Черно-белые или цветные? Выбор камер исходя из практических задач

Как правило, система видеонаблюдения ассоциируется у большинства потребителей с видеокамерами. Что неудивительно. И выбор типа видеокамер – черно-белые или цветные – зачастую играет ключевую роль в процессе построения всей системы видеонаблюдения. Видеонаблюдение купить подчас становится совсем не просто. Попробуем разобраться




А.В. ПименовНачальник отдела по связям с общественностью НПЦ "ЭЛВИС"

Удивительно, но в наш век высоких технологий спрос на черно-белые видеокамеры среди российских заказчиков все еще существует. И немалый. Следует разобраться, только ли из-за низкой стоимости пользователи продолжают покупать монохромные видеокамеры.

Всегда ли нужен цвет?

Выбор того или иного типа камеры видеонаблюдения всегда зависит от условий эксплуатации и задач, которые необходимо решать.

Для черно-белых видеокамер характерны высокая светочувствительность и низкая цена. Цветные видеокамеры точно передают цвета, могут обладать встроенной аналитикой (IP-камеры), но отстают от черно-белых по чувствительности. В России черно-белые камеры широко применяются в составе систем видеонаблюдения. Это обусловлено, конечно, в первую очередь низкой ценой.



На многих объектах, в том числе для охраны протяженных периметров, черно-белого изображения достаточно для получения необходимой информации.

Существуют также видеокамеры, которые днем формируют цветное изображение, а ночью – при низком освещении – переключаются в черно-белый режим. (О том, как правильно выбирать тип камер "день/ночь", читайте подробный материал Андрея Васильева на стр. 64 – Прим. ред.)

Резюмируя вышеизложенное, кратко рассмотрим достоинства цветных и черно-белых камер видеонаблюдения.

Цветные камеры

Преимущества:

  • передача различных цветов;
  • высокое качество картинки;
  • применение инновационных технологий (например, детектор движения).

Недостатки:

  • высокая цена;
  • более низкая чувствительность и низкая разрешающая способность по сравнению с ч/б камерами.

Применение:
Цветные камеры видеонаблюдения применяются, когда требуется получить детальное видеоизображение, когда важна передача цветов. Цветные камеры следует устанавливать при наличии достаточного освещения.

Черно-белые камеры

Преимущества:

  • высокая чувствительность;
  • низкая цена.

Недостатки:

  • отсутствие цветной картинки.

Применение:
На черно-белые камеры по-прежнему сохраняется высокий спрос благодаря их преимуществам. Их использование может быть вполне оправданным при необходимости видеонаблюдения в условиях недостаточного освещения и в случае ограниченности бюджета. Установка черно-белых камер во внутренних помещениях позволяет не только снизить стоимость системы, но и упростить адаптацию камер к интерьеру помещений

Для того чтобы система видеонаблюдения корректно выполняла свои функции, необходимо осуществлять подбор видеокамер в соответствии с выбором программного обеспечения видеонаблюдения.

Другими словами, если видеокамеры – глаза системы видеонаблюдения, то программное обеспечение – ее сердце.

Задача - вовремя обнаружить

Важной задачей современных систем видеонаблюдения, помимо передачи изображения, является обнаружение целей или событий (классификация объектов, детектирование движения, распознавание перебрасываемых предметов, обнаружение возгорания, детектирование нарушений правил дорожного движения и т.д.).

Вызов – человеческий фактор
Основная проблема широко распространенных систем видеонаблюдения заключается в необходимости анализа оператором видеоинформации, получаемой от всех камер. В противном случае видеонаблюдение становится неэффективным либо ограничивается свойствами архивирования видеоинформации без возможности обработки в реальном времени.

Неоднократно обсуждалось, что человек не способен наблюдать за изображением сразу от нескольких камер, даже если они выдают качественную цветную картинку. Совершенно очевидно, что исключить негативное влияние человеческого фактора применением дорогих цветных мегапиксельных видеокамер не представляется возможным.

