функции "день/ночь" в параметрах видеокамеры должен быть указан ICR или Убираемый ИК-фильтр. Если такого параметра нет, то есть вероятность получить видеокамеру с "Электронным день/ночь". Это когда на матрицу установлена пластина убирающая ИК-диапазон, а камера при включении ночного режима просто переходит в Ч/Б. Такие камеры не видят подсветки ИК-прожекторов и фактически являются дневными камерами;
• еще одна проблема заключается в параметре дальности действия ИК-прожектора. Производители часто пишут не реальные параметры дальности ИК-подсветки с учетом углов обзора, а теоретические. К тому же производители почти всегда не указывают уровни AGC, SNR, Shutter, IRE при которых были получены значения дальности, встроенного ИК-прожектора.

Но, проектировщику достаточно открыть калькуляторы производителей ИК-прожекторов чтобы убедиться, насколько данные производителей камер расходятся с реальностью.

Матрицы

От матрицы прежде всего зависит разрешение кадра и угол зрения камеры, а также на скорость видеопотока. Матрица влияет на уровень шумов и динамический диапазон. Матрица — это основной элемент видеокамеры и фактически каждая видеокамера проектируется производителем вокруг матрицы.

Подробно про работу матриц видеокамер с разрешением и шумом рассказано в специальной статье - Разрешение IP-камер. Как выбрать?

В современных IP-камерах используются CMOS-матрицы, тогда как CCD-матрицы устарели и применяются лишь в специализированных задачах. Эти два типа матриц различаются как технологией изготовления, так и физическими принципами работы.

CCD (ПЗС) матрица — специализированная аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, выполненная на основе кремния, использующая технологию ПЗС — приборов с зарядовой связью. CCD-сенсоры обладают эффективным электронным затвором, очень важным для фиксации быстрых перемещений (движений), низким уровнем шума (хорошая чувствительность в ближнем ИК-диапазоне. ПЗС матрицы имеют широкий динамический диапазон. При этом CCD мегапиксельного разрешения дорогие в производстве, потребляют много энергии и могут "шуметь" из-за значительного тепловыделения.

CMOS (КМОП) матрица — технология построения электронных схем. В технологии КМОП используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости. CMOS матрицы дешевле в изготовлении, потребляют меньше энергии, разрешение ограничивается лишь технологией изготовления, хорошо подходят для мегапиксельных камер. Современные CMOS матрицы не уступают CCD по основным параметрам, но при этом технологии изготовления постоянно совершенствуются. CCD же подобрались к своему технологическому пределу.

Проектировщик видит в параметрах видеокамеры только физический матрицы размер, формат и разрешение выдаваемого изображения. Когда в параметрах указан известный завод и модель CMOS (например, SONY STARVIS), то проектировщик может рассчитывать на силу технологий бренда. Но, производитель видеокамеры часто скрывает модель и производителя матрицы.

Как же проектировщику избежать проблем при выборе матрицы видеокамеры?

Нужно понимать, что гонка мегапикселей стала маркетинговым инструментом, а не реальным отражением качества. Ведь повышение числа пикселей при том же физическом размере матрицы объективно ухудшает светосилу матрицы. Чем меньше пиксель, тем меньше он захватывает фотонов, а количество шумов увеличивается.

Поэтому, несмотря на то что производители матриц постоянно совершенствуют встроенную систему подавления шумов, наши рекомендации при выборе CMOS такие: в качестве основного решения выбирать 2Мп матрицы, если требования сцены диктуют необходимость в большем количестве пикселей, то использовать современные 4Мп или 5Мп CMOS которые имеют достаточную чувствительность для большинства типовых сцен, а вот CMOS 8Мп и выше следует использовать точечно, учитывая задачи которые поставлены перед видеокамерой.

Скорость электронного затвора 

Электронный затвор (Shutter) — это время, в течении которого осуществляется накопление зарядов на матрице. Если время будет очень маленькое, то сигнал будет слабым и возможно увеличение шумов. Если время будет большим, то возможна засветка отдельных участков и/или смазывание быстродвижущихся объектов на изображении. Длительность между опросами, может быть, от нескольких секунд до 1/100000cек. Практически у всех современных IP-камер электронный затвор работает в автоматическом режиме, подстраивается под текущее изменение освещенности в кадре и изменяет скорость. 

Встречаются задачи видеонаблюдения, когда требуется зафиксировать скорость электронного затвора (например - съемка конвейерной линии), либо сузить пределы автоматической регулировки (например, при распознавании лиц на КПП).

