Разработка модели системы видеонаблюдения

Формат Motroska проектировался с учетом всех требований к современному мультимедиа контейнеру и поддерживает следующие возможности:

1)быстрый поиск по файлу

2)поддержка нескольких потоков видео в одном файле

3)устойчивость к ошибкам

4)разбивку файла на разделы

5)поддержку нескольких потоков субтитров

6)поддержку нескольких потоков аудио

7)потоковое воспроизведение ( HTTP и RTP протоколы )

8)меню

К основным преимуществам формата Matroska по сравнению с самым популярным форматом последних лет, каким является AVI, относятся - поддержка аудиодорожек с переменным битрейтом, поддержка видео с переменной частотой кадров, обнаружение ошибок видео потока, поддержка практически всех современных аудио/видео кодеков.

Для файлов в формате Matroska используются три расширения файлов .mkv - для видео ( с аудио или без него ), .mka - для файлов содержащих только аудио и .mks - для файлов субтитров. Основным форматом файлов стандарта MPEG-4 является ISO Base Media File Format. Он описывает общие принципы организации данных при хранении их в файле и является основой многих других форматов файлов. Рисунок 2 поясняет отношения между форматом файлов ISO Base Media File Format и другими форматами.

 

Рисунок 4. Иерархия форматов мультимедийных файлов

 

В основе приведенных форматов файлов лежит концепция пакетно-структурированного файла. Пакетно-структурированный файл состоит из серии пакетов данных, для которых указан их размер и тип. Поле типа - это обычно четыре печатных символа ( FourCC ).

При создании форматов файлов был использован объектно-ориентированный подход, заимствованный у предшественника - формата файлов QuickTime. Это означает, что файл формата MPEG-4 легко разбивается на отдельные объекты, а структура этих объектов определяется исходя из их типа и позиции. Все пакетно-структурированные файлы начинаются с пакета 'типа файла', в котором указывается спецификация и назначение файла.

Формат файлов MPEG-4 - это гибкий и расширяемый формат для обмена, управления, редактирования и воспроизведения мультимедийных данных. Воспроизведение может быть локальным по отношению к системе хранящей файл MPEG-4 или потоковым с использованием различных протоколов передачи данных.

Файл MPEG-4 имеет логическую, временную и физическую структуру. Причем эти структуры не обязаны быть связаны друг с другом. Логическая структура файла MPEG-4 в свою очередь состоит из нескольких синхронизированных по времени треков ( track ). Треки представляют из себя последовательности пакетов аудио, видео или других данных с маркерами времени для их взаимной синхронизации.

Физическая структура файла MPEG-4 отделяет порции медиаданных от данных необходимых для временного, логического и структурного их разделения.

Каждый поток аудио или видео данных заключен в отдельный трек. Заголовки каждого трека содержат специфическую информацию определяющую, например, тип кодека, параметры декодирования и т.п. Так же форматом MPEG-4 поддерживаются защищенные потоки данных, используемые для защиты авторских прав ( digital rights managment - DRM ).

Поддержка потокового воспроизведения в формате MPEG-4 реализована через hint tracks. Треки hint tracks содержат инструкции серверу о порядке формирования пакетов данных для передачи их с использованием определенного протокола (например, RTP - real time protocol ).

Формат файлов QuickTime был разработан корпорацией Apple для хранения различных мультимедийных данных. Как заявлено на сайте Apple - это идеальный формат для обмена мультимедийными данными между устройствами, приложениями и операционными системами, так как он может быть использован для хранения практически любых структур мультимедиа данных.

Формат QuickTime является объектно-ориентированным и содержит гибкий, простой в работе и легко расширяемый набор объектов. Новые объекты, используемые в последних версиях формата QuickTime, просто игнорируются более старыми версиями для обеспечения совместимости.

Формат файлов QuickTime послужил основой для создания форматов файлов MPEG-4 и JPEG-2000.

Видеофайл формата QuickTime состоит из нескольких треков ( track ) с различными данными ( аудио, видео, субтитры и т.д. ). Каждый трек содержит либо данные закодированные определенным кодеком, либо ссылки на данные находящиеся в другом файле. Треки представляют собой сложные иерархически организованные структуры, составными элементами которых являются "атомы" ( atom ). Атомы могут содержать внутри себя другие атомы или данные. В самом общем случае можно сказать, что файл формата QuickTime является набором атомов. Спецификация не накладывает никаких ограничений на порядок следования атомов в файле QuickTime.

Файлы формата QuickTime обычно имеют расширение .mov, .qt или .moov, а при передаче в сети интернет идентифицируются по mime-типу "video/quicktime".

