Фиксированная купольная сетевая видеокамера SONY SNC-DF80P

Видеокамеры производства компании Sony традиционно отличаются хорошей комплектацией и широким спектром функциональных особенностей. Флагманом среди фиксированных купольных сетевых видеокамер этой компании на сегодняшний день является модель SNC-DF80P. Эта модель, также как и другие последние модели сетевых видеокамер Sony, поддерживает технологическую платформу DEPA (Distributed Enhanced Processing Architecture, распределенная архитектура с улучшенной обработкой). Эта платформа позволяет процессору сетевой видеокамеры вести интеллектуальную обработку изображения, формируя метаданные из данных изображения до его сжатия. Эти метаданные впоследствии могут быть использованы детектором движения или детектором оставленных предметов. Полученные после такой обработки метаданные могут быть отправлены по сети независимо от видеопотока. С одной стороны, это позволяет распределить вычислительные ресурсы сети и увеличить точность обрабатываемой информации, с другой стороны - посылаемые по сети метаданные могут храниться на сервере, что позволяет производить анализ видеоизображения в любой момент времени и менять условия фильтрации.

Помимо самой видеокамеры, в комплекте поставки также присутствует руководство пользователя, адаптер 12В, соединительные кабели и крепежи. Функционально видеокамера выделяется наличием разъема для карт памяти типа Compact Flash, двусторонней передачи звука, двух аналоговых видеовыходов (второй видеовыход предназначен для первичной настройки, т.е. для регулировки угла, направления обзора и фокуса видеокамеры).

На боковой поверхности и на дне предусмотрены отверстия для крепления в вертикальном и горизонтальном положениях с помощью соединительных труб. При необходимости к видеокамере можно подключить систему обогрева YT-HU75. Корпус выполнен из особо прочного материала, благодаря чему устройство можно считать противоударным. Электропитание осуществляется не только через адаптер постоянного или переменного тока, но и через сетевой кабель. Видеокамера ориентирована на ведение видеонаблюдения за движением транспорта, на парковках и в помещениях.

Видеокамера оборудована варифокальным объективом с автоматической регулировкой диафрагмы (F1.3-3.0). Максимальный угол поля зрения по горизонтали составляет 100.8° (73.9° по вертикали), минимальный угол поля зрения по горизонтали - 27.7° (20.8° по вертикали) при оптическом З.б-кратном увеличении.

Установленная на видеокамере ПЗС-матрица SuperExwave имеет 752x582 эффективных пикселов, что должно обеспечивать высокое качество изображения. Трансляция возможна в форматах VGA (640x480 пикселов), QVGA(320x240 пикселов) и QQVGA(160x120 пикселов) при максимальной скорости 25 к/с. Видеокамера обладает широкими возможностями кодирования видеосигнала. Можно выбрать между компрессией JPEG и MPEG-4. Кроме того, возможно их совместное использование с установкой приоритета. Также сигнал может кодироваться в формат Н.264 (MPEG-4 AVC) с максимальной скоростью отображения 8 к/с при разрешении 640x480 пикселов. Этот формат выгодно отличается сравнительно низким использованием сети при высоком качестве изображения.

Перейдем к рассмотрению программной составляющей сетевой видеокамеры Sony SNC-DF80P. На диске, входящем в комплект поставки, находятся программы для определения видеокамеры в сети, просмотра записанных видеороликов, установки пользовательского интерфейса главной страницы и инструментарий для прослушивания звука с аудиовыхода видеокамеры и установки масок. Контроль и управление параметрами осуществляются через интерфейс веб-сервера, стандартный для сетевых видеокамер фирмы Sony. Странно, что разработчики из Sony не указали совместимость видеокамеры с программным продуктом Sony RealShot Manager, который обладает широким набором возможностей для цифровых систем видеонаблюдения. Кроме того, начиная с четвертой версии, эта программа совместима с технологией DEPA, что позволяет эффективно вести видеонаблюдение и запись с использованием встроенных детекторов. Хотя RealShot Manager поддерживает модель SNC-DF80P, особенностей этой программы мы рассматривать не будем, поскольку в комплект поставки сетевой видеокамеры это ПО не входит и продается отдельно.