Чаще всего эти задачи связаны с возможностью зафиксировать четкий кадр с быстро движущимися объектами. Для этого нужно иметь возможность изменять параметры электронного затвора, однако на рынке достаточно камер, у которых имеются ограничения по регулировке электронного затвора.

На скорость электронного затвора также влияют дополнительно включаемые в видеокамере технологии: расширение динамического диапазона (WDR), подавление мерцания ламп 50/60Гц (Anti-Flicker). При включении этих технологий пользователь также теряет возможность ручного управления электронным затвором.

Световая чувствительность

Световая чувствительность крайне важный параметр, который, не имеет четкого стандарта, методик оценки и измерения. Многие производители указывают значения чувствительности 0,0001 люкс, и даже ниже, но при этом не указывают параметр SNR (соотношение сигнал/шум) при котором было получено такое значение люкс.

К тому же для получения наилучших результатов при измерении чувствительности завод производителя специально настраивает видеокамеру:

• устанавливается максимальное значение AGC (функция усиления видеосигнала, которая усиливает и полезный сигнал и шумы);
• замедляется электронный затвор;
• камера переводится в Ч/Б режим;
• снижается разрешение матрицы для повышения чувствительности (binning);
• есть и другие ухищрения для повышения чувствительности при проведении испытания, например можно использовать объектив с большой апертурой.

Вполне естественно что в рабочих (боевых) настройках видеокамера даже близко не может показать паспортные уровни чувствительности. Тем более не стоит сравнивать значения чувствительности между камерами различных производителей, ведь на чувствительность также влияют специальные алгоритмы обработки изображения. Стандартная чувствительность современной видеокамеры в ЦВ режиме составляет порядка 0.5люкс, а в Ч/Б режиме около 0.1люкс.

Поэтому проектировщику следует  обратить внимание на:

• размер матрицы, чем он больше, тем выше чувствительность;
• технологичность матрицы, чем новее разработка и чем больше заявлено прогрессивных технологий, тем лучше;
• светосила объектива или относительное отверстие, чем показатель лучше, тем светлее изображение и меньше шумов.

Функционал IP камер

К функционалу IP камеры мы отнесем такие параметры, как возможности встроенного WEB интерфейса, возможности сжатия видеопотока и многопоточность, наличие встроенной видеоаналитики, возможность работы камеры с SD картами памяти. 

WEB интерфейс

Практические все современные IP-камеры имеют встроенный WEB интерфейс. Он предназначен для первоначальной настройки камеры, изменения особых параметров. Каждый производитель для своих IP-камер разрабатывает индивидуальный WEB интерфейс, стараясь сделать его максимально удобным и доступным.

Поддерживаемые браузеры часто указаны в паспортных параметрах IP-камер, в некоторых случаях, необходимо устанавливать на ПК дополнительное ПО от производителя IP-камеры. В большинстве случаев при первом подключении через WEB камера предлагает установить необходимые библиотеки и пароль для входа.

WEB интерфейс запускает меню настроек IP-камеры, это же меню используется при обслуживании IP-камеры, при запросе логов работы или для обновления встроенного ПО IP-камеры. WEB интерфейс камер может быть представлен в виде полноценного рабочего места оператора, с просмотром видео в реальном времени, просмотром видеоархива (если ведется запись на SD карту), управлением микрофоном или динамиком камер, а также сухими контактами.

Сжатие видеопотока

В IP-камерах преимущественно используются кодеки межкадрового сжатия H.264, H.265 и многочисленные разработки Smart кодеков (H.265+). Но в некоторых камерах еще встречается кодек MJPEG.

MJPEG

Это формат сжатия, который обеспечивает хорошее качество изображения, где каждый кадр сжимается индивидуально (внутрикадровое сжатие). Для сжатия кодеком MJPEG не требуется высокой производительности процессора, но имеется значимый минус - поток с камеры существенно выше, чем у кодеков межкадрового сжатия.

Использование такого кодека может привести к значительной нагрузке на сеть и на записываемый архив. В настоящее время MJPEG используется крайне редко.

H.264

H.264 является кодеком межкадрового сжатия. В потоке кадров кодек выделяет только движущиеся объекты и кодирует информация о них, а полное изображение кодируется только через заданные промежутки в качестве опорного кадра. H.264 позволяет формировать высококачественный видеосигнал со значительно меньшим потоком, чем MJPEG.

