В последние годы видеонаблюдение продолжило развитие как в направлении дальнейшего увеличения разрешения камер, так и в части интеграции высокоинтеллектуальной аналитики, включающей в себя сложные решения. Уже анонсируются IP-камеры с разрешением вплоть до 8K, и это, разумеется, не предел.
Но в последние годы произошел и другой интересный прорыв. Ранее аналоговые камеры уступили свои лидирующие позиции IP-решениям из-за того, что у последних лучшее разрешение при сравнимой чувствительности, и стали применяться в большинстве случаев лишь по причине своей низкой стоимости и привычного формата передачи данных, не требующего никаких изменений. Таким образом, сфера их применения была серьезно ограничена. Однако с появлением форматов AHD, HD-TVI, HD-CVI множество компаний выставило на рынок свои обновленные аналоговые камеры. Если изначально это были просто мегапиксельные устройства, то сейчас уже присутствуют и 4K-модели. Таким образом, позиция аналоговых видеокамер в среде инсталляторов вновь изменилась.
Сейчас аналоговые камеры позиционируются как дешевые, легко устанавливаемые устройства, не уступающие при этом в ТТХ IP-моделям. Есть мнение, что аналоговые камеры монтировать проще, чем цифровые, и что их установка не требует особых знаний или инструментов. Еще в эпоху развития IP-видеонаблюдения, когда разрешение видеокамер достигало формата 960H, основная разница между аналоговыми и IP-камерами заключалась в том, что в первых использовался CCD-сенсор, в то время как в последних – CMOS-сенсор. Сейчас же в обоих типах камер применяются CMOS-сенсоры.
В качестве преимуществ IP-решений называется опять-таки простота монтажа камер, вследствие отсутствия необходимости тянуть негибкий кабель к каждой камере от видеорегистратора, и возможность встраивания видеоаналитики в ПО самих моделей. Возможности встроенных детекторов поистине широки, уже присутствует подсчет посетителей, обнаружение пересечения линий, распознавание автономеров, детекция лиц. Хотя зачастую инсталлятор предпочитает устанавливать для этих целей специализированное оборудование. Поэтому с покупкой сервера появляется возможность использовать для сложных аналитических задач и аналоговые видеокамеры.
Кроме того, заявленная дальность использования Ethernet-кабеля без специальных устройств для IP-камер составляет 100 м, в то время как дальность использования коаксиального кабеля для аналоговых камер – 500 м. Однако считается, что аналоговые камеры менее помехоустойчивы, чем IP, и поэтому их эксплуатация в реальных условиях на большой длине провода не столь эффективна.
Как видно, существует множество мнений по поводу аналогового и IP-видеонаблюдения, зачастую противоречивых. Причем эти мнения часто основаны на опыте прошлого использования обоих типов моделей, а возможно и на описании с сайта производителей или торговых домов. Учитывая продолжающееся бурное развитие обоих направлений видеонаблюдения, сложно говорить уже и о теоретическом сравнении ТТХ моделей.
Чтобы сделать срез современного рынка видеонаблюдения, мы решили провести сравнение важных для пользователя базовых характеристик моделей, а именно максимального реального разрешения обоих типов камер и их битрейта. Кроме того, проведем анализ помехозащищенности проводов обоих типов на 100-метровом кабеле. Чтобы получить наиболее адекватную информацию, мы выбрали бренды, которые смогли предоставить одновременно аналоговую и IP-камеру с максимально близкими характеристиками.
Что нам предоставили на тест
В результате в лаборатории оказались следующие образцы аналоговых камер:
И следующие образцы IP-камер:
В качестве видерегистратора со всеми камерами будет использоваться только одно устройство. Предоставленный НВП "Болид" видеорегистратор Bolid RGG-0412 позволяет подключить одновременно мегапиксельные аналоговые и IP-камеры и может осуществлять запись при разрешении аналоговых каналов до 1080p, что нам и необходимо. Производитель отмечает, что видеорегистратор предназначен для работы в составе комплекса видеонаблюдения и обеспечивает непрерывное отображение, запись, хранение и воспроизведение видеоизображения, полученного с видеокамер.
Все измерения будем проводить по нашим стандартным методикам. При этом все фильтры отключим как в аналоговых, так и в IP-камерах. В ходе испытаний АРД не будет включаться.
Разрешение будем замерять по специальным тестовым таблицам при освещенности 500 лк, при этом будем выставлять максимальную резкость изображения и максимальный битрейт.