Введя IP-адрес в браузер, мы попадаем на экран выбора режима просмотра (ActiveX или Java Applet для JPEG). Здесь также присутствует возможность перехода в меню настроек видеокамеры. И хотя на этой странице не отображается никакой конфиденциальной информации, тот факт, что доступ к ней можно получить без ввода пароля, уменьшает уровень сетевой безопасности и повышает риск неавторизованного проникновения на веб-сервер. Возможно, что эту проблему можно решить, установив пользовательскую страницу, требующую идентификации пользователей. Кроме того, без ввода пароля можно перейти на страницу просмотра изображений с видеокамеры в режиме Java Applet. Все это говорит о низком уровне организации сетевой безопасности трансляции. На странице просмотра изображений можно поменять размер кадра (640x480, 320x240,160x120 пикселов) и выбрать скорость

трансляции (от 1 до 25 к/с). В отличие от скорости трансляции размер кадра не оказывает влияния на размер видеопотока. Также на странице просмотра есть кнопки Digital Zoom (цифрового увеличения изображения в 1.5 раза) и Capture (снимка экрана).

Меню настроек предлагает набор функций достаточно типичный для большинства сетевых видеокамер. Остановимся лишь на тех из них, которые характерны для данной модели. В системных настройках (System) можно выбрать путь к пользовательской главной странице. Эта страница может храниться как в памяти самой видеокамеры, так и на съемной карте памяти, но ее объем не должен превышать 2.4 Мбайт, а на видеокамере должно бы 2.5 Мбайт свободного места. Также системные настройки позволяют изменить время (закладка Time&Date) на веб-сервере (помимо опций синхронизации с компьютером и NTP-сервером, есть поддержка автоматического перехода на летнее время и обратно), просмотреть отчеты (System logs и Access logs) и восстановить заводские настройки (Initialize).

Настройки, отвечающие за качество изображения, находятся в отдельном пункте меню видеокамеры (Camera). Опции разделены и сгруппированы в пять разделов: общие настройки (Common), настройки изображения (Picture), настройки режим «день/ночь» (Day/Night), настройки видеокодека (Video Codec) и настройки потоковой передачи данных (Streaming).Так как большая часть функциональных особенностей видеокамеры находится именно в этом меню, остановимся подробнее на каждой из закладок.

В разделе общих настроек сгруппированы такие параметры, как формат передачи видеосигнала, использование электронного стабилизатора, переключение между цветным или черно-белым режимом, настройки звука и возврат всех настроек этого меню в исходное состояние. Одной из отличительных особенностей видеокамеры SNC-DF80, как и большинства

Первая страница веб-сервера видеокамеры

остальных сетевых видеокамер Sony, является способность передавать изображение полями (field), кадрами (frame) и в автоматическом режиме (auto), который позволяет совмещать преимущества первых двух.

При передаче изображений полями размер видеопотока минимален, но из-за разницы в разрешающей способности по вертикали и по горизонтали наблюдаются ступенчатость наклонных линий. Это особенно хорошо видно на клине, который используется для оценки разрешающей способности. Передача изображений кадрами исключает присутствие такого рода артефактов, и статическая сцена передается с максимальным качеством. Но в динамической сцене на краях движущихся объектов наблюдается эффект чересстрочной «гребенки». Дело в том, что на видеокамере установлена матрица с чересстрочным сканированием. Видеопоток при использовании покадровой передачи изображений, конечно, больше, чем при передаче полями.

Страница просмотра Sony SNC-DF80P

В автоматическом режиме, который на самом деле представляет собой разновидность деинтерлейсинга, нет ни эффекта ступенчатости, ни «гребенки». Причем скорость передачи данных немного выше, чем в режиме трансляции полями. В видеокамере также присутствует электронный стабилизатор изображения, который способен компенсировать вибрации изображения за счет снижения скорости отображения вдвое и уменьшения угла обзора примерно на 10°. Если большую часть изображения занимает массивный неподвижный объект, эту опцию следует выключить, иначе будет наблюдаться дрожание остальной части сцены.