Для исключения влияния человеческого фактора, а также для решения множества задач (от простого детектирования движения до подсчета проехавших машин или прошедших людей) в автоматическом режиме разработчики систем безопасности предлагают системы видеонаблюдения с видеоаналитикой.

Решение – видеоаналитика
Задача видеоаналитических систем заключается в освобождении оператора системы видеонаблюдения от анализа видеопотока – ему предлагается только та информация, которая необходима для принятия решений.

Переход от аналогового оборудования к IP-системам видеонаблюдения позволил применять открытые стандарты в системах видеонаблюдения. Благодаря этому упростилась установка и модернизация оборудования, появилась возможность использовать продукцию различных производителей в одной системе.

От теории – к практике!

Обратимся к трем ключевым задачам, которые решаются с помощью видеонаблюдения, и выделим наиболее подходящие для них типы камер.

  1. Круглосуточная всепогодная охрана периметра.
  2. Контроль проезда транспорта.
  3. Обеспечение безопасности населения

Одним из достоинств IP-камер является встроенный детектор движения, который уверенно работает внутри помещений, но порождает ложные срабатывания при использовании в уличных условиях. Благодаря детектору движения оператору автоматически, в режиме реального времени, выдается видеоинформация с камеры, зафиксировавшей движение в кадре. Видеоаналитика IP-камер может успешно применяться внутри помещений.

Охрана периметра

Когда речь заходит о круглосуточной всепогодной охране периметра, территории объектов и подступов к ним, то следует обратить внимание на системы видеонаблюдения с компьютерным зрением.

Один объект – один оператор
Системы видеонаблюдения с компьютерным зрением в автоматическом режиме детектируют потенциально опасные ситуации (например, появление человека, возгорание, задымление, перебрасывание предмета через ограждение, оставленный предмет и пр.) и выдают оператору сигнал тревоги с изображением от видеокамеры. Таким образом, даже самая крупная по масштабам охраняемая территория или объект, оснащенный сотнями видеокамер, не требуют большого штата сотрудников охраны. Подобные системы работают по принципу "один объект – один оператор". Системы видеонаблюдения с компьютерным зрением фиксируют все действия оператора, что позволяет исключить влияние человеческого фактора, а также сговор операторов с нарушителями. Все события отображаются на видеоаналитической карте объекта. Детализированное видеоизображение может выводиться на монитор, видеостену, терминалы, поддерживающие технологию Touch Screen, КПК и т.д. Важной особенностью систем видеонаблюдения с компьютерным зрением является не только классификация объектов и тревожных ситуаций, но и возможность автоматически отстраиваться от ложных срабатываний при возникновении теней облаков, колебании кустов и деревьев, появлении насекомых в поле камер, раскачивании и дрожании видеокамер, засветке автомобильными фарами. Системы видеонаблюдения с компьютерным зрением способны адаптироваться к внешним условиям без участия оператора.

Решение – ч/б + цвет
В системе видеонаблюдения с компьютерным зрением, применяемой для охраны периметра, целесообразно использовать стационарные черно-белые аналоговые камеры с высокой светочувствительностью совместно с цветными поворотными видеокамерами.

В таком случае классификация целей (люди, автомобили, оставленный предмет, дым, огонь и т.д.) будет осуществляться в реальном времени по видеоизображению, получаемому от стационарных черно-белых видеокамер, а цветные поворотные видеокамеры будут автоматически наводиться на обнаруженные цели для получения детальной информации об обнаруженном событии.

Для получения детального изображения обнаруженных целей на больших расстояниях могут применяться черно-белые видеокамеры с длиннофокусным объективом.

Безопасность населения

Общеизвестна невысокая эффективность городских систем видеонаблюдения. Об этом свидетельствуют многочисленные факты. Например, зачастую имеющиеся видеоматериалы невозможно использовать для расследования тех или иных противоправных действий (кражи, поджоги автомобилей, убийства). Нелепая ситуация – установленные в городе видеокамеры реально записывают видео с места событий, однако в дальнейшем ее трудно использовать для расследования.