Из-за относительно низких требований к процессу обработки, кодек H.264 можно рекомендовать для отображения на высоконагруженных рабочих станциях, а для записи архива оптимально использовать более современные кодеки сжатия. При отображения видеопотоков в режиме мультикартинки, IP-камеры передают на рабочие станции мониторинга потоки в низком разрешении, что снижает нагрузку на сеть между IP-камерами, рабочими станциями и сервером.

H.265

Кодек H.265 является развитием H.264 и так же основан на межкадровом сжатии, но эффективнее более чем в 2 раза.

Основные изменения которые позволили добиться уменьшения видеопотока:

• увеличение размера блока кодирования с 16х16 до 64х64 позволяет сильнее сжимать однородные области кадра;
• оптимизация внутрикадрового предсказания, позволяет точнее предсказывать перемещения пикселей в кадре;
• оптимизация межкадрового предсказания, позволяет точнее определять движущийся объект, а значит более оптимально кодировать его.

Помимо этого кодек H.265 изначально проектировался для многопоточной обработки, была улучшена поддержка цветности (10 бит, HDR), поддержка разрешений вплоть до 8К, а скорости fps до 120.

Главный минус относительно H.264 это увеличение ресурсоемкости кодирования и декодирования. Можно рекомендовать H.265 кодек для работы с аналитикой и для записи архива.

H.265+ и Smart кодеки

Прежде всего нужно понимать, что H.265/ H.264 это стандарт, а Smart кодеки — это проприетарные технологии различных компаний. Smart кодеки работают только внутри одного бренда или при глубокой интеграции между производителями.

Зачем же производители добавляют в свои IP-камеры фирменную технологию сжатия? Цель добиться большего сжатия чем H.265 за счёт интеллектуального и динамического управления частотой опорных кадров, частотой кадров в секунду, попытки усиленного сжатия статичного фона путем поиска и выделения зон интересов (ROI).

В целом Smart кодеки добиваются высокой экономии в статичных сценах, но в высоко динамичных могут добавлять в кадр артефакты и смазывание движущихся объектов.

Можно рекомендовать использовать Smart кодек если у вас оборудование одного бренда или высоко интегрированное решение, сцены статичны (парковка, коридоры), но в случаях аналитической обработки видеопотока и высокой интенсивности движения в кадре использовать Smart кодеки следует с осторожностью, предпочитая H.265.

Каждый тип сжатия и каждый кодек служит своим целям. Выбирая IP-камеру, нужно определиться с теми задачами, которые камера будет обеспечивать. Исходя из тактики охраны формируются требования на передачу данных.  При этом не все камеры способны передавать данные одновременно в нескольких потоках и типах сжатия.

Многопоточность

Многопоточность – это функционал, который доступен практически в каждой IP-камере. Грамотное использование данного инструмента в IP-камерах даст возможность значительно сэкономить на ресурсах и пропускной способности сети, а также производительности серверов.

Поддержка одновременно нескольких независимых потоков передачи видео - важный параметр IP камер. Поддержка большого количества независимых видеопотоков говорит о мощной аппаратной части камеры. Но не редко производители умалчивают об ограничениях работы камеры в многопоточном режиме.

Опишем основные проблемные моменты:

• часто если с камеры уже взят один поток максимального разрешения и скорости, то остальные потоки будут аппаратно ограничены как в разрешении, так и в скорости;
• при использовании кодека MJPEG для основного потока могут быть сильно ограничены возможности создания дополнительных потоков;
• кодек MJPEG может быть заявлен, но использован только как один из дополнительных потоков в сниженном разрешении и скорости;
• достижение высоких скоростей видеопотока (более 25 кадров/сек) может достигаться только при серьезном снижении разрешения и скорости дополнительных потоков, а также при отключении таких функций как WDR.

Одним из важных параметров работы камеры в многопоточном режиме является параметр битрейт (bit rate). Битрейт принято использовать при измерении эффективной скорости передачи информации по каналу, то есть скорости передачи «полезной информации». Измеряется битрейт в килобитах или мегабитах в секунду. Битрейт в IP камерах может быть меняющимся или постоянным (VBR или CBR).

Поддержка встроенной видеоаналитики

Встроенная видеоаналитика в IP-камерах представлена в виде классических программных детекторов и нейросетевых детекторов.
Поддерживаемые IP-камерой типы детекторов определяется возможностями программного обеспечения (прошивки) и аппаратной возможностью используемого процессора. 