Битрейт будем определять по минимальной величине на видео, снятом в формате H264, имеющем одинаковое разрешение для всех камер в одинаковых условиях.
Единственный специализированный тест будет заключаться в измерении сигнала в жестких условиях. Для этой цели используем связку из 100-метровых кабелей: коаксиального, Ethernet и силового 220 В. Эту конструкцию будем раскладывать в длину и воздействовать на провода сильным магнитным полем и потребителем с сильной индуктивностью по цепи питания. Имитируем также "земляную петлю" – известную среди инсталляторов проблему, связанную с тем, что корпуса камеры и видеорегистратора "заземляются" через паразитное сопротивление.
Показывает хороший для аналоговых камер результат по разрешению – 1551 линия. Входит в число лидеров по стабильности разрешения при воздействии помехи на 100-метровый кабель (падение до 30%). Входит в число лидеров по эффективности кодирования видеосигнала со значением 1345 Кбит/с. Цветная видеокамера, по словам производителя, предназначена для работы в составе комплекса видеонаблюдения и непрерывной трансляции видеоизображения с охраняемой зоны на системы отображения, записи, хранения и воспроизведения видеоизображения. В камере использован 1/2,7" КМОП-сенсор, с разрешением видеоизображения 1920×1080 пкс и частотой кадров 1080p (1~25 кадр/с), 720p (1~25/50 кадр/с). В модели использован фиксированный объектив 3,6 мм. Поддерживаемые форматы записи HDCVI, HDTVI, AHD, CVBS. В камере заявлена ИК-подсветка с дальностью до 30 м. Заявлена компенсация фоновой засветки DWDR. В камере реализовано мультиязычное OSD-меню. Заявлена эксплуатация камеры в температурном диапазоне от -50 до +60 °C, со степенью защиты оболочки IP67.
Камера обладает наилучшим разрешением (1728 линий) в тесте, как среди аналоговых, так и среди IP-камер. Входит в число лидеров по эффективности кодирования, показывая минимальный битрейт 1647 Кбит/с.
Цветная видеокамера изготовлена с применением 1/2,7" КМОП-сенсора. В камере обеспечивается сжатие видеосигнала H.264/MJPEG с возможностью передачи основного видеопотока 1080P (1~25/30 кадр/с) и дополнительного потока D1 (1~20 кадр/с). В модели использован фиксированный объектив 3,6 мм. В камере заявлена ИК-подсветка с дальностью до 30 м. Заявлена компенсация фоновой засветки BLC/HLC/DWDR. В модели реализован Web-интерфейс, позволяющий осуществлять просмотр и настройку через браузер, с максимальным количеством пользователей до 20. Заявлена поддержка ONVIF и CGI. Заявлена эксплуатация камеры в температурном диапазоне от -40 до +60 °C со степенью защиты оболочки IP67.
Входит в число лидеров по максимальному разрешению среди IP-камер (1619 линий).
IP-видеокамера оснащена CMOS-матрицей 1/2.7" с разрешением 2 Мпкс и скоростью видеотрансляции 25 кадр/с. Камера оснащена фиксированным объективом с фокусным расстоянием 2,8 мм и ИК-подсветкой с 18 светодиодами и заявленной дальностью до 30 м. Производитель заявляет функции BLC и HLC, DWDR. Камера поддерживает сжатие видео в форматах H.265+, H.265, H.264+, H.264 с возможностью передачи двух потоков. Отмечается, что корпус имеет класс защиты IP67 и обеспечивает работу камеры в температурном диапазоне от -30 до +60 °C.
Обладает разрешением в 1545 линий и 1022 линии при отсутствии и воздействии помех соответственно. Падение разрешения при этом достигает 34%. Показывает одно из наилучших значений битрейта, равное 1313 Кбит/с, всего на 1 Кбит/с отстающее от лидера, что в условиях реальных испытаний вполне может быть списано на погрешность измерений.
Видеокамера построена на основе 1/2.9" 2 Мпкс Sony Exmor CMOS и поддерживает четыре формата кодирования (CVI/TVI/AHD/960h). Камера оборудована фиксированным объективом 2,8 мм и встроенной SMART IR ИК-подсветкой, с заявленной дальностью до 30 м. Заявленное отношение S/N: 65 dB. Камера поддерживает функции DWDR, 3DNR, OSD-меню. Заявлена степень защиты корпуса IP67 и эксплуатация в температурном диапазоне от -40° до +60 °C.