В меню настройки звука предусмотрены выбор кодека, регулировка усиления аудиосигнала и возможность передачи звука с аудиовыхода видеокамеры на аудиовход компьютера для последующей обработки и записи с использованием поставляемого вместе с видеокамерой программного обеспечения.

В меню настройки изображения находятся регулировки баланса белого, экспозиции, включающие в себя автоматическую регулировку усиления, компенсации фоновой засветки и скорости электронного затвора, а также регулировки яркости, цветовой насыщенности и контраста. Есть возможность создать предустановку, т.е. запомнить все параметры и при необходимости вернуться к ним. Настройка баланса белого не отличается разнообразием. Здесь предлагается выбрать между режимом ATW (автоматическая подстройка баланса белого) для цветовой температуры в пределах 2000-10000К и ATW-PRO для диапазона 2500-6500К. В режиме ATW, согласно информации, приведенной в инструкции, должно происходить небольшое осветление изображения, в то время как в режиме ATW-PRO формируется изображение наиболее приближенное к реальности. Скорость электронного затвора можно менять в пределах от 1/50 до 1/10000 секунды.

Режим работы отсекающего ИК-фильтра неслучайно вынесен в отдельный раздел, так как в сетевой видеокамере Sony SNC-DF80 предусмотрена очень гибкая настройка функции «день/ночь». Помимо ручного переключения и перехода в ночной режим по срабатыванию датчика, видеокамера может работать по заданному расписанию или автоматически. В свою очередь автоматический режим позволяет настроить чувствительность (высокая или низкая), т.е. уровень яркости, при котором произойдет переход,

Меню настроек видеокамеры Sony SNC-DF80P

и время реакции (2 секунды или 30) на перепад яркости, что может быть полезно в помещениях с частой сменой освещения.

Параметры, непосредственно отвечающие за скорость передачи данных, находятся в меню видеокодека. Можно выбрать между режимом трансляции одного кодека и одновременного кодирования в формат JPEG и MPEG-4. Как уже упоминалось, видеокамера поддерживает форматы сжатия JPEG, MPEG-4 и Н.264 (MPEG-4 AVC). Для формата JPEG доступны настройки качества изображения (10 предустановок), размера кадра (640x480, 320x240,160x120 пикселов), скорости трансляции (от 1 до 25 к/с) и пропускной способности (от 0.5 до 4 Мбит/с и без ограничения). Для MPEG-4 и Н.264 настройки качества изображения и ограничения пропускной способности объединены в графу bitrate (скорость передачи по сети). А опция автоматического контроля скорости передачи (Adaptive rate control) позволяет телекамере самой контролировать видеопоток и скорость трансляции. При формате кадра 640x480 пикселов кодек Н.264 позволяет просматривать изображение со скоростью не выше 8 к/с, но в

Настройка видеодетектора движения Sony SNC-DF80P

формате 320x240 доступны все 25 к/с. Также присутствует ограничение скорости трансляции в режиме работы двух кодеков. Видеопоток MPEG-4 в этом случае при размере кадра 640x480 пикселов отображается со скоростью не более 16 к/с. Поэтому имеет смысл записывать изображения в формате JPEG при разрешении 640x480 пикселов, а видео с видеокамеры просматривать в реальном времени в формате MPEG-4 с разрешением 320x240 пикселов. В любом режиме можно ограничить область просмотра, выделив рамкой нужную область для наблюдения.

В меню потоковой передачи данных можно настроить порты, на которые будет транслироваться аудио- и видеопотоки, и выбрать адрес устройства для организации многоадресной трансляции. Одновременно изображение с видеокамеры в формате MPEG-4/H.264 может передаваться максимум на 10 IP-адресов.

Сетевые настройки мало чем отличаются от настроек любой другой сетевой видеокамеры. Присутствует поддержка установления подлинности с использованием цифровых сертификатов, но для этого сеть должна удовлетворять определенным требованиям. Ограничения на доступ сводятся к назначению до 9 групп пользователей с настройкой прав на использование FTP-серве-ра, аудиосигнала и выбором одного из трех режимов просмотра: Full (полный доступ), Light (базовый, т.е. можно изменять размер рамки и скорость трансляции) и View (только просмотр).