Проблемы "Безопасного города"
Причина – технические ограничения систем видеонаблюдения, которые были распространены на рынке безопасности и устанавливались по программе "Безопасный город".

Проблема № 1 – оператор системы видеонаблюдения обязан непрерывно в течение всей смены наблюдать одновременно за 2–3 мониторами, в каждом из которых отображается видеоинформация от 16 или 24 видеокамер. Оператор часто не замечает и пропускает практически все события, включая значимые. Его роль фактически сводится к контролю работоспособности системы видеонаблюдения и наблюдению за тем, что видео записывается.

Требовать от оператора реакции на события в реальном времени бессмысленно, можно надеяться на видеоархив событий, который, возможно, поможет следствию.

Проблема № 2 – невысокое качество видео. В городских системах видеонаблюдения применяются как широкоугольные объективы видеокамер, так и длиннофокусные. Первые обеспечивают на незначительных удалениях большую зону обзора, не обеспечивая необходимой детализации (качества картинки, по которой можно рассмотреть важные детали), вторые способны на больших расстояниях получать детальное изображение ограниченного участка.

Все это приводит к тому, что при обращении в видеоархив с целью расследования событий крайне затруднительно получить нужную информацию необходимого качества.

Решение – комбинация камер
Системы видеонаблюдения с компьютерным зрением позволяют совместно с неподвижными видеокамерами использовать поворотные видеокамеры, которые непрерывно, в автоматическом режиме, наводятся на все обнаруженные цели и делают их крупные фотографии благодаря оптическому зумированию.

Таким образом, недостатки традиционных подходов очевидны: если обеспечивать большие зоны обзора, то теряются детали. И наоборот – если стремиться к детализации, то не обеспечивается широкий угол обзора

Таким образом, в системах с компьютерным зрением широкий угол обзора неподвижных камер и связанная с ним невысокая детализация изображения компенсируются способностью поворотной видеокамеры наводиться на цели с оптическим зумом и получать их крупные фотографии. Эти фотографии позволяют рассмотреть детали событий в ходе изучения видеоматериалов.

В качестве неподвижных камер в таких системах могут выступать как черно-белые, так и цветные с высокой светочувствительностью. Для получения детальной информации об обнаруженных целях подходят цветные поворотные видеокамеры.

Контроль проезда транспорта

В настоящее время производители систем безопасности предлагают системы контроля проезда автотранспорта с распознаванием номеров и внешнего вида автомобилей. Область применения таких систем включает в себя автомобильные стоянки, паркинги, территории промышленных предприятий, торговых комплексов, бизнес-центров и т.д.

Как это работает
Принцип действия систем распознавания автомобильных номеров можно описать так: камера видеонаблюдения, установленная на контрольно-пропускном пункте, фиксирует приближающийся автомобиль. Видеоданные поступают на сервер, где после предварительной обработки полученного видеоизображения выполняется анализ регистрационного знака.

Система проверяет, занесен ли подъехавший автомобиль в базу данных. Если он зарегистрирован и имеет право на проезд, будет отдана команда на открытие шлагбаума, в противном случае оператору будет предложено добавить транспортное средство в базу, открыть исполнительное устройство вручную или отказать в доступе. Факт проезда, а также все действия оператора будут запротоколированы и занесены в архив. Это позволяет исключить влияние человеческого фактора, сговор операторов с нарушителями.

Как бороться с махинациями
В системах контроля проезда автотранспорта с распознаванием номеров может быть реализована функция верификации автомобиля по внешнему виду. Это позволяет предупреждать махинации с регистрационными знаками. Изображение транспортного средства, полученное с камеры видеонаблюдения, сравнивается с фотографией автомобиля, которому, согласно базе данных, принадлежит распознанный номер. В случае несовпадения выдается предупреждение оператору.

Только цвет
В системах видеонаблюдения, предназначенных для контроля проезда автотранспорта с верификацией автомобилей по внешнему виду, целесообразно применять цветные видеокамеры с расширенным динамическим диапазоном (Wide Dynamic Range). В результате удастся повысить яркость и информативность затемненных областей.