Камера обладает горизонтальным разрешением 1531 линия, при этом она заняла лидирующую позицию среди IP-камер по эффективности кодирования сигнала, показав значение 1428 Кбит/с, практически равное среднему значению битрейта аналоговых камер – 1433 Кбит/с.
IP-камера реализована в миниатюрном корпусе и предназначена для использования внутри помещений. В камере применен 1/2.8" 2-мегапиксельный сенсор Starvis Sony и фиксированный объектив 4 мм. Устройство имеет скорость передачи 25 Кбит/с при разрешении 1920х1080 пкс. В камере заявлен расширенный динамический диапазон WDR. Камера поддерживает сжатие видео MJPEG, H.264, два независимых потока одновременно. Заявлен слот для microSD-карты до 32 Гбайт.
Камера обладает наилучшим разрешением среди других AHD-моделей и при этом одним из самых высоких значений в тесте – 1683 линии. Разрешение при воздействии помех также оказалось наибольшим – 1284 линии. Стабильность разрешения при использовании 100-метрового кабеля также оказалась самой лучшей, ухудшение при воздействии помех достигало 22%.
Камера имеет миниатюрный корпус. Заявлено управление по коаксиальному кабелю. В камере применен 1/2.8" 2-мегапиксельный сенсор Starvis Sony и фиксированный объектив 3,6 мм с возможностью настройки фокусировки.
Устройство поддерживает форматы видеосигнала AHD (1080p)/CVBS (960H). В камере заявлен расширенный динамический диапазон DWDR, компенсация задней засветки BLC, автоматическая регулировка усиления AGC, электронное увеличение чувствительности DSS, антитуман DE-FOG. Есть встроенное функциональное меню OSD.
Входит в число лидеров по разрешению, со значением в 1575 линий. Камера также сохраняет одну из лидирующих позиций по разрешению при воздействии помех на 100-метровом кабеле. Измеренное значение равняется 1129 линиям. Падение разрешения при воздействии до 28% относительно максимального значения тоже является одним из лучших в тесте.
Видеокамера имеет купольный пластиковый корпус. В модели использован 1/2.7" 2-мегапиксельный CMOS-сенсор и фиксированный объектив 3,6 мм. В модели заявлена ИК-подсветка с дальностью до 20 м. Поддерживает форматы HDTVI, AHD, HDCVI, PAL 960H. Заявлены функции DWDR, 2DNR, OSD-меню, SMART IR.
Занимает второе место по разрешению среди IP-камер и третье место среди камер обоих типов (значение 1640 линий). Является лидером по эффективности кодирования сигнала среди IP-камер, имея битрейт 1412 Кбит/с.
Видеокамера имеет купольный антивандальный корпус. В модели использован 1/2,9" 2-мегапиксельный Sony Exmor CMOS-сенсор и фиксированный объектив 2,8 мм. Скорость трансляции видео при разрешении 1080P достигает 25кадр/c. В модели заявлена ИК-подсветка с дальностью до 20 м. В модели заявлены форматы кодирования H.265+, H.265, H.264+, H.264, MJPEG. Заявлены поддержки функций видеоаналитики, ROI, DWDR, 3DNR, ONVIF, P2P . В модели заявлен рабочий диапазон температур от -40 до +60 °С и степень защиты IP67.
Измеренное во время тестирования значение разрешения составило 1508 линий. Камера оказалась лидером по стабильности величины разрешения при воздействии помех на 100-метровом кабеле с падением значения до 22%. Камера оказалась лидером и в абсолютном разрешении при воздействии помех – 1152 линии. Лидер по минимальному битрейту среди всех камер – 1312 Кбит/с.
Купольная HD-камера реализована на базе 1/2.7" КМОП-сенсора. Модель имеет разрешение 2 Мпкс и вариофокальный объектив с фокусным расстоянием 2,8–12 мм. В камере заявлены форматы AHD, TVI, CVI, PAL. Данная модель оснащена ИК-подсветкой дальностью до 30 м и поддержкой Smart IR. Модель, по словам производителя, может применяться при рабочих температурах от -40 до +60 °С и имеет класс защиты IP66.
Показывает хорошее значения разрешения в 1581 линию, превышающее результаты почти всех аналоговых камер.