При срабатывании тревожного входа, детектора движения (детектора оставленных предметов) или по расписанию может быть активировано звуковое оповещение, выслано изображение

Зависимость скорости трансляции от ограничения ведеопотока M-JPEG

на заданные адреса электронной почты или FTP-сервер или сохранено в памяти видеокамеры. Объем встроенной памяти составляет около 18 Мбайт, но есть возможность расширения за счет карт памяти типа Compact Flash. На видеокамере также реализован тревожный буфер, который позволяет записывать изображение до и после события.

Детектор движения позволяет установить до 4 зон наблюдения, настроить чувствительность и минимальный размер детектируемых объектов. Как уже было сказано, видеокамера SNC-DF80P обладает аппаратными детекторами движения и оставленных предметов. Технология IMD (Intelligent Motion Detection, интеллектуальный детектор движения) позволяет минимизировать количество ложных срабатываний. Технология IOD (Intelligent Object Detection) позволяет видеокамере производить сравнение изображений для определения ранее не присутствующих объектов сцены, а также объектов, которые исчезли из кадра. Время покоя можно менять в широких пределах от 40 секунд до 12 часов, в зависимости от условий видеонаблюдения. Помимо того что при анализе на аппаратном уровне меньше шумов, видеокамера производит измерения изменения уровня яркости по разности не двух соседних, а сразу нескольких кадров. Таким образом, можно минимизировать влияние листвы, воды, погодных явлений, суточных изменений освещенности и т.д. Хотя для цифровых систем уже имеется алгоритм проведения сравнительного анализа детекторов движения, аналогичный алгоритм для сетевых видеокамер пока не разработан. Субъективная оценка работы видеодетекторов в модели SNC-DF80 приводиться не будет, но следует заметить, что в условиях помещения видеодетекторы работают эффективно.

Как можно заметить, видеокамера обладает очень большим набором возможностей. Посмотрим, насколько хорошо эти возможности реализованы. Поскольку на этой сетевой видеокамере присутствует аналоговый видеовыход, было проведено отдельное тестирование аналогового сигнала. Измерения горизонтальной разрешающей способности цифрового сигнала показали, что на штриховой мире 480 ТВЛ по лучшей фазе модуляция составила 16 %, а по худшей - 2%. На мире 500 ТВЛ модуляцию по лучшей фазе 5% получить не удалось. Что касается аналогового сигнала, то здесь все обстоит немногим лучше. На штриховой мире 480 ТВЛ по лучшей фазе модуляция составила 15 %, а по худшей - 5%. На мире 500 ТВЛ модуляция по лучшей фазе составила 5%. Переход в ночной режим не дал заметных преимуществ. Впрочем, при цветовой температуре Т=5600К на мире 300 ТВЛ глубина модуляции при фокусировке на изображении в дневном режиме получилась равной 54%, а при последующем переходе в ночной режим это значение возросло до 62%. Напомним, что измерения производились при полностью открытой диафрагме.

Оценка скорости трансляции проводилась как для одного видеопотока, так и для двух. Результаты тестирования при использовании кодека M-JPEG показали, что при уровне качества выше 8 в разрешении 640x480 пикселов видеокамера не справляется с обработкой сигнала и скорость трансляции снижается. При установке ограничения на полосу пропускания оптимальным (см. график слева) по соотношению скорость/качество оказался уровень в 2 Мбит/с. Для проведения такого рода оценки был выведен относительный дифференциальный коэффициент К, который отражает скорость роста функции скорости трансляции на уровне ограничения видеопотока 4 Мбит/с. Для этого для каждой функции было построено линейное приближение и произведено измерение модуля тангенса угла наклона. Затем была введена поправка на ограничение видеопотока. Таким образом был получен коэффициент К, большему значению которого соответствует большее отношение скорость/качество. Результаты этого анализа можно использовать для принятия решения об эффективном использовании сетевого трафика. Так, к примеру, располагая 1 Мбит/с каналом выгоднее установить ограничение в 800 Кбит/с.