Для верификации автомобилей по внешнему виду необходимо применять цветные видеокамеры, ведь по черно-белой картинке не определить цвет проезжающего автомобиля.

Черно-белое видеонаблюдение: факты и прогнозы

Практика показывает, что применение черно-белых видеокамер все еще актуально. Для правильного выбора видеокамер надо четко представлять, какие задачи должна решать система видеонаблюдения, понимать, где необходимо получение высококачественного цветного изображения:

  • верификация автомобиля по внешнему виду;
  • получение детального изображения обнаруженных целей и ситуаций (для последующего использования при расследовании);
  • распознавание лиц;
  • удаленный видеоконтроль или мониторинг. Существуют задачи, для решения которых монохромные камеры являются предпочтительными:
  • видеонаблюдение в темное время;
  • наблюдение в безлюдных помещениях со слабым освещением;
  • периметральное видеонаблюдение с ИК-подсветкой;
  • получение детального изображения обнаруженных целей на больших расстояниях.

Черно-белые камеры могут применяться в инновационных системах видеонаблюдения с компьютерным зрением. Ведь для классификации целей и ситуаций важно не цветное изображение, а высокая светочувствительность, которая характерна для черно-белых видеокамер. Монохромные камеры с длиннофокусными объективами могут также использоваться для получения детального изображения обнаруженных целей на больших расстояниях.

Для корректного выполнения возложенных на систему видеонаблюдения задач и оптимизации затрат важно правильно подобрать видеооборудование, ведь даже в одной системе могут совместно применяться как цветные, так и черно-белые видеокамеры.

ОСОБОЕ МНЕНИЕ

В.И. Спиридонов

 

Заместитель директора по новым технологиям ООО "СКВИД ТД"
Черно-белое видеонаблюдение: кто продает и кто покупает

 

Черно-белые камеры еще довольно распространены на российском рынке систем видеонаблюдения. Этому способствует ряд факторов.

Рынок черно-белых камер

Существует некое деление рынка видеокамер по следующему принципу:

1) дорогой сегмент – видеокамеры успешно зарекомендовавших себя брендов, таких как Panasonic, Bosch, Pelco, Samsung и т.д.;

2) сегмент недорогого, но довольно качественного корейского оборудования – КТ&С, Vision Hi-Tech, СNB и др.);

3) самый низкий сегмент недорогого оборудования, как правило, из Китая – оборудование низкое по стоимости, а не по качеству, хотя, должен заметить, что и среди китайских производителей есть оборудование высокого качества и стоимости, например Hikvision).

Если в дорогом сегменте практически полностью произошло вытеснение черно-белых камер, то в среднем и низком присутствует достаточный их ассортимент – это в основном бескорпусные, малогабаритные, квадратные и цилиндрические камеры, аналогов которым в цветном ассортименте нет и не будет. Отсюда складывается и динамика продаж. Лучшей видеокамеры для видеодомофона, чем цилиндрическая КРС-190, еще не придумали. Видеонаблюдение для небольших магазинов – это опять же малогабаритные черно-белые камеры, а малый бизнес как раз и развит больше всего в регионах – отсюда и региональные закупки таких камер. Соответственно с ростом качества цветных видеокамер дешевого сегмента наступает вытеснение черно-белых моделей, но динамика пока очень слабая.

Кто покупает и что продают

Для многих объектов цена имеет решающее значение. И если с развитием технологий стоимость DVR в недорогом сегменте постоянно понижается, то стоимость видеокамер не изменяется совсем. Получается, что для создания недорогих систем можно использовать, например, бескорпусные черно-белые видеокамеры, установив их в малогабаритный термокожух, скажем "Олевс" К15-5, и получить уличную видеокамеру за смешные деньги. При этом большую часть задач такая система вполне позволяет решать.

Даже в крупных гипермаркетах, а также в арендуемых магазинах часто можно встретить вновь установленные малогабаритные черно-белые видеокамеры.

