Менять ли аналоговые на HD видеокамеры?

Заменить ли аналоговое на HD видеонаблюдения?

Николай Чура
Технический консультант ООО "Фирма "Видеоскан" 

Во всяком случае, камеры видеонаблюдения на основе CCD с чересстрочной разверткой, видимо, уйдут в небытие. И если что-то и останется в бюджетном сегменте – то модели на основе CMOS-сенсоров типа Pixel Plus. Причем возможность до сих пор успешно решать практически все задачи охранного телевидения правильно установленным типовым аналоговым оборудованием не меняет ситуации. В конечном итоге основной диктат для потребителя – это диктат поставщика, который эффективно маскируется усилиями маркетологов и специалистов по рекламе.

Классическое вещательное телевидение с чересстрочной разверткой и кадром 4:3, особенно в его эфирном варианте, очевидно, тоже доживает последние годы. Его окончание тормозится только существующим огромным парком старых телевизоров в нашей огромной стране с не очень богатым населением. Уже стало привычным "панорамное" изображение 16:9 с высоким разрешением 720 и 1080р как на телеэкранах, так и в гаджетах. Теперь пользователя цифрового ТВ и смартфона трудно заставить вернуться обратно в прошлое и соблазниться наблюдением в чересстрочном варианте кадра 4:3. Другими словами, потребность в высококачественном изображении назрела давно.

Мегапиксельность в цифре и аналоге

IP-системы, уже больше десяти лет хоронящие аналоговое наблюдение, давно стали мегапиксельными, хотя до сих пор страдают от рваного видеоряда и ухудшения картинки при неизбежном сжатии, особенно в динамичных сценах. Появление систем HD-SDI не решило проблему, поскольку эксклюзивно высокое качество изображения не компенсировало высокую стоимость оборудования и жесткие требования к полосе пропускания каналов связи, а соответственно, качеству кабеля. Здесь, конечно, возник некий технический компромисс с системой EX-SDI (HD-VLC) с более чем пятикратным снижением цифрового потока, а следовательно, ростом дальности передачи. Но стоимость оборудования даже выросла, а появившееся сжатие по технологии JPEG, пусть даже и "без потерь", уже не позволяет заявить передачу "пиксель в пиксель".

В последние год–два созданы несколько систем HDcctv с аналоговой передачей сигнала – HD-CVI, HD-TVI и AHD. Ориентируясь на привычные возможности IP, в том же канале заявляется передача сигналов управления и звука. Все три формата, не связанные едиными телевизионными стандартами, используют раздельную передачу сигналов яркости и цветности в общем спектре композитного видеосигнала. Во всех системах используется амплитудная модуляция для передачи изображения с квадратурным принципом разделения цветоразностных сигналов. Несмотря на похожие принципы, заложенные в новые форматы, системы не являются совместимыми.

Характеристики HD аналога "секретны"?

В наше время любое техническое решение является коммерческой тайной, несмотря на то, что базируется на общеизвестных технических методах. Подробности о структуре и принципах систем пока мало доступны, а то, что опубликовано, иногда напоминает специальную дезинформацию. Наиболее подробно описано формирование видеосигнала HD-CVI. Но представленные значения входят в противоречие с результатами измерений и тестирования. Например, несущая цвета в описании HD-CVI заявлена как 58,559489 МГц, а по опубликованным "тестовым измерениям" оказывается 40,04 МГц. Величина сигнала 2 В при тестировании оказывается 1,32 В. То есть технически с этими системами пока многое не ясно, и оценивать остается только реальное функционирование конкретных образцов с чисто качественной оценкой полученных результатов.

Не будем повторять многочисленные таблицы, в которых сравниваются новые форматы с типовым аналоговым телевидением, системами IP и HD-SDI. В них поставщик обычно акцентирует внимание на преимуществах предлагаемого оборудования, будь то CVI, TVI или AHD. Поразительно, но в "аналоговые" системы очень часто попадает формат HD-SDI, который является цифровым и единственный из упоминаемых обеспечивает передачу изображения по принципу "пиксель в пиксель". Более того, только он предполагает минимальное количество преобразований на пути передачи изображения, а соответственно, минимальное количество искажений и артефактов.

Предпочтительность формата FullHD

В конечном итоге изображение "высокой четкости" (HD), особенно в части прогрессивного (построчного) разложения, станет подавляющим для видеонаблюдения в интересах безопасности. Относительно разрешения предпочтителен вариант FullHD (1920x1080p), который дает действительное увеличение погонного разрешения (по обеим координатам) в 2,5 раза. Это обусловлено тем, что формат HD, в сравнении с D1, имеет в реальности преимущества в основном в прогрессивном сканировании, устраняющем интерлейсинг, и большей ширине кадра. Именно увеличенная ширина и приводит к существенному численному росту горизонтального разрешения. Вместе с тем, погонное горизонтальное разрешение здесь не превышает горизонтального разрешения аналогового формата 960H; вертикальное разрешение увеличено на 25%. Только формат FullHD обеспечивает отчетливо заметный рост разрешения, а соответственно, детальности изображения.

