Что значит панорамная камера

ПАНОРАМНЫЕ ВИДЕОКАМЕРЫ – УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ

Панорамные камеры видеонаблюдения получили широкую известность сравнительно недавно. Они используются для всеобъемлющего контроля и призваны решить эксплуатационные проблемы поворотных камеры с PTZ приводами.

Однако зачастую инсталляторы систем видеонаблюдения игнорируют панорамные камеры, используя несколько обычных, поворотных или стационарных. Это связано не столько со сложностью установки малоизвестного оборудования, как с особенностями его настройки и эксплуатации.

В данной статье будут описаны основные преимущества и технические ограничения панорамных видеокамер, разновидности и используемые технологии, а также области применения и тенденции развития.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Используя внутреннюю или уличную панорамную камеру видеонаблюдения, пользователь может получить различные преимущества в зависимости от места установки и особенностей эксплуатации.

К основным преимуществам относятся следующие:

Отсутствие слепых зон.

Угол обзора составляет 180 о или 360 о , некоторые модели, предназначенные для установки на внешнем угле стены, имеют угол обзора 270 о .

Поворотные PTZ камеры также позиционируются, как не имеющие слепых зон. Однако во время их движения значительный сектор обзора находится вне видимости, хоть и на короткое время.

Специальные высокоскоростные PTZ камеры кругового обзора имеют высокую стоимость и низкий эксплуатационный ресурс.

Большинство панорамных видеокамер оборудованных объективом Fish Eyes имеют небольшие размеры. Они не выделяются в интерьере и не портят общий дизайн помещения.

Надежность и долговечность.

Отсутствие подвижных элементов значительно повышает общую надежность устройства и увеличивает время эксплуатации.

Панорамные камеры намного дешевле поворотных, а с учётом того, что они могут заменить не менее 3-4 стационарных видеокамер, их использование обойдётся дешевле.

Но при эксплуатации панорамного оборудования возникают некоторые сложности. Особенно это касается панорамных камер видеонаблюдения на 360 градусов. Изображение, которое они передают подвержено засветке, имеет некорректную передачу больших теневых участков и слабую проработку мест с резким перепадом яркости.

Причина в том, что при передаче на матрицу захваченного изображения с большим количеством слишком ярких и/или тёмных участков вычислительные мощности могут не справляться с обработкой всего объема информации.

Другой функцией, характерной именно для панорамных видеокамер, является технология объединения пикселей, применяемая в условиях недостаточной освещенности. Соседние пиксели на темных участках кадра объединяются в один, это приводит к усреднению шума и снижению искажения.

Эта технология несколько снижает разрешающую способность видеокамеры, однако существенно повышает общую эффективность функционирования.

Кроме того, среди основных недостатков необходимо отметить следующие:

1. Значительное повышение объема передаваемой информации, и как следствие, возрастание нагрузки на сервер. Это требует использования более мощного вычислительного оборудования, а также увеличения объемов дискового пространства для ведения видеоархива.

2. Непригодность для полноценного ночного видеонаблюдения.

3. Стоимость такого оборудования, особенно по сравнению со стационарными видеокамерами, все еще довольно высока. Особенно это касается моделей с несколькими объективами.

4. Также следует отметить, что эффективность панорамных камер видеонаблюдения значительно снижается при использовании в помещениях с невысокими потолками.

РАЗНОВИДНОСТИ ПАНОРАМНЫХ КАМЕР ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Панорамные IP камеры видеонаблюдения стали появляться относительно недавно, после удешевления цифровых технологий и их широкого применения в системах безопасности.

До этого осуществлять панорамную съемку с использованием объектива «рыбий глаз» (Fish Eyes) посредством аналоговых устройств, было хоть и технически возможно, но не имело смысла.

Полученное изображение было слишком искаженным. На данный момент для получения качественного детального изображения используются специально разработанные алгоритмы компенсации.

Внешне устройства представляют собой классическую купольную конструкцию. Могут иметь как один объектив и сенсор, так и несколько.

Если сравнивать эти две технологии, то камеры с Fish Eyes стоят намного дешевле, в зависимости от модели разница в цене, по сравнению с сенсорными устройствами, может составить два-три раза.

Поэтому, в отличие от поворотных видеокамер, они получили широкое распространение в системах видеонаблюдения внутри помещений.

КАМЕРЫ С ОДНОЙ МАТРИЦЕЙ И ОБЪЕКТИВОМ «РЫБИЙ ГЛАЗ»

Получение изображения в камерах с объективом рыбий глаз имеет свои особенности.