Отсюда и динамика продаж – простые и недорогие системы покупают все категории как монтажников, так и физических лиц. Нет смысла ставить дорогую систему там, где может справиться более простая. Это понимает каждый, кто умеет считать деньги. А еще в глубинке, как правило, нет магазинов с достаточным ассортиментом и, возможно, именно туда и "сливается" несколько залежалый товар. Поэтому черно-белые видеокамеры пока продаются и будут продаваться еще долгое время.

Кто и что производит

Многие вендоры снимают черно-белые камеры с производства по той причине, что они уже все, что могли, выжали из этого сегмента и теперь движутся в сторону развития тех решений, где могут показать себя во всей красе – это и применение новейших DSP-процессоров, и расширенный функционал видеокамер, и встроенная аналитика и т.д. А компании, выпускающие видеокамеры более низкого ценового диапазона, анализируют продажи и видят – раз продается, то надо выпускать, почему бы и нет. При этом спокойно развивают и более высокий класс своего оборудования. Например, компания Vision Hi-Tech (Ю. Корея) выпустила новую линейку видеокамер на новом DSP Sony Effio-E.

На мой взгляд, новые модели черно-белых видеокамер сейчас практически не появляются. Производители занимаются скорее модернизацией старых, хорошо продаваемых на рынке моделей (замена матрицы, процессора и т.д.). В России наиболее яркие представители черно-белых камер отечественного производства – это ЭВС и "БайтЭрг", японского – WATEC, корейского – Vision Hi-Tech, КТ&C и СNB. А ориентироваться в данном оборудовании довольно просто. ЭВС и WATEC позиционируют свои камеры как обладающие повышенной чувствительностью для применения в условиях низкой освещенности. Линейка видеокамер WATEC еще и выполнена на матрицах 1/2", что позволяет получить менее зашумленную картинку. Эти видеокамеры применяются для систем распознавания автомобильных номеров, систем машинного зрения. Соответственно черно-белые камеры корейских производителей занимают оставшуюся нишу широко распространенного оборудования.

Где применять ч/б

Востребованность черно-белого видеонаблюдения в России на данный момент существенна. Например, не всегда возможно применение ИК- или другой подсветки, а необходимость в ночном видеонаблюдении есть.

Черно-белые камеры успешно применяются в системах распознавания автомобильных номеров, где цветность не имеет значения, а важно лишь распознавание. Черно-белые камеры также предпочтительны и в видеонаблюдении за технологическими процессами, где важны расстояние и скорость, а не цвет объекта, и в системах машинного зрения, где цветность только мешает. По сути, с помощью черно-белых камер можно решать практически все задачи. Это связано с тем, что информативность записанного архива у цветных камер не сильно выигрывает (пока!), но с развитием HD-видео все может измениться.

Где важен цвет

С помощью черно-белых камер нереально решать те задачи, где необходимо различать цвет объекта. Например, при необходимости быстрой идентификации объекта при большом скоплении людей (вокзалы, площади, стадионы). Сюда же можно отнести видеонаблюдение в казино (цвет фишки, масть карты). Цветные видеокамеры также следует применять в системе распознавания лиц, медицине, системе обследования трубопроводов, подводных объектов и т.д.

Каковы прогнозы

Не так давно специалисты обсуждали спорный вопрос относительно аналогового и цифрового оборудования, а как только цифровое оборудование стало абсолютно доступно по цене, то дебаты сразу же прекратились. Сейчас ситуация повторяется. Как только все ценные качества черно-белых камер (а это прежде всего их чувствительность в ночное время) станут сопоставимы с качествами цветного оборудования, доля черно-белых систем на рынке значительно уменьшится, а может, и вовсе сойдет на нет. Кстати, уже сейчас компании Bosch, Samsung и Vision Hi-Tech стали выпускать в своих линейках цветные видеокамеры, специально "заточенные" под распознавание автомобильных номеров.