Классические детекторы 
В классические детекторы входят:
- детектор движения (сравнение изменения пикселей);
- аудио детектор (детектор уровня звука);
- детектор активности движения (тепловая карта детекции);
- детекторов вскрытия / расфокусировки (tampering детекторы).
Так же к классическим относятся детекторы, реагирующие на геометрию – пересечение линии (Line cross), вход/выход из зоны (Zone detector).

В алгоритм реакции классических детекторов заложены различные реакции на изменения пикселей в потоке кадров т.е. они реагируют на движение в кадре.

Нейросетевые детекторы
Нейросетевые детекторы основаны на распознавании определенного объекта в кадре. Нейросетевые детекторы также, как и классические реализуют схожие реакции, такие как: движение в кадре, пересечение линии, вход/выход и длительность нахождения в зоне, но благодаря реакции только на определяемые объекты они производят гораздо меньше ложных срабатываний. Например, трекинг распознанного объекта (AI-Tracking) гораздо меньше ошибается чем трекинг с использованием классического детектора движения.

К тому же нейродетекторы  способны реализовать более сложные алгоритмы срабатывания, такие как: подсчет объектов в зоне (детектор очереди), реакция на дистанцию между объектами, пересечение линии со счётчиком объектов, длительность нахождения в зоне конкретного определенного объекта.

Нейродетекторы добавляют в видеонаблюдение новые виды анализа.

• анализ человека: лицо в кадре, наличие маски, шляпы, очков, гендер, возраст, предмет в руках, эмоции, цвет верха и низа, тепловая карта перемещения людей;
• анализ транспорта: это распознавание типа транспорта (автобус, грузовик, мотоцикл и т.д.) и его цвета;
• анализ вида животных: кошки, собаки, птицы;

Перестают быть редкостью IP-камеры с нейросетевой аналитикой высокого уровня. К таким детекторам относятся:

• распознавание человека по лицу (Face recognition);
• распознавание автомобильного ГРЗ (ANPR/LPR);
• поведенческая аналитика, основанная на определении скелета человека – детектор падения, детектор агрессии и драки, курение, разговор по телефону.

Вы можете прочитать дополнительно статью про возможности современной видеоаналитики.

Продолжается общий тренд по встраиванию в IP-камеры всё более профессиональной видеоаналитики, которую ранее можно было встретить только у производителей ПО. Аналитический функционал IP-камеры возможно использовать в случае использования ее с ПО или с регистратором от того же производителя, но чаще всего IP-камера работает в стороннем ПО видеонаблюдения, которое также имеет свой набор программных детекторов. Использование встроенной видеоаналитики камеры в стороннем ПО видеонаблюдения не всегда возможно и зависит от качества интеграции ПО с конкретной IP-камерой.

Поэтому на этапе проектирования обязательно следует выяснить, интегрирована ли в используемом ПО аналитика выбранной IP-камеры.

Возможность внутреннего хранения данных

SD карта

Поддержка SD карт вошла в стандартный набор функций IP-камеры.

Какие возможности предоставляет поддержка SD карты?

• Автономная запись. При использовании функционала записи на SD карту памяти можно не использовать серверное оборудование.
• Избыточная запись. Возможность без дополнительных вложений реализовать избыточную запись (дублирование архива сервера).
• Резервное копирование при сбое сети. Возможность записи на SD карту позволяет записывать архив только в случае потери связи с записывающим устройством и в дальнейшем при восстановлении соединения восстановить с SD карты недостающий архив.
• Компенсационная запись. Возможность записи на SD карту позволяет записывать локально архив высокого качества если на сервер или в облако отправляется только сжатый поток с низким битрейтом и разрешением.

Перечисленные возможности впечатляют, так в чем же подводные камни?

• Ресурс записи. Ресурс SD карт гораздо ниже, чем у HDD или SSD. Даже при выборе карты с рейтингом High Endurance сложно гарантировать годы работы при активном использовании;
• Объем. SD карты довольно ограничены в объеме (относительно HDD), да и сами IP-камеры имеют ограничение объема архива при записи на SD карту;
• Скорость. Рекомендуется устанавливать в IP-камеры карты со скоростью Class 10 и выше.
• Вандализм и воровство. Видеокамера часто находится в зоне доступности для злоумышленников. Если камеру открутят или поломают, то видеоархив может быть утерян.

Встроенный буфер потока/архива.