Как и в других видеокамерах в панорамных устройствах используются прямоугольные или квадратные сенсоры (чувствительные матрицы). Однако линза объектива передаёт на них специфическое изображение, создавая круговую проекцию.

При оцифровке используется только часть чувствительных ячеек сенсора. К примеру, при получении кругового изображения от 360 о видеокамеры, матрица 4:3 использует только 40% своих пикселей.

Соотношение реального и регламентируемого изображения в 180 о панорамных видеокамерах существенно лучше и составляет около 60-70%. Так как в соответствии с используемыми алгоритмами, в круговом изображении обрезается верх и низ при подгонке к реальным параметрам сенсора.

Для обработки искаженного изображения в видеокамерах с объективом Fish Eyes используются специально разработанные алгоритмы компенсации — Dewarping.

Без приведения к обычному, прямолинейному виду, полученное изображение имеет слишком много искажений. Максимальное искривление наблюдается на периферии и приводит к невозможности проведение детального анализа. В зависимости от настроек алгоритма, изначальное изображение может быть выведено в различных прямолинейных вариантах.

Обработка изображения может осуществляться как непосредственно на камере, так и на видеосервере, либо другом клиентском устройстве обработки видеоданных.

Приобретая панорамные видеокамеры с прошитыми алгоритмами компенсации, необходимо учитывать следующие моменты:

1. Предварительная обработка панорамного изображения непосредственно на камере значительно снижает нагрузку на серверное оборудование. Однако ощутимо увеличиваются объемы передаваемых данных.

Следовательно, нагрузка на коммуникационные сети возрастает. Также существенно снижаются возможности работы с полученными видео данными. В частности, масштабирование и аналитическая обработка данных.

2. Как правило, в видеокамерах используются специально разработанные программные средства, которые не всегда совместимы с программами обработки видеоданных других компаний.

Причина заключается в различных коммуникационных протоколах, используемых при передаче данных. Поэтому рекомендуется комплектовать системы видеонаблюдения устройствами одного производителя.

3. Компенсационная обработка видео на сервере может осуществляться двумя способами:

• в режиме онлайн — работа ведется непосредственно с транслируемым видеопотоком с параллельным выведением его на монитор;
• с записями в архиве видеоданных.

Выбор конкретного режима обработки осуществляется автоматически в соответствии с поставленными задачами. К примеру, при отслеживании объекта, программа сама приблизит и развернет изображение при его перемещении.

Качественные программы с алгоритмами компенсацией изображения могут предлагать те же функции, что и ПО поворотных видеокамер. Основное различие и преимущество в возможности получения одновременного изображения нескольких объектов и их высокой детализации.

КАМЕРЫ С НЕСКОЛЬКИМИ ОБЪЕКТИВАМИ И МАТРИЦАМИ

Другая, более эффективная технология ведения панорамного наблюдения – это использование нескольких объективов и матриц в одном корпусе.

Эти изделия стоят заметно дороже видеокамер Fish Eyes. Фактически они представляют собой несколько видеокамер помещенных в один корпус. Получаемое изображение не имеет искажений, поэтому для его обработки не используются алгоритмы компенсации.

Однако, для того чтобы получить полноценное панорамное изображение от таких устройств используются другие специализированные алгоритмы, «сшивающие» части изображения от разных сенсоров в одну панораму.

Передача данных и получение электропитания осуществляется по одному сетевому кабелю. Немаловажным фактором является необходимость всего одной лицензии в случае передачи видеоинформации в облачные хранилища.

Это дает значительную экономию при эксплуатации системы видеонаблюдения, если необходимо организовать удаленный доступ и хранение данных в сети интернет.

Многосенсорные камеры осуществляют охват более обширной территории по сравнению с односенсорными, так как имеют значительно большую дальность съемки.

Кроме того, они предоставляют возможность настраивать параметры яркости, контрастности, а также функцию баланс белого отдельно для каждого сенсора. Это улучшает качество изображения в помещениях с неоднородной освещенностью.

Одной из разновидностей сенсорных панорамных видеокамер являются многонаправленные камеры.

Они позволяют более гибко настраивать угол обзора и направление съемки. Такие устройства используются чаще всего с варифокальным объективами и могут выполнять некоторые функции PTZ оборудования. В частности, режим патрулирования, автоматическое слежение за объектом и т.п.

При этом нет необходимости в автоматическом перевороте изображения и возврате поворотного механизма в исходное состояние. Следовательно, в любой момент съёмки сохраняется полный контроль над ситуацией.

Многонаправленные многосенсорные камеры дают самый наилучший обзор, дальность и качество изображения. Но их стоимость является самой высокой из всех типов панорамных камер. Кроме того они требуют определенного опыта в настройках оборудования.

