Тестирование камер для систем видеонаблюдения

Наблюдающие за нами видеокамеры сегодня можно заметить где угодно: в магазинах, офисных и торговых центрах, поликлиниках, на банкоматах и оживленных перекрестках и даже в подъездах жилых домов. Что умеют современные системы видеонаблюдения, как они сохраняют и передают информацию, как их разрабатывают и тестируют — во всех этих вопросах нам помогли разобраться специалисты одного из лидеров отрасли, шведской компании Axis Communications.

Что умеют делать системы видеофиксации

Без-имени-2.jpgБольшинство людей даже не задумывается о том, как быстро развиваются технологии видеонаблюдения и к чему это может привести в ближайшем будущем. А ведь совсем скоро от всевидящего ока вооруженных искусственным интеллектом систем будет просто невозможно скрыться.

Штаб-квартира Axis Communications находится в шведском городе Лунд. Здесь работает примерно 1700 человек. Всего же в штате компании больше 2500 сотрудников во многих странах планеты.

Axis Communications получила известность благодаря своим инновационным разработкам в области производства не только систем видеонаблюдения, но и сетевых камер. В планах компании на годы вперед заложены перспективные проекты, в рамках которых будут создаваться новые технологии. Благодаря продуманной стратегии производитель уверенно лидирует в отрасли, формируя рыночные тренды.

Сегодня внимание Axis сконцентрировано на бизнес-решениях, основанных на использовании продвинутых систем видеонаблюдения в промышленной, городской и частной инфраструктуре. Подобное оборудование отслеживает разнообразные объекты и события, помогая выявлять и задерживать нарушителей общественного порядка во многих странах мира.

В будущем ассортимент компании должен пополниться решениями для обслуживания умных домов. Эти объекты будут оснащаться небольшим количеством видеокамер. Такие решения станут доступны уже не только заказчикам из бизнес-сегмента, но и обычным пользователям со средним уровнем достатка.

Камеры Axis разрабатываются на открытой платформе. А значит, создавать для них программные продукты могут и сторонние компании. В перспективе это обстоятельство позволит существенно расширить функциональные возможности предлагаемых шведским производителем решений.

Теперь перейдем к более подробному описанию возможностей современных систем наблюдения.

Распознавание лиц и сбор статистических данных

Может ли расположенная на банкомате маленькая камера распознавать лица? Оказывается — может. Еще большими возможностями обладает программное обеспечение, написанное для систем видеонаблюдения. В Axis Communications особо подчеркивают, что именно предоставление конечным пользователям комплексных системных решений является главной целью компании.

Приведем простой пример. Программное обеспечение одного из бюджетных регистраторов марки Axis обеспечивает синхронную работу 16 камер с одновременной записью и просмотром видео в реальном времени.

Аналитические возможности специального софта позволяют собирать статистические данные: подсчитывать посетителей в магазинах, торговых центрах или банковских офисах. Собранную статистику можно использовать в маркетинговых исследованиях, улучшать позиционирование, персонализацию рекламы, организацию клиентских сервисов.

Подобные решения помогают выбрать такие места в торговых центрах и крупных магазинах, где скапливается или проходит максимальное число посетителей. Именно здесь выгоднее всего устраивать различные акции, выкладывать плохо реализуемые товары. Если раньше такую информацию приходилось собирать вручную, то сегодня программный комплекс системы видеонаблюдения выполняет все в автоматическом режиме.

Камеры умеют распознавать автомобильные номерные знаки. Встроенное программное обеспечение может также определять пол человека и его примерный возраст. Существует софт, способный распознавать лица из «черных списков» или полицейских баз данных. Такие системы устанавливаются в банках, аэропортах, на автостанциях и вокзалах.

Обнаружив разыскиваемое лицо в аэропорту или на вокзале, камеры подадут сигнал на пульт охраны и передадут правоохранителям точное местонахождение злоумышленника. А с помощью систем аналитики можно выстраивать следы перемещения потенциально опасных личностей.

Наблюдение на транспорте, в городе и на критических объектах

Сегодня не только в Европе, но и в России поезда и автобусы оснащаются камерами для предупреждения хулиганских поступков. В европейских странах чаще всего используются видеосистемы производства Axis Communications. Поставляемые шведской компанией камеры обладают высоким уровнем антивандальной защиты. Они выдерживают удары, сильную вибрацию, попадание воды и даже выстрелы из огнестрельного оружия.

Без-имени-3.jpg

Установленные в салонах автобусов или вагонах камеры ретранслируют видеосигнал в центры управления транспортом. При возникновении чрезвычайной ситуации сотрудники подобных центров могут тут же сообщить в службу охраны правопорядка. Записи с каждой камеры сохраняются и собираются в конце смены. При необходимости это поможет установить преступника и прояснить картину происшедшего.

