8 (495) 204-27-17 8-800-707-98-93

Применение видеосерверов

Видеосервер — созданное специально для работы в аналогово-цифровой системе видеонаблюдения устройство. Преобразовывает аналоговый видеосигнал в формат цифрового видео для передачи его по сети, для записи на жесткий диск или любой другой носитель цифровой информации.

Применяются видеосерверы там, где уже имеется аналоговая система видеонаблюдения, при необходимости отправки отснятого изображения с одной или более аналоговых камер по компьютерной сети и записи его на жесткий диск. Можно подключить видеосервер к системе видеонаблюдения вокзала, аэропорта, магазина, банка, детского сада либо иного крупного помещения. Управлять трансфокатором и поворотным устройством видеокамеры, подключенной к видеосерверу, а также просматривать направляемое на видеосервер изображение можно через глобальную или корпоративную сеть из любой подключенной к данной сети точки.

Принцип работы видеосервера
Принцип работы видеосервера

Встроенный детектор движения с входами для подсоединения внешних охранных датчиков имеют многие видеосерверы. При включении одного из датчиков создается сигнал тревоги, восстанавливаются события, которые были записаны до, в момент и после возникновения сигнала тревоги.

Далее пойдет речь о полезных функциях и об устройстве видеосервера, которые позволяют ему существенно расширить возможности уже имеющейся системы видеонаблюдения.

Принцип работы и архитектура видеосервера

Все необходимые компоненты, требуемые для обработки и передачи видеоизображения, есть в видеосервере. По сети Ethernet видеосервер может отправлять на канал в формате PAL видеоизображение со скоростью до 25 кадров в секунду, однако, этот объем корректируется пропускающей способностью сети и разрешением передаваемой картинки. На видеосервер направляются сигналы от одной или нескольких аналоговых камер, далее они оцифровываются и сжимаются. Передачу последовательности кадров или потоков видео по сетям Internet/WAN/LAN обеспечивает входящий в состав видеосервера веб-сервер.

Архитектура видеосервера
Архитектура видеосервера

Оцифровка аналогового видеосигнала

Для преобразования сигнала из аналогового в цифровой изображение с аналоговой видеокамеры отправляется в блок оцифровки изображения на имеющуюся в видеосервере плату видеозахвата. Стандарт PAL или NSTC (сигнал цветности), с которым работает видеосервер, определяется типом платы видеозахвата. Количество камер, которое можно подключить к видеосерверу, зависит от имеющегося числа плат видеозахвата.

Сжатие изображения в видеосервере

Видеосигнал, оцифрованный блоком оцифровки, поступает в блок компрессии, там видео преобразовывается в один из форматов сжатия. В видеосервере процесс сжатия может производиться программно или аппаратно. Если Вам необходима система видеонаблюдения, работающая online, при ее создании лучше применять видеосервер с аппаратной реализацией компрессии. Дешевле обойдется видеосервер с программным сжатием, но обработка сигнала происходит в них с задержкой, из-за повышенной нагрузки на центральный процессор.

Центральный процессор видеосервера

Центральный процессор — вычислительное ядро видеосервера. Выполняет вывод оцифрованного и сжатого видеоизображения, а также отвечает за выполнение встроенного ПО (например, драйверов поддержки протоколов телеметрии сторонних производителей) и программ веб-браузера.

Подключение видеосервера к сети

Прямое включение видеосервера в имеющуюся локальную сеть производится через интерфейс для Ethernet. В основном для подключения к сети видеосерверы имеют интерфейс 10BaseT/100BaseTX.

Почти все современные видеосерверы наряду с аналоговыми видеопортами оснащаются сетевым разъемом RJ-45
Почти все современные видеосерверы наряду с аналоговыми видеопортами оснащаются сетевым разъемом RJ-45

Управление поворотными устройствами видеокамер через видеосервер

С помощью последовательных портов (R-232 и RS-485) можно через видеосервер управлять PTZ-функциями поворотных видеокамер, а также подсоединить видеосервер к интерфейсу видеокамеры. Ко всему, через последовательный порт можно подключить модем, если есть необходимость в создании удаленного соединения видеосервера с Internet.