QuickTime файлы поддерживают видео и аудио кодеки, которые поддерживает технология QuickTime. Из наиболее распространенных - Cinepak, H.261, H.263, H.264, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 (Part 2), Sorenson Video 2 и Sorenson Video 3. Поддержка некоторых кодеков предоставляется за отдельную плату. К достоинствам файлов формата QuickTime можно отнести поддержку B-кадров, аудио с переменным битрейтом, видео с переменной частотой кадров, разбивку на главы, поддержку субтитров и метаданных ( тэгов ). К недостаткам - отсутствие поддержки меню.

Формат RealMedia - это стандарт медиаконтейнера от компании RealNetworks. Формат файлов RealMedia имеет расширение ".rm". Файлы RealMedia могут воспроизводиться на локальном компьютере или потоковым методом при передаче по сетям с использованием различных протоколов.

Впервые формат RealMedia был представлен миру в 1997 году. До восьмой версии формата RealMedia видео внутри файла кодировалось кодером стандарта H.263. Начиная с восьмой версии компанией RealNetworks используется собственный, проприетарный кодек для кодирования видео. RealVideo кодеки определяются по четырехсимвольным кодам ( FourCC ) RM10, RM20, RM30 и RM40. Два первых кода относятся к кодеку стандарта H.263, последние - к проприетарному кодеку RealVideo. Дополнительно к собственным кодекам файлы RealMedia могут хранить Mpeg-4, QuickTime и Windows Media видео. Файлы RealMedia оптимизированы для потокового воспроизведения в сети интернет, поэтому аудио и видео информация в них кодируется с постоянным битрейтом для гарантированного соответствия пропускной способности интернет соединения. Для потокового воспроизведения файлов RealMedia используется протокол RTSP ( Real Time Streaming Protocol ). Однако этот стандартный протокол используется только для установления и управления соединением, аудио и видео данные передаются с использованием проприетарного протокола компании RealNetworks - RDTP ( Real Data Transport Protocol ). Для поддержки аудио и видео с переменным битрейтом компания RealNetworks разработала новый формат файлов использующий расширение ".rmvb". Эти файлы в основном предназначены для хранения и воспроизведения видео на локальных компьютерах. Формат RealMedia использует FourCC ( four character codes ) для идентификации элементов файла. FourCC - это 32-битный код, состоящий из четырех или менее символов в кодировке ASCII. Основным строительным блоком файлов RealMedia является 'чанк' ( chunk ). Каждый чанк состоит из следующих полей:

1) FourCC - 32-битный идентификатор чанка

2) 32-битное поле определяющее  размер данных хранящихся в  чанке

3) данные чанка

Чанки могут входит в состав друг друга создавая сложные структуры.

Так как файл RealMedia состоит из частей описываемых тэгами, в нем жестко не определен порядок следования чанков кроме заголовка файла, который должен находиться в первом чанке. Большинство приложений записывает в заголовочную часть файла RealMedia стандартные заголовки, а именно:

1) RealMedia File Header ( должен находиться в первом чанке )

2) Properties Header ( общие свойства медиафайла )

3) Media Properties Header ( специфичные свойства медиафайла )

4) Content Description Header ( название, автор, авторские права и т.д. )

После заголовочной части файла идет часть файла с данными. Эта часть состоит из заголовка Data Header Section и группы пакетов медиаданных. Заголовок определят начало медиаданных которые обычно хранятся в одном чанке. Однако, если размер файла очень большой, данные могут храниться в нескольких чанках. Пакеты медиаданных хранят порции информации из определенных медиапотоков. Пакеты разных потоков чередуются друг с другом и вместе составляют информационную часть файла. Кроме заголовочной и информационной части в файлах RealMedia есть индексная часть. В индексной части храниться информация необходимая для быстрого перемещения по файлу во время воспроизведения (быстрый поиск пакетов данных).

 

Основные параметры камер видеонаблюдения

 

В настоящее время все камеры видеонаблюдения описываются при помощи технических параметров, которыми определяется не только качество изображения, но и возможность работы в определенных условиях окружающей среды. Основные технические параметры камер видеонаблюдения включают в себя: размер датчика, разрешение, чувствительность, соотношение сигнал/шум, температуру, питание, подключение к монитору и элементы управления.