Аналогичным образом видеосистемы следят за площадями, транспортными магистралями, перекрестками. Камеры могут устанавливаться на рекламных конструкциях, светофорах, надземных переходах.

Применяются такие системы и для наблюдения над большими территориями. Например, один из проектов Axis в России предназначен для обнаружения зарождающихся очагов лесных пожаров. Программная аналитика позволяет выявить возгорание на ранней стадии, что позволяет быстрее и с меньшими затратами потушить пожар.

Еще один важный сегмент, использующий системы Axis – производственные или хозяйственные объекты повышенной опасности. Это железные дороги, нефтяные платформы, газодобывающие предприятия. Специалисты компании разработали специальное аналитическое ПО — Axis Perimeter Defender. Этот софт помечает на территории закрытые для доступа опасные зоны, выявляет проникновение нарушителей, активирует при необходимости сигнализацию.

Для работы в темноте применяются специальные тепловизионные камеры, обладающие высокой дальностью обнаружения. Они способны увидеть человека на расстоянии до километра. Благодаря такой особенности подобные камеры широко используются на железных дорогах.

Еще одна интересная технология — использование в связке тепловизионными купольных камер. Такие устройства работают с 30-кратным увеличением, что резко повышает возможности идентификации человека. Для этого требуется только подсветить выявленный объект.

Передача и хранение видеозаписей

Система наблюдения из десятков или сотен камер за день записывает огромные массивы информации. При этом всего один 10-минутный видеоролик может потянуть на 1 гигабайт. Каким же образом могут храниться все эти терабайты данных? И как они быстро передаются оператору?

Камера записывает информацию на внутреннюю память, никакие SD-карты тут не используются. Нет нужды и в передаче терабайтов данных. С помощью инновационной технологии Zipstream видео формата FHD на частоте 25 к/с максимально сжимается с уменьшением плотности потока.

Ухудшение качества картинки при этом весьма незначительно. К примеру, для задач полиции его вполне достаточно. Зато существенно экономится пропускная способность сети — в районе 50—80%. Это обеспечивает значительную экономию денежных средств заказчиков.

Без-имени-4.jpg

Технология Zipstream обладает весьма продвинутыми возможностями. Так, она умеет сжимать выделенные зоны с разными коэффициентами. Например, картинку неба можно сжать существенно сильнее, чем изображение улицы.

Ряд моделей камер могут автоматически изменять частоту кадров. Если на улице наблюдается статическая картинка, скорость съемки снижается до 1 кадра в секунду. Если же начинают происходить какие-то действия, кадровая частота повышается до номинального значения (обычно это 25 к/с). Возврат к максимальной скорости осуществляется за пару секунд, что обеспечивает надежную фиксацию событий в хорошем качестве.

Камеры Axis Communications работают с разрешением до 4K. В ассортименте производителя есть модели с функцией автоматической лазерной фокусировки. Ранее в купольных камерах лазерные технологии были задействованы для освещения пространства. Сегодня лазеры применяются и для определения дистанции от объекта.

Вследствие большого числа светлых и темных зон обычной видеокамере трудно понять, на чем нужно фокусироваться. Использование лазера позволяет точно определить местонахождение объекта и практически мгновенно установить оптимальный фокус.

Как происходит разработка камер для систем наблюдения

Для более эффективной разработки новых технологий и внедрения их в свои продукты компанией Axis Communications было создано несколько разных инновационных центров. К примеру, одна из лабораторий прогнозирует возможности, составные компоненты и перспективные технологии следующего поколения систем наблюдения и представляет рекомендации по устройствам, которые выйдут на рынок через год-два.

Специалисты компании непосредственно взаимодействуют с производителями комплектующих для своего оборудования (оптики, сенсоров). Это позволяет решать сразу ряд задач: выстраивать стратегию на годы, осуществлять контроль функциональности поставляемого оборудования и конечной продукции.

Для проверки оптических элементов используются разнообразные и очень тонкие тесты. Так, с помощью лазера проверяются даже отдельные элементы линз. Используемая Axis при этих тестах инновационная лазерная машина была первой подобной установкой в Европе. Компания постоянно внедряет и разрабатывает более прогрессивные методики тестирования.

Сенсоры камер проверяются при разных параметрах освещения. Лабораторное оборудование позволяет выстраивать разнообразные световые сцены, включая динамические, с изменяющимся уровнем освещенности. Наиболее экстремальное освещение при тестах составляет 200 тысяч люксов — это вдвое выше яркости солнца.

Аппаратура позволяет создавать флуоресцентное, дневное и другое освещение, встречающееся в реальных условиях. За счет этого максимально точно проверяются алгоритмы работы камеры, например, настройка баланса белого. По мнению руководителя партнерских программ Axis Communications Дэна Эрикссона, большое количество тестовых программ позволяет выпускать максимально качественный продукт.