Некоторые производители (в основном премиального сектора) реализовали в своих IP-камерах технологию позволяющую выделить часть оперативной памяти под задачи буферизации видеопотока и архива.

Какие же плюсы достигаются такой технологией?

• Буферизация видеопотока. Позволяет нивелировать кратковременные перебои в работе локальной сети;
• Буферизация архива. Позволяет сохранять в оперативной памяти IP-камеры достаточно длительные участки архива с последующим перенесением в архив на SD-карте или на устройстве записи. Позволяет вести гарантированную бесшовную запись архива даже при длительных обрывах связи между камерой и записывающим устройством;
• Оперативный просмотр архива. Предоставляет просмотр оперативного архива по команде пользователя без обращения к устройству записи. Снижает нагрузку на центральный архив, особенно при большом количестве операторов;
• Предсобытийная запись. Позволяет при обнаружении движения передавать заданный промежуток архива на записывающее устройство с целью прикладывания к архиву видеозаписи, созданной до события. При этом не расходуются мощности центрального сервера или регистратора на ведение архива в режиме предзаписи.

Обработка изображения

Рассмотрим наиболее значимый параметр обработки видео, который должен присутствовать в камерах и быть доступным для пользователя при решении определенных задач.

Широкий динамический диапазон

Широкий динамический диапазон (Wide Dynamic Range, WDR) — это технология, позволяющая расширить рабочий диапазон камеры между самыми темными и самыми светлыми участками изображения. Другими словами, этот функционал производит компенсацию засветки изображения, то есть высветление более темных зон и затемнение более светлых, что позволит увидеть и идентифицировать предмет, находящийся в очень светлой или очень темной зоне. Существует два распространенных варианта реализации WDR: аппаратный и программный WDR.

• Аппаратный WDR основывается на использовании матрицы с двойным сканированием. Камера делает два снимка каждого кадра с разной экспозицией, которые потом объединяются в попытке хорошо показать и пересвеченные и сильно затемненные области.
• Программный WDR основан на обработке изображения процессором камеры, в попытке изменения настроек видеопотока (цветность, контрастность и т.п.) чтобы добиться лучшей видимости в сценах с пересвеченными и затемненными областями.

При тестировании у нас в офисе технологии программного WDR, мы получили совершенно разные результаты от различных камер. При включении функции WDR в помещении с лампами дневного освещения, изображение менялось в лучшую сторону, более темные места становились более контрастными и различимыми. Далее свет выключали частично или полностью, оставляя естественно освещение от окна. В результате картинка на части камер с поддержкой программного WDR начинала шуметь и контрастность темных зон заметно ухудшилась.

Камеры, имеющие аппаратный WDR показали себя с лучшей стороны, даже если направить камеру на окно и поставить в кадр человека перед окном, то после включения WDR в кадре возможно было различить лицо стоящего человека, а также увидеть все что происходит за окном.

Использование функционала WDR в камере актуально, когда необходимо установить камеру в холлах с панорамным остеклением, на лестничном пролете с большими окнами, на входе в здание, где присутствует смешанное освещение и т.п.

Казалось бы технология аппаратного WDR приносит пользователю только плюсы, но давайте разберем проблемы, с которыми может столкнуться пользователь:

• ухудшение качества цветопередачи. Изображение, обработанное технологией WDR, отличается ухудшением насыщенности цветов и некорректным балансом белого;
• увеличение шумов в изображении. При поднятии яркости в темных областях увеличивается цифровой шум;
• сильное ухудшение пригодности потока для обработки видеаналитикой. Обработка технологией WDR приводит к искажениям границ движущихся объектов. Практически все производители видеоаналитики указывают в своих требованиях на недопустимость дополнительной обработки изображения.

Исправить или нивелировать указанные выше проблемы технологии WDR обещают новейшие разработки, такие как встроенная в чипы SONY STARVIS 2 технология Clear-HDR. Улучшение достигается благодаря тому, что матрица SONY успевает дважды считать заряд с разной экспозицией за один кадр. В результате движущийся объект в кадре практически не успевает сместиться между двумя экспозициями и границы движущихся объектов остаются четкими.

Выбор IP-камер

Итак, мы разобрали основные подводные камни, с которыми может столкнуться проектировщик системы видеонаблюдения. Были рассмотрены действия, которые необходимо совершить до выбора IP-камер. Указали на параметры IP-камер на которые следует обратить более пристальное внимание и дали практические рекомендации по использованию технологий IP-камер.