На данный момент панорамные видеокамеры не слишком распространены в отечественных системах видеонаблюдения. Это связано со сравнительно высокой стоимостью единицы оборудования и некоторыми сложностями настроек. Однако такие устройства практически идеально подходят для мониторинга небольших объектов.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник

Панорамные камеры видеонаблюдения: особенности использования, и популярные модели

Проблема «слепых зон», которая не могла решиться на протяжении многих лет существования систем видеонаблюдения, с выходом в свет панорамных камер постепенно исчерпывает себя. Такие камеры имеют широкоугольный объектив, именуемый в народе «рыбий глаз» или «Fish eye». Они только начинают свое повсеместное распространение и приходят на смену стандартным поворотным и статическим аналоговым и цифровым камерам, которые имеют свойство при совершении преступления «смотреть в другую сторону». Поворотные камеры нашли свое применение на больших объектах – торговых площадях супермаркетов, ресторанах, кафе, офисных и складских помещениях, в общем, везде, где есть потребность в установке большого количества простых камер, которые с легкостью можно заменить одной панорамной.

Содержание:

Преимущества и недостатки

Панорамные камеры имеют ряд уникальных преимуществ, выгодно отличающих их от простых камер видеонаблюдения, но не лишены и недостатков. Преимуществами широкоугольных камер являются:

• Полное покрытие всей территории без слепых зон;
• Расходы на вспомогательное оборудование и лицензию системы видеонаблюдения ниже, т. к. одна камера способна заменить несколько обычных;
• Снижение затрат на монтаж по сравнению с системой видеонаблюдения из нескольких камер;
• Отсутствие необходимости протягивания сети кабелей для множества камер;
• Эстетичный внешний вид – отлично вписываются в общий дизайн интерьера;
• Малая заметность камеры при установке на потолке.

Применение панорамных камер в некоторых случаях позволяет эффективно заменить поворотные, которые при работе склонны создавать помехи на изображении, и требуют дополнительных расходов на техническое обслуживание движущего механизма. Также по сравнению с PTZ, панорамные камеры обеспечивают полный обзор территории без «слепых пятен» ввиду отсутствия задержек на поворот и масштабирование.

Среди недостатков панорамных камер видеонаблюдения можно выделить следующие моменты:

• Повышенные нагрузки на сервер, вследствие чего требуется более мощное оборудование;
• Объем передаваемой видеоинформации с панорамных камер значительно больше по сравнению с обычными, поэтому для ее хранения требуются жесткие диски повышенной емкости;
• Низкая приспособленность для ночного видеонаблюдения ввиду невысокой чувствительности сенсоров, применяемых в Fish eye камерах;
• Теряют эффективность при применении в небольших помещениях с невысокими потолками и наличием перегородок – в таком случае лучше обойтись обычными статичными камерами.

Засветка. Одним из основных недостатков камер видеонаблюдения подобного типа является высокая вероятность засветки изображения при установке на участках с большим перепадом уровней освещенности (большой контраст света и тени). Впрочем, после внедрения технологии WDR (широкого динамического диапазона) данная ситуация может быть исправлена.

Объем информации. К недостаткам можно отнести и повышенные потребности в емкости жесткого диска – при установке панорамной камеры с непрерывной записью видеоинформации вам потребуется «вместительный» винчестер. Обусловлено это увеличенным объемом информации, но вспомним, что одна панорамная заменяет несколько обычных камер, поэтому и потребность в повышенной емкости можно считать отчасти оправданной.

Стоимость. Помимо всего прочего, хорошие панорамные камеры имеют еще и более высокую стоимость по сравнению с обычными IP, зачастую в несколько раз, но опять же вспомним про замену одной нескольких… Таким образом, и высокую стоимость с этой точки зрения можно считать вполне оправданной, но только в тех случаях, когда применение таких камер действительно необходимо, и позволяет минимизировать количество применяемых устройств видеозахвата на одном объекте.

Пример изображения с панорамной камеры

Качество изображения. При выборе Fish eye камеры особое внимание необходимо обращать на качество изображения по краям кадра. Обычно подобные камеры устанавливаются на потолке в центре помещения, при этом участки, которые наиболее значимы для видеонаблюдения, располагаются у стен комнаты, например, прилавки, стеллажи с продукцией и т. д. В таких случаях получение некачественного изображения на краях кадра может быть критичным, и привести к тому, что при развертке в стандартный вид программа может их просто на просто обрезать, или показать с искажениями.