Без-имени-5.jpg

Еще одно важное направление работы — кодировка чипов камер под новые компоненты. Сами чипы поставляются сторонними производителями. Однако они выпускаются согласно спецификациям, которые разрабатываются инженерами Axis. При этом все процессоры тщательно проверяются на соответствие функциональным возможностям и предъявляемым требованиям. Это исключает вероятность выпуска на рынок некачественного продукта.

Тестирование видеокамер: проверка на надежность

В понятие безопасности систем видеонаблюдения входит как качественная работа оптики и сенсоров, так и защищенность самих камер от внешних воздействий. Сотрудники Axis Communications проверяют надежность своей продукции с помощью ряда механических тестов.

В штаб-квартире оборудована специальное помещение для испытаний камер по спецификациями IP на уровень пылезащиты и водонепроницаемости. Для проверки последнего параметра камеру буквально заливают мощным потоком воды под сильным напором. При таком тесте купольная видеокамера должна не пропустить под свой купол ни капли жидкости. Камера в это время вращается, чтобы вся поверхность устройства оказалась под сильным давлением и полностью покрылась водой.

Еще одна категория тестов на надежность заключается в проверке максимально точного наведения камеры в заданную точку. При тестировании купольных устройств не должно быть отклонения всего на долю градуса. В ходе одного теста осуществляется до 5000—10000 «прицеливаний» камеры.

Следующие тесты проверяют устойчивость оборудования к вибрациям и перепадам температуры. После серии манипуляций камеры должны сохранять свой механический функционал и точность наведения. Тестирование позволяет проверить, насколько качественно работают механические компоненты устройства.

Следующие тесты — на вандалоустойчивость. Здесь проводятся несколько испытаний. Одно из них — падение на купол грузов с высоты 0,5 метра. При там тесте недостаточно просто зафиксировать отсутствие внешних повреждений. Ведь неисправности могут проявляться и только внутри устройства.

Особо защищенные видеокамеры выдерживают даже попадание пули огнестрельного оружия. Результаты такого испытания продемонстрировал лично Дэн Эрикссон.

Для каждого класса камер могут использоваться свои собственные тесты. Так, рассчитанные на использование в условиях низких температур устройства сначала сильно охлаждаются, а потом проходят повторное тестирование. При сильном охлаждении повышается хрупкость материалов, что является дополнительным фактором риска. Качественная камера должна справиться и с этим испытанием.

После всех тестов камеру полностью погружают в воду и затем тестируют на пылезащищенность. Это обеспечивает проверку герметичности устройства после всех внешних воздействий. Соответствующая стандартам IP по температурной устойчивости камера должна не пропускать воду или пыль и при этом, самом последнем испытании.

Успешно прошедшая все тесты и продолжающая стабильно работать камера несомненно является очень высококачественным товаром. Такая многоуровневая система тестирования обеспечивает самую высокую степень надежности конечной продукции.

Без-имени-6.jpg

Тестирование при разных условиях освещения

Важнейший параметр любой видеокамеры — возможность качественной работы при разных уровнях освещенности. Для проверки систем видеонаблюдения по этому показателю специалисты Axis Communications используют два тестовых помещения — темное и светлое.

Темная лаборатория имеет длину 30 метров. Это самое большое из всех тестовых помещений компании. Здесь поддерживается полная темнота. Стены лаборатории окрашены в черный матовый цвет, не отражающий лучи света. Материал напольного покрытия не отражает инфракрасное излучение.

В этом помещении испытываются как инфракрасные камеры, так и системы видеонаблюдения, оснащенные встроенной подсветкой. Для проведения более сложных тестов применяются движущиеся манекены, имитирующие людей. Специальные лампы обеспечивают имитацию автомобильных фар.

В темной лаборатории можно смоделировать ситуацию выбегания человека (роль которого играет манекен) перед автомобилем на ночной трассе. Такой тест позволяет определить, насколько хорошо камера видит происходящее. Все параметры тестирования задаются посредством компьютера, управляющего системами.

Тесты в светлой комнате позволяют проверить камеры по таким параметрам, как поддерживаемые уровни цветовой температуры и яркости. В ходе тестирования изменяется величина освещенности, а компьютерное оборудование позволяет устанавливать разнообразные комбинации освещения.

Тестирование занимает 2—4 часа. Затем полученное изображение изучается независимыми экспертами. Эти специалисты определяют, соответствует ли изделие предъявляемым требованиям. Такие объективные независимые оценки помогают компании Axis более точно выявить возможные недостатки потенциальной новинки и пресечь выход на рынок не самой качественной продукции.