Хранение информации и обновление программного обеспечения видеосервера

Для хранения управляющей работой видеосервера операционной системы, различных приложений, пользовательских HTML-страниц и управляющих программ служит флэш-память или жесткий диск.

В некоторых видеорегистраторах  в качестве постоянной памяти используются обычные пятидюймовые жесткие диски большой емкости
В некоторых видеорегистраторах в качестве постоянной памяти используются обычные пятидюймовые жесткие диски большой емкости

ОЗУ видеосервера

Оперативное запоминающее устройство предназначено для хранения временных файлов, которые возникают при выполнении программ. В большинстве видеосерверов зарезервирована некоторая часть ОЗУ, обычно она составляет от 2 до 9 Мб, для записи текущих видеокадров (видеобуфер). Схема устройства видеосервера, приведенная выше, достаточно условна. Сетевые видеосерверы компании AXIS выполняют оцифровку сигнала и сжатие видеоизображения при использовании процессора ARTPEC.

Передача и хранение видеоинформации

Общая скорость передачи данных видеосервером зависит от следующих факторов: установленного качества видеоизображения, количества подсоединенных к видеосерверу видеокамер и от способа подключения к сети. Значительное влияние на этот параметр оказывает алгоритм сжатия, реализованный в видеосервере. Например, JPEG предъявляет достаточно высокие требования к полосе пропускания, тогда как использование формата Wavelet или MPEG-4 делает возможным даже по низкоскоростным сетям осуществлять передачу высококачественного изображения.

Оцифрованный и сжатый видеосигнал хранится на картах флэш-памяти и жестких дисках, это существенно облегчает процесс поиска информации. Даже при заполнении диска можно освободить место для новых данных путем удаления информации, потерявшей свою актуальность.

Функциональные возможности и основные технические характеристики видеосервера

Число подключаемых к видеосерверу видеокамер

Количество видеокамер, подключаемых к видеосерверу, для разных моделей может составлять от одной до шестнадцати. Это зависит от числа установленных в видеосервер плат видеозахвата.

Шестнадцатиканальные видеосерверы давно перестали быть редкостью
Шестнадцатиканальные видеосерверы давно перестали быть редкостью

Алгоритм сжатия

Качество видеоизображения и скорость передачи видео по сети зависит от применяемого видеосервером алгоритма сжатия. Полоса пропускания оцифрованного потока от 64 кб до 2 Мб получается при использовании видеосерверами основанных на Wavelet, или дискретном косинусном преобразовании, алгоритмов сжатия. Видеосерверы, которые сжимают видео в формат Wavelet, используют значительно больший коэффициент сжатия с высоким качеством изображения при небольшом объеме транслируемых данных, чем те, которые применяют MJPEG или JPEG. Многие видеосерверы могут производить параллельную передачу потоков MPEG-4 и MJPEG, что делает использование пропускной способности сети максимально эффективным.

Сетевые протоколы, поддерживаемые видеосервером

Видеосерверы совместимы с большим количеством стандартных интернет-протоколов: FTP, TCP/IP, SMTP, UDP, IGMP, ARP, RAPP, и др. Также, в некоторых видеосерверах могут иметься дополнительные сетевые функции, например, функция многоадресной передачи или Auto-Negotiation, оптимизирующая скорость передачи видеопотока по сети.

Современные видеосерверы рассчитаны на подключение множества устройств, поэтому оснащаются различными протоколами передачи данных
Современные видеосерверы рассчитаны на подключение множества устройств, поэтому оснащаются различными протоколами передачи данных

Скорость передачи видео данных видеосервером

Скорость передачи зависит от используемого алгоритма сжатия, разрешения передаваемых кадров и количества камер, подключенных к видеосерверу. Как правило, в технических характеристиках на видеосерверы приводится таблица соотношения скорости передачи видеоизображения и разрешения кадра. Например, со скоростью 25 кадров в секунду могут передаваться кадры, имеющие разрешение 640х480 пикселей, а скорость передачи видео с более высоким разрешением может быть меньше.