Неравномерность по полю на штриховой мире 400 ТВЛ при полностью открытой диафрагме (вверху), и при частично открытой диафрагме (внизу)

Чувствительность видеокамеры оказалась ниже, чем было заявлено производителем, но соответствует типичным значениям для этого класса устройств. Впрочем, хочется отметить высокий показатель отношения сигнал/шум камеры. В дневном режиме максимальное значение этого показателя составило 49.5 дБ, а в ночном - 56 дБ. Без использования АРУ видеокамера при освещенности 60 лк продемонстрировала уровень аналогового сигнала 485 мВ. При переходе в ночной режим и снижении уровня освещенности испытательной таблицы до 34 лк уровень сигнала составил 500 мВ без АРУ и 570 мВ при включении АРУ.

При еще большем снижении освещенности до 1.2 лк уровень сигнала снизился до 430 мВ, а отношение сигнал/шум составило 36.5 дБ. При значении 0.6 лк, заявленном в спецификациях камеры, сигнал упал до 290 мВ, а отношение сигнал/шум снизилось до 24 дБ. При этом же уровне освещенности, но в дневном режиме, уровень сигнала стал равным 130 мВ, а отношение сигнал/шум -18 дБ. Дальнейшее снижение уровня освещенности уже не имеет практического смысла. Дополнительно было проведено сравнение аналогового сигнала с цифровым при освещенности 0.9 лк. Уровень аналогового сигнала составил 22% (исходя из максимального значения размаха сигнала в 700 мВ), а уровень цифрового сигнала составил 21% (исходя из 256 градаций яркости при 8-битной оцифровке). Все измерения проводились при фокусном расстоянии 10 мм и полностью раскрытой диафрагме.

Качество объектива оценивалось с помощью проецирования штриховой миры 400 ТВЛ на всю ширину матрицы телекамеры и последующего анализа аналогового сигнала с помощью осциллограмм. Результаты показали, что даже при неполном раскрытии диафрагмы наблюдается асимметрия резкости со смещением в правую часть изображения.

Осциллограммы штриховой миры с плавно возрастающей частотой: черно-белое изображение (вверху), цветное изображение (внизу)

Помимо этого, с помощью нашей испытательной таблицы ИТ-4Р была проведена оценка аналогового сигнала по штриховым мирам с плавно и ступенчато возрастающей пространственной частотой. Результаты этого теста отражены на приведенных осциллограммах.

При использовании двух потоков одновременно (JPEG и MPEG-4) в разрешении 640x480 пикселов скорость трансляции достигает своего максимального суммарного значения при уровне качества 5 с приоритетом JPEG. С приоритетом MPEG-4 лучше использовать 8 уровень качества или понизить разрешение видеопотока MPEG-4 до 320x240 пикселов.

Осциллограммы штриховой миры со ступенчато возрастающей частотой: черно-белое изображение (вверху), цветное изображение (внизу)

Цветопередача видеокамеры в цифровом режиме дополнительно оценивалась для кодека Н.264, так как в этом режиме происходит заметное изменение изображения. Полученные результаты оказались несколько хуже ожидаемых. Цветопередача цифрового сигнала оказалась на 5-8% хуже аналогового, а при переходе в режим Н.264 упала еще на 10-36%. Сложно выделить особо плохо передающиеся цвета, потому что кроме белого и черного расстояние до истинных цветов оказалось велико у всех. Кодек Н.264 показал неудовлетворительные результаты во всех режимах, но особо отличился при цветовой температуре 5600К. Если аналоговый и цифровой сигнал в формате JPEG показали лучший результат при этой цветовой температуре, то у Н.264 он оказался худшим.

В заключении стоит отметить, что видеокамера Sony SNC-DF80P является представителем устройств нового поколения. Реализованные в ней функции, такие как архитектура DEPA, одновременная передача двух видеопотоков, электронный стабилизатор изображения создают преимущество перед видеокамерами с аналоговым видеовыходом. Оператор, ведущий контроль за происходящим на мониторе будет получать больше полезной информации, меньше отвлекаясь на ложные тревоги. А снижение влияния человеческого фактора может сыграть более важную роль, чем отличное качество изображения или высокий порог чувствительности. На наш взгляд, все это в значительной степени оправдывает высокую стоимость этого интеллектуального устройства, которая на момент проведения тестирования составляла 1633 доллара.

Видеокамера предоставлена российским представительством компании Sony.