ОСОБОЕ МНЕНИЕ

Л.М. Антокольский
Главный инженер ООО "Аквилон-А Сиcтемы Безопасности"
Перспективы черно-белого видеонаблюдения

В России системы видеонаблюдения и охранного телевидения на базе черно-белых камер распространены довольно широко и успешно функционируют как в регионах, так и в Москве. Поскольку многие из таких систем еще не выработали свой ресурс, это создает большой рынок технической поддержки и сервисного обслуживания.

Доля продаж черно-белых камер в общем объеме рынка невелика, но спрос, безусловно, есть. Нужно только четко разделять задачи на те, для решения которых цвет необязателен, и те, где черно-белые решения необходимы или хотя бы предпочтительнее.

Задача определяет оборудование

Есть задачи, где можно обойтись без цвета. Например, слабо освещенный склад, где необходимо лишь фиксировать наличие или отсутствие людей. При таких условиях вполне можно использовать еще имеющиеся на рынке камеры. В прайс-листах продавцов они дешевле цветных.

А есть задачи, когда черно-белое видеонаблюдение даже предпочтительнее – например, периметр очень важного объекта, для которого требуется мощная ИК-подсветка. Дешевые камеры "день/ночь", которые рекламируются как устройства, сочетающие в себе достоинства
цветных и черно-белых (особенно если они не оснащены убираемым оптическим ИК-фильт-ром), скорее сочетают в себе недостатки цветных (низкая чувствительность ночью) и черно-белых (плохая цветопередача днем).

В то же время черно-белое видеонаблюдение совершенно не подходит, например, для автостоянок, торговых залов и других хорошо освещаемых объектов, где цвет – важный информационный параметр.

Параллели в бытовой технике

Можно еще отметить, что черно-белые мониторы практически совсем исчезли с рынка. Позволю себе привести аналогию. При этом отчетливо понимаю, что данная аналогия может служить только иллюстрацией, а отнюдь не доказательством.

Уже лет тридцать назад, до массового появления цифровых фотоаппаратов, купить черно-белую пленку было крайне проблематично. Однако и сегодня профессионалы работают с такой пленкой, что осталось только их, профессионалов, уделом. И стоимость оборудования и расходных материалов для таких работ много выше, чем цветного ширпотреба.

Думаю, что и для охранного видеонаблюдения долговременные тенденции будут схожими. Рано или поздно дешевые черно-белые камеры исчезнут совсем. Но для решения ряда задач, например для наблюдения за некоторыми технологическими процессами вне видимого диапазона (ИК и ближний УФ) и решения специальных охранных задач, понадобятся новые камеры, в том числе и монохромные.

Тренды и прогнозы

В целом мировой рынок черно-белых камер не стоит на месте. Мы можем наблюдать зачастую противоположные тренды. С одной стороны, ряд зарубежных производителей снимает данный вид камер с производства. С другой – ожидается появление совсем новых моделей профессиональных черно-белых камер, хорошо работающих с ИК-прожекторами. Они могут быть в разы дороже дешевых цветных, но гораздо дешевле специального оборудования, например тепловизорного.

В России черно-белые (точнее, монохромные) камеры производятся и успешно продаются. Например, компания "БайтЭрг" представляет на рынке 22 модели. Отечественные поставщики по-прежнему предлагают европейские, американские и японские черно-белые камеры. Причем, если даже производство конкретной модели уже прекращено, на российских складах зачастую имеются достаточные запасы.

Например, компания SANYO прекратила выпуск не только черно-белых, но и вообще аналоговых камер. Логично, если поставщики будут продавать складские запасы с существенными скидками. Азиатские производители, как наиболее мобильные, меняют модельный ряд оперативнее, поэтому совсем дешевые черно-белые камеры азиатского производства скорее всего исчезнут с российского рынка ранее других.

По нашему мнению, российские покупатели (особенно монтажные компании) будут спрашивать дешевые черно-белые камеры еще 2–3 года. Но у поставщиков, по-видимому, будут увеличиваться трудности с их поставкой. Однако со временем должно появиться новое профессиональное комплексное оборудование.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2011