Рождение новых проблем HD

Возникновение такого перспективного направления, как аналоговое HD-телевидение, породило много дополнительных проблем. Первой и, пожалуй, главной проблемой является несовместимость аналоговых HD-форматов. Фактически это уже разделило узкий рынок HD-аналога на три части, что сокращает выбор оборудования и увеличивает его цену. Конечно, о жесткости вещательных стандартов NTSC, PAL и HD-SDI можно только мечтать, но не хотелось бы многолетней борьбы производителей за унификацию при одновременном естественном желании монополизировать рынок. Перед нашими глазами – многолетние усилия IP-отрасли по стандартизации. И это при общих используемых мультимедийных принципах ИТ и одновременно практическом отсутствии полной гарантии функционирования, даже с поддержкой рекомендаций ONVIF.

Все аналоговые HD-форматы обеспечивают изображение 720 или 1080p и реализуют его передачу по коаксиальным кабелям 3С и 5С на 300 и 500 м. Зарубежные кабели 3С и 5С по классу примерно аналогичны RG-59 и RG-6, то есть это отнюдь не "любые" коаксиальные кабели РК-75. Один из лозунгов, под которым идет внедрение новой HD-техники, – это улучшение качества изображения путем замены оборудования с сохранением кабельной сети. Аналогичный лозунг был в свое время при внедрении HD-SDI. Конечно, это ширина спектра не 1,5 ГГц, а от 15–20 МГц для HD и до 50–70 МГц для FullHD, но все таки не 4–6 МГц, как в традиционном аналоговом CCTV. Благо, повышенная частота кадров (50–60 кадр/с) в камерах для широкого потребления обещана только для формата HD.

Особенности аналоговых форматов HD и SD

В новых форматах информация о цвете расположена не в верхней части спектра сигнала яркости, как в форматах SD (PAL и NTSC), а выведена за пределы спектра яркости выше по частоте. Как и в выше упомянутых форматах, она имеет вдвое меньшую полосу, поскольку мелкие детали изображения передаются черно-белыми. На рис. 1 показана примерная структура спектра аналогового сигнала HD-изображения. Различием этой структуры спектров и вызвана совершенно иная реакция на увеличение длины или потерь кабеля.

Прежде ухудшается цветопередача, вплоть до черно-белого варианта, и только затем снижается разрешение изображения. Правда, как ни странно, разные системы реагируют на это по-своему. Например, HD-CVI разрешения FullHD сохраняет цветопередачу до 500 м, а к 800–900 цветовая шкала существенно блекнет. После 500 м прекращается управление камерой при вполне приемлемом изображении. Система AHD 2.0 с аналогичным разрешением замечательно передает цвет и управляет камерой почти до 900 м. Может, это продолжалось бы и далее, только кабель для испытаний закончился. Изменения цветопередачи продемонстрировано на рис. 2, и здесь сразу возникает вопрос: это проблемы технологии, метода или свойства конкретного образца? Отсутствие информации о принципе, поднесущих частотах и спектрах не позволяет определить: такие различия являются особенностью конкретного образца (возможно, неудачного) или технологии в целом?

Для тестирования применялся кабель РК75-4-361, который является промежуточным вариантом между рекомендованными производителем 75-3 (3С) и 75-5 (5С). Первый из них подобен отечественному кабелю РК75-3,7, второй – РК75-4,8.

К сожалению, пока не удалось практически ознакомиться с образцами оборудования технологии HD-TVI.

Сюрпризы аналоговой передачи HD

Оборудование, по крайней мере HD-CVI, предварительно анонсировалось как система, имеющая адаптивную коррекцию, в зависимости от длины и качества соединительного кабеля. В реальности коррекция очевидно фиксированная, поскольку изображение на коротких дистанциях имеет явно избыточную коррекцию и повышенный ВЧ-шум. Из-за этого фактическое разрешение даже несколько ниже, чем на заявленной дальности.

Именно в аналоговом принципе передачи, когда изображение есть, пока принимается синхросмесь, в качестве используемого кабеля может быть скрыта другая проблема внедрения аналогового HD. Стремление, как обычно, взять кабель подешевле приводит к снижению цветности и разрешения изображения, причем при отсутствии явных критериев. Не следует забывать, что спектр HD-видеосигнала более чем на порядок превышает стандартный телевизионный. Для примера на рис. 3 приведены изображения цветовой шкалы, полученные в системе HD-CVI как более чувствительной к качеству кабеля для передачи цвета. Видно, что более дешевый кабель китайского производителя с аналогичным отечественному наименованием, КВК-2, уже на 200 метрах серьезно ухудшает передачу цвета.

В конечном итоге применимость аналогового HD будет зависеть от цены оборудования, поскольку потребитель всегда хочет новое как лучшее, но по старой цене. Ну в крайнем случае – дороже не более чем процентов на 10–20!






Рекомендуемые товары

Похожие новости