И теперь, в завершающей части статьи мы переходим к процессу выбора IP-камер.

В чём проблема выбора?

Дело в том, что сцены съемки (охраняемые зоны объекта) сильно различаются и поэтому требуют различных параметров от видеокамер. Они могут быть абсолютно разными по геометрии и освещению (например: периметр и входная группа). Требования заказчика и тактика охраны для разных зон также различаются, и это тоже накладывает ограничения на выбор видеокамеры. К тому же, без понимания последовательности действий, проектировщик может  быть перегружен количеством параметров которые нужно учитывать.

В рамках Реалити Эталонный проект эксперты этапа выбора камер видеонаблюдения определяли необходимые проекту IP-камеры, и то, как требования проекта следует переносить на характеристики выбираемых IP-камер. Одним из результатов этапа была разработка алгоритма выбора камер видеонаблюдения.

Финалом этапа выбора камер видеонаблюдения стал отчетный технический вебинар в декабре 2025 года. В котором приняли участие: эксперт со стороны вендора, Руководитель технической поддержки компании IDIS Сергей Царалунга и эксперт компании ВИДЕОМАКС, Руководитель отдела поддержки проектировщиков Александр Минасян.

Выбор камер видеонаблюдения, технический вебинар Сергей Царалeнга IDIS и Александр Минасян VDEOMAX, Реалити Эталонный проект.

▷ Посмотреть на Youtube

На каналах VIDEOMAX регулярно публикуются обучающие видео, демонстрации работы технологий, записи мероприятий.

Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения

youtube VK Видео Яндекс.Дзен

На техническом вебинаре эксперты показали процесс выбора камер видеонаблюдения и ответили на многие вопросы, возникающие в процессе выбора:

• как сохранить уровень качества ночью?
• с какими проблемами сталкивается видеокамера в сложных сценах?
• как различия в сценах съемки влияют на исполнение и параметры камер видеонаблюдения?
• разобрали многие другие технические проблемы выбора камер.

Вы можете скачать артефакты этапа выбора камер видеонаблюдения Реалити Эталонный проект на нашем сайте Архив артефактов по этапу Выбор камер видеонаблюдения.

Итого

В статье приведены многие существенные моменты в выборе камер для IP-видеонаблюдения. Многое из того, о чем сказано в статье, не описывается в рекламных проспектах производителей оборудования, но может существенно повлиять на работу системы в целом. По этой причине мы стремимся предоставить информацию, которая будет полезна в практическом плане при проектировании будущей системы IP-видеонаблюдения.

Что ещё хотелось бы отметить? В настоящее время рынок насыщен огромным количеством камер различных производителей, различного дизайна и исполнения, различные по стоимости и качеству. Крайне велик соблазн использовать недорогие камеры, в основном азиатских производителей. В рекламных материалах и документации, часто приведены отличные характеристики. Наши опыт и практика применения камер в проектах партнёров, сформировали следующее видение и рекомендации по использованию недорогих камер:

При учете рекомендаций данной статьи и правильном выборе камер, большинство камер вполне способны предоставлять великолепную картинку в нормальных условиях, и при сравнении с более дорогим аналогом, можно не увидеть никакой разницы. Но если необходимо эксплуатировать камеру в сложных, экстремальных, нестандартных условиях, то именно здесь и проявляются возможности высокотехнологичных и дорогих устройств. Такими условиями могут быть: распознавание номеров и лиц, работа в условиях встречной засветки, сложного и недостаточного освещения, экстремальные температуры использования и работа встроенных алгоритмов видеоаналитики. Помимо этого, есть еще такие факторы, как удобство установки, настройки, обслуживания, эксплуатации, качество сервисной поддержки. Все это также стоит учитывать при выборе камеры. Экономия при покупке может впоследствии привести к дополнительным затратам на установку и обслуживание.

Мы надеемся, что наши рекомендации помогут инженерам и проектировщикам сделать правильный выбор IP-камеры, и эффективно использовать полученные знания в работе. По любым вопросам, связанным с данными справочными материалами, можно обратиться в техническую поддержку компании Видеомакс. Оперативная консультация доступна по телефону (495) 640-55-46, либо можно воспользоваться email: info@videomax.ru. Специалисты компании Видеомакс готовы проанализировать проектные решения с точки зрения их оптимальности и правильного подбора IP оборудования.

Все консультации проводятся бесплатно. Мы всегда рады видеть Вас в нашем офисе.