В основе модели лежит 1/2.8" КМОП 2-мегапиксельный сенсор, который позволяет формировать видеопоток с максимальным разрешением и скоростью трансляции 50 кадр/с. Производитель отмечает, что особенностью данной модели является наличие моторизированного объектива 2,7–12 мм с автофокусом. Поддерживаются форматы сжатия видео H.265+, H.265, H.264+, H.264. В камере заявлены тревожный вход, тревожный выход, аудиовход и выход, а также различные функции видеоаналитики. В модели предусмотрена функция расширенного динамического диапазона (WDR) до 120 дБ, функции BLC, HLC и Smart IR ИК-подсветка с дальностью до 50 м. Производитель отмечает, что видеокамера обладает степенью защиты оболочки IP67, антивандальным исполнением (IK10) и способна работать в диапазоне температур от -50 до +60 °С.
По итогам тестирования можно отметить, что хотя среднее значение разрешения IP-камер –1619 линий – превышает среднее значение AHD-моделей – 1572 линии, камеры обоих типов показывают достаточно близкие результаты. Среди лидеров есть модели из обоих лагерей, причем камеры одного производителя часто имеют сильно различающиеся показатели. Так, один из брендов имеет лидирующую по разрешению аналоговую камеру, но при этом его IP-камера показывает один из наихудших результатов. Что интересно, падение разрешения при использовании 100-метрового кабеля вместо 10-метрового у обоих типов камер практически отсутствовало.
На графике (рис. 2) хорошо видно, что битрейт аналоговых моделей в среднем ниже, чем битрейт IP-камер. Измеренное значение среднего битрейта составило 1423 Кбит/с и 1623 Кбит/с соответственно. Таким образом, кодирование в аналоговых камерах оказалось эффективнее на 11%. Тут важно подчеркнуть, что кодирование сигнала в H264 происходило в каждой IP-камере самостоятельно, а в аналоговых моделях роль кодера выполнял видеорегистратор. Но в любом случае по графику четко видно, что, несмотря на это, битрейт в аналоговых камерах достаточно сильно разнится, причем у некоторых брендов он даже превышает величину, замеренную для IP-модели. А говорить о том, что один лишь видеорегистратор отвечает за битрейт видеозаписи, как минимум некорректно.
В ходе видеосъемки на длинном кабеле при имитации "земляной петли" было получено ухудшение качества съемки аналоговых камер в среднем на 27%. Среднее разрешение упало с 1650 до 1133 линий. На IP-модели такой режим работы не оказал влияния. Стоит отметить, что теоретической слабостью Ethernet-кабеля IP-камер является сильный перегиб, приводящий к механическому повреждению кабеля, при котором могут начать теряться кадры. Однако в нашем тесте подобного получить не удалось.
В различных камерах искажения от воздействия помех на кабеле 100 м при включении дрели проявлялись по-разному. Но в большинстве случаев пропадал цвет изображения и возникали сильные геометрические искажения, заметные на скриншотах.
Несмотря на свою низкую стоимость, пусть и с учетом приобретения видеорегистратора, AHD-камеры имеют практически идентичные IP-камерам результаты по разрешению, но в среднем все-таки уступают им. С другой стороны, битрейт IP-камер хоть незначительно, но выше, чем у аналоговых моделей, пусть и с кодированием сигнала в видеорегистраторе. Но это можно списать на большее разрешение IP-моделей.
Однако аналоговым моделям присуща чувствительность к помехам при их неправильном подключении. В частности, "земляная петля" может привести к значительному ухудшению характеристик камер, причем подобное явление имеет характер перемежающегося отказа и может проявиться в неожиданный момент, когда, например, инсталлятор уже покинул объект. В IP-камерах также возможно возникновение помех, но они будут носить иной характер и с максимальной вероятностью проявятся уже в процессе прокладки кабеля и настройки оборудования.
В любом случае вне зависимости от того, какой тип оборудования инсталлятор собирается применять в своем проекте, ему стоит обращать пристальное внимание на качество монтажа и используемые кабели. Если монтаж был осуществлен правильно, то и AHD-, и IP-камеры покажут одинаково хорошие результаты. При выборе типа камер можно не сравнивать ТТХ сенсоров и объективов, а ориентироваться лишь на экономическую целесообразность и возможности ПО.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2018
Информация и фото с http://lib.secuteck.ru/articles2/test/test-sravnitelnoe-testirovanie-multimegapikselnyh-analogovyh-i-ip-kamer