Гибридные системы CCTV

23 октября 2015

Аналог и цифра
Специалисты по системам теленаблюдения уже давно сталкиваются в своей практике с понятием «гибридная система CCTV». Подсознательно считая, что это, без сомнения, очень хорошо, многие не вполне понимают, что же это такое, почему оно возникло и зачем, собственно, нужно.

Набрав в поисковике hybrid CCTV, любопытный индивид получит на удивление разнообразные толкования этого сочетания. Тут встречаются и многочисленные ссылки на устройства видеозаписи, работающие как с аналоговыми, так и с IP-телекамерами, и даже упоминаются системы с питанием от нетрадиционных источников энергии (ветряной генератор и солнечная батарея).

Пытаясь разобраться, где же истина, автор обратился к энциклопедиям за точным значением слова «гибрид».

Гибрид (от лат. hibrida, hybrida - помесь), потомство от скрещивания двух генотипически различающихся организмов. [БСЭ] В отношении электронных устройств речь обычно идет о двух «генотипах» - аналоговом и цифровом.

В CCTV понятия «аналогового» и «цифрового» традиционно трактуются следующим не совсем обычным образом: Под «аналоговыми» компонентами понимаются те из них, которые выдают и принимают изображение в виде аналогового видеосигнала, соответствующего известным стандартам EIA/NTSC и CCIR/PAL. «Цифровые» компоненты имеют дело с изображением, передаваемым в виде пакетов информации по сетям передачи данных.

Такое разграничение отражает различия в структуре системы CCTV и имеет мало общего с классическим определением аналоговых и цифровых (дискретных) сигналов в электронике.

Снимаемая телекамерой сцена, равно как и итоговое изображение, видимое наблюдателем, - суть потока света с пространственно-различными интенсивностью и спектром, изменяющимися во времени. Они имеют аналоговую (непрерывную) природу.

Автор не откроет Америку, заметив, что со времен появления телевещания и до наших дней чисто аналоговой передачи изображения от сцены к наблюдателю не существует. Изображение разбивается на строки, что является пространственной дискретизацией, а строки формируют полукадры и кадры, передаваемые друг за другом в определенной последовательности - т. е. присутствует также и дискретизация временная. Применение ПЗС-матриц в качестве светочувствительного элемента добавило сюда разбиение строк на пиксели.

Таким образом, из всех параметров передаваемого изображения - геометрии, интенсивности, цветности и времени - только два были аналоговыми.

Помимо дискретных свойств видеосигнала есть еще причина считать вышеприведенное деление условным. Дело в том, что с конца 80-х гг. начали появляться аналоговые компоненты систем теленаблюдения, внутри которых сигнал проходил цифровую обработку.

Первый и самый распространенный образец такого рода устройства - квадратор. Наблюдение на одном экране четырех картинок одновременно требовало использования видеопамяти, куда записывались четыре исходных изображения в оцифрованном виде, а затем полная картинка преобразовывалась обратно в видеосигнал. Такое устройство еще не слишком нарушало классификационную стройность. Но дальше - больше.

Мультиплексоры уже не только умели делить экран на части, но и «нарезали» последовательность полукадров из нескольких входных сигналов, не синхронизированных между собой, для их записи на один магнитофон, и все это благодаря цифровой начинке. В самих телекамерах (в первую очередь цветных) цифровая обработка сигнала (DSP) стала нормой. Многие функции современных телекамер (компенсация задней засветки, шумопонижение, медленный затвор и др.), ставшие привычными, без нее невозможны. Даже видеорегистраторы с цифровой записью изображений на жесткий диск, сменившие ленточные спецвидеомагнитофоны, в нашей терминологии остаются аналоговыми до тех пор, пока ввод и вывод из них изображений осуществляется посредством видеосигнала. Таким образом, устройства «насквозь» цифровые мы относим к разряду аналоговых! Деление компонентов систем CCTV на аналоговые и цифровые определяется только способом передачи изображения между ними и не зависит от того, что происходит внутри устройства.


Перспективы
Причина популярности аналоговых телекамер объясняется более широким их выбором на рынке оборудования и существенно меньшей ценой по сравнению с IP-камерами.

Аналоговые сигнальные линии на витой паре и коаксиале зачастую обходятся дешевле, чем построение новой сети передачи данных на эквивалентное расстояние.

Матричные коммутаторы и аналоговые мониторы популярны в системах, где упор сделан на наблюдение в реальном времени. Там они обеспечивают наилучшее качество при минимальной стоимости. Сказанное в предыдущем разделе иллюстрирует, каким путем система CCTV преобразуется в гибрид. Гибридное строение не было специально выведено селекционерами-инженерами, а есть следствие стремления наиболее выгодно сочетать достижения технологии CCTV, и в ходе дальнейшего развития гибриды будут неизбежно вытеснены цифровыми системами, обладающими большим функциональным потенциалом. Но пока этому препятствуют следующие факторы: Совместное использование аналоговых и цифровых компонентов имеет преимущества перед чисто аналоговой и чисто цифровой структурами в первую очередь благодаря широкому спектру оборудования по соотношению цена/качество.

Внедрение полностью цифровых систем сдерживается наличием внутренних проблем, а именно: недостаточный выбор IP-оборудования при высокой цене, несовместимость протоколов цифровой передачи разных производителей, несоответствие существующих сетей передачи требованиям цифровых систем CCTV. Переход на полностью цифровые системы нельзя подтолкнуть, ускорить искусственно. Он произойдет, когда существующие аналоговые технологии превратятся в тормоз, сдерживающий внедрение новых продуктов и препятствующий получению производителями прибыли.

olympsb.ru