Размер матрицы — размер преобразователя матрицы приведен в дюймах. Большинство видеокамер используют чувствительные элементы с диагональю матрицы 1/3″ и 1/4″, но, так же встречаются размеры 1″, 2/3″, 1/2″, и 1/6″. Размер сенсора является очень важным техническим параметром, так как под его размер мы выбираем объектив. Размер матрицы дает возможность использовать объектив такого же или чуть большего размера. Например, имея матрицу диагональю 1/4″, мы можем использовать объектив с такой же диагональю, или больше, например, 1/2″. Обычно, чем больше матрица, тем лучше качество изображения, поскольку большая матрица позволяет использовать большее количество пикселей. Однако на практике, будьте осторожны с этим правилом, так как качество изображения зависит не только от размера чувствительного элемента.

Разрешение камеры — еще один важный параметр, который определяется, как способность различать камерой генерируемые изображения мелких деталей. Разрешающая способность определяется, в большинстве случаев, в телевизионных линиях (ТВЛ), либо в пикселях. У камеры разрешающая способность тем больше, чем больше размер проецируемого изображения. Основные категории камер из-за разрешающей способности: 240-380 ТВл (камера с низким разрешением), 420 — 480 ТВл (стандартное разрешение видеокамеры — самое распространенное), около 600 ТВл (высокое разрешение), более 700 телевизионных линий (камера Мп).

 

 

Чувствительность — по определению, способность камеры производить заданное качество в данных условиях освещения и при заданном отношении сигнал/шум. Чувствительность дана для конкретных условий, в которых была измерена. Чувствительность определяется значением Lux (люкс). 0 Lux — означает возможность работать абсолютно без света. Исправить (улучшить) чувствительность камеры помогает наличие функции автоматической регулировки усиления AGC (АРУ).

Отношение сигнал/шум — отношение сигнал-шум говорит нам о возможности камеры генерировать изображение определенного качества. Отношение сигнал/шум определяется в децибелах при отключенной функции автоматической регулировки усиления (АРУ). Отношение сигнал-шум косвенно связано со светочувствительностью камеры наблюдения.

Рабочая температура — максимальный диапазон температуры воздуха, при которой камера может работать стабильно и безупречно. Температурный диапазон зависит от места использования камеры, и поэтому для большинства уличных камер составляет от -20 до +50° C, в то время, как для внутренних камер от 10 до 45° C выше ноля. Температурный режим в значительной степени зависит от качества строений и дополнительных элементов. В случае, если установка камер происходит на улице, для того, чтобы поддерживать надлежащие условия эксплуатации применяют специальные элементы, такие, как обогреватели, вентиляторы, герметичные корпуса (термокожухи) или другие средства охлаждения или нагрева техники. Питание камеры — профессиональные камеры (в том числе и ip камеры), как правило, запитываются от 12 В постоянного тока, 24 В переменного тока и 230 В переменного тока. В случае переменного тока 12 В потребление тока обычно составляет от 100 мА до 250 мА. Камеры видеонаблюдения, которые оснащены объективом с автодиафрагмой характеризуются большей потребляемой мощностью, примерно на 40-80 мА. Блок питания с 230 В переменного тока, как правило, используется, когда уличные камеры необходимо обеспечить питанием для дополнительных элементов, таких как обогреватели, вентиляторы и т.д.

Регулирующие элементы в камерах — в сопутствующем оборудовании современных аналоговых камер видеонаблюдения можно найти много дополнительных регулирующих элементов. С помощью элементов управления пользователь может оптимально адаптировать камеру к работе в данных условиях.

 

 

Таблица 3: Поворотные мегапиксельныеWi-Fi IP-камеры

Модель	KDM-6708AL	KDM-6827A	LYD IP-385H
Область применения	Для установки в офисе, на складах или в других помещениях,где требуется удаленное видеонаблюдение.	Можно использовать в офисе, в охранных и других целях.	Идеальное решение для квартиры, загородного дома, офиса, небольшого склада, магазина и т.п.
Матрица	1/4 CMOS	2 Мп, 1/3 CMOS	1 Мп CMOS
Разрешение	1280х720	1600х1200	1280х720
Минимальная освещенность	0 Lux	0 Lux
Угол поворота по горизонтали	350 градусов	350 градусов	355 градусов
Угол поворота по вертикали	100 градусов	90 градусов	120 градусов
Поддержка SD-карты	до 32 Гб	microSD до 32Гб	microSD до 32Гб
Питание	5В
Рабочая температура	от–10̊ до + 45̊	от–10̊ до+ 50̊
Ночная ИК-подсветка	до 7 метров	до 8 метров	10 метров
Размер	102х107х160 мм	110х104х130 мм	110 х 115 х 125 мм
Вес	390 грамм	336 грамм	295 грамм
Цена	5900 рублей	5000 рублей	6200 рублей