Развертка. Говоря о развертке, стоит отметить, что сегодня производители камер реализуют 2 подхода по обработке изображения: один заключается в передаче изображения таким, каким увидел его объектив камеры, т. е. круглым, а затем при необходимости с помощью специализированного ПО оно преобразуется в привычный прямоугольный вид. Второй подход заключается в оснащении камер функцией преобразования изображения по ходу записи, с дальнейшим выводом на монитор в независимых окнах необходимых областей, по принципу использования нескольких камер.

Второй вариант представляется более привлекательным, т. к. за счет обработки изображения процессором самой камеры снижаются нагрузки на сервер, также это наиболее удобно для пользователя с точки зрения отсутствия необходимости установки дополнительного ПО.

Мультисенсорные панорамные камеры

Мультисенсорная камера с 4мя объективами Arecont Vision AV20185DN-HB

Отдельно стоит поговорить про так называемые мультисенсорные камеры, которые вместо одного сверхширокоугольного объектива имеют целых 4, или более. Подобные устройства могут обеспечить хороший обзор большой территории с высоким качеством и детализацией изображения, и покрыть все слепые зоны. Соответственно и объем передаваемой ими информации будет значительно превышать объемы панорамных камер, а уж тем более обычных. То же самое касается и стоимости, переваливающей за 100 000 рублей. Мультисенсорные камеры нашли свое применение в охранных системах крупных государственных объектов, где к обеспечению безопасности предъявляются повышенные требования – например, аэропортах.

Помимо высокой стоимости мультисенсорных камер они требуют еще и более сложной установки. Сложности заключаются в том, что каждый объектив должен быть настроен индивидуально, что влечет за собой дополнительные затраты на привлечение соответствующих специалистов для монтажа и настройки устройств.

Популярные модели широкоугольных камер

В топ 5 опубликованной статистики самых популярных камер видеонаблюдения за прошедший 2015 год по версии авторитетного зарубежного издания Asmag, попало целых 3 панорамных камеры.

Панорамная камера Hikvision DS-2CD2942F

Первое место в рейтинге занимает продукт от производителя Hikvision – DS-2CD2942F-(I)(S). Это 4х мегапиксельная камера с углом обзора объектива 186° по горизонтали. Данное устройство оснащается слотом для установки SD карт до 128 Гб, возможностью питания по Ethernet кабелю, поддерживает Wi-Fi и WPS с настройкой в одно касание, а также может оснащаться ИК подсветкой. При разрешении 4 МП (2560 x 1440) камера способна записывать видеопоток со скоростью 12,5 кадров в секунду, а выдать полноценные 25 к/с она способна только при разрешении 1920×720. Цена на момент написания статьи составляет 17 000 – 21 000 р.

Fish Eye камера VIVOTEK FE8180

Четвертое место в рейтинге досталось панорамной камере VIVOTEK FE8180 с разрешением 5 мегапикселей. Данное устройство способно обеспечивать обзор окружающего пространства 360° без слепых зон при потолочном креплении, и 180° при настенном. Частота кадров при максимальном разрешении 1920х1920 составляет 15 к/с, а 25-30 кадров в секунду камера способна выдавать только при Full HD (1920×1080). Минимальный уровень освещенности составляет 0,18 люкс, поэтому в темное время суток вероятно будут иметься проблемы с качеством изображения, тем более при отсутствии ИК подсветки. Но для внутренней установки с постоянным искусственным освещением это, в принципе, не критично. Также камера имеет возможность удаленного управления (EPTZ) фокусным расстоянием и выводом необходимой области изображения. Такую камеру можно использовать для получения общего обзора залов торговых центров, вестибюлей аэропортов, небольших магазинов, офисов, и пр. Стоимость устройства составляет около 27 000 р.

Камера с широкоугольным объективом Dahua IPC-EBW81200

Следом идет 12-мегапиксельная панорамная камера Dahua IPC-EBW81200, со способностью обеспечивать всего лишь 15 к/с в максимальном разрешении, и 25-30 к/с при разрешении 3 мп (2048 х 1536). Камера оснащена большинством современных функций: широкий динамический диапазон (WDR), цифровое шумоподавление, режим день/ночь со встроенным ИК фильтром и подсветкой до 10 метров. Устройство приспособлено для уличной установки, и имеет класс защиты IP67 (пыле-, влагозащитный корпус). Также Dahua IPC-EBW81200 имеет слот для установки SD карт. Стоимость камеры довольно приличная, и составляет 50 000 – 65 000 р.

Итак, в этой статье мы разобрали вопрос выбора панорамных камер видеонаблюдения, и в подведении итогов отметим, что установка камер подобного типа будет очень хорошей альтернативой там, где их использование будет оправдано, и где одно такое устройство способно заменить несколько обычных или PTZ. Удачи!

Источник