Управление телеметрией

Если есть необходимость наблюдать с разных ракурсов за обширным пространством или фокусировать видеокамеру на отдельных деталях, то управление телеметрией представляет такую возможность. С помощью встроенного в видеосервер приемника телеметрии можно изменять фокусное расстояние объектива, а также управлять поворотным устройством подключенной видеокамеры. Видеосерверы могут работать с различными протоколами телеметрии для видеокамер от известных производителей.

Типичный интерфейс управления поворотной IP-камерой с удаленного ПК
Типичный интерфейс управления поворотной IP-камерой с удаленного ПК

Встроенный детектор движения

Аппаратный или программный модуль, задачей которого является выявление движущихся объектов в охватываемой объективом видеокамеры зоне — это детектор движения. Он не только выявляет движение в поле зрения, но и определяет скорость и габариты движущегося объекта. В зависимости от назначения видеонаблюдения, детектор можно настроить на выявление перемещений с минимизацией ошибочных включений (фильтрацией помех), установить гибкую логику для обработки тревог (интеграция с другим охранным оборудованием, тревожная запись).

Подключение внешних охранных датчиков к видеосерверу

Практически все видеосерверы известных производителей имеют цифровые входы для подключения внешних охранных датчиков (например, концевых переключателей или контактного/инфракрасного датчика). Благодаря этому видеосервер можно настроить на включение по внешнему событию. Благодаря релейному выходу можно настроить выполнение установленных действий, например таких, как открывание двери. При наличии видеобуфера во время поступления сигнала тревоги процессор видеосервера тут же начнет составлять в единое целое набор кадров, которые были записаны в видеобуфер до, в момент и после возникновения сигнала тревоги с последующим их отправлением по сети.

Многие современные видеосерверы оснащаются не только Ethernet-портом, но и разъемами для подключения тревожных датчиков
Многие современные видеосерверы оснащаются не только Ethernet-портом, но и разъемами для подключения тревожных датчиков

Сохранение текущей видеоинформации

Часть ОЗУ, выделенная специально для временного хранения отснятых камерой видеокадров, называется видеобуфером. Его наличие дает возможность оператору восстановить видеокадры, записанные при возникновении сигнала тревоги. Поступающая в видеобуфер информация в процессе работы циклически обновляется видеосервером. Полученное во время сигнала тревоги видео компонуется видеосервером и отправляется на заданный ранее FTP или e-mail.

ПО видеосервера

При наличии видеосервера, используя обычный web-браузер (Netscape Navigator, Internet Explorer и др.), имеющийся на компьютере, подключенном к сети, можно просматривать изображение и управлять видеокамерой. Также многими компаниями разрабатываются специальные программы, поставляемые вместе с видеосерверами. Эти программы обеспечивают удаленный просмотр видеоинформации и обновление управляющего ПО видеосервера, используемого для управления и настройки камеры, просмотра изображений. Такое программное обеспечение, как правило, может использоваться только с видеосерверами и прочим сетевым оборудованием той же фирмы-производителя. Например, компания AXIS Communication выпускает несколько различных программ для работы с системой видеонаблюдения AXIS: AXIS Camera /stat/station, AXIS Camera Explorer, и AXIS Camera Manager. Систему видеонаблюдения, объединяющую цифровые камеры и видеосерверы разных производителей, можно построить, используя программное обеспечение Griffid Monitoring /stat/station.

Интерфейс приложения для просмотра и управления видеокамерами "AXIS Camera Manager"
Интерфейс приложения для просмотра и управления видеокамерами "AXIS Camera Manager"

Передача аудиоинформации

Для двунаправленной или однонаправленной передачи по сети звука, синхронизированного с видео, многие видеосерверы (STS-IP 180, 280 и 480, AXIS 241QA и SA) имеют аудиоканал.