Zmiany w wideomonitoringu
)
Ewolucja jaka ma miejsce w systemach nadzoru wideo jest wywołana zapotrzebowaniem rynku na rejestrację obrazów wysokiej rozdzielczości. W przeciwieństwie do aparatów fotograficznych, gdzie rozdzielczości wynoszą już 5 czy nawet więcej megapikseli, większość kamer CCTV oferuje rozdzielczość co najwyżej 0,4 megapiksela.
Autorzy oprogramowania systemów nadzoru wideo stają przed wyzwaniem, w jaki sposób obsłużyć jednocześnie dziesiątki obrazów wysokiej rozdzielczości, przy ograniczonej wydajności komputera PC.
Dotychczasowe rozwiązania stosowane w telewizji przemysłowej (monitoringu wideo) były bardzo przejrzyste. Jeżeli zachodziła potrzeba użycia kamery z nowymi cechami użytkowymi, to wszystko co było do zrobienia to odłączenie starego modelu kamery i podłączenie nowego. Umożliwiał to funkcjonujący już ponad 60 lat standard TV, bazujący na kablu koncentrycznym i złączach BNC. Wszystkie kamery były kompatybilne z tym złączem i systemem transmisji ale oferowały rozdzielczość maksymalnie 0,4 megapiksela (720x576 linii). Z tego powodu analogowe kamery wideo nigdy nie będą mogły osiągnąć rozdzielczości rzędu megapikseli, jak współczesne kamery cyfrowe.
Ta kompatybilność sygnałów umożliwiła w łatwy sposób producentom tanich kamer, spenetrowanie i zdobycie rynku wideo. Producenci ci nie musieli stosować się do żadnego rodzaju kompatybilności oprogramowania lub kompresji obrazu wobec czego, technologicznie było to łatwe i nieskomplikowane.
Tak samo łatwe było również uzyskanie obrazów wideo na komputerze. Sprzętowe kodery wideo zapewniały potrzebne obrazy dla oprogramowania zarządzającego, które umożliwiało ich wyświetlanie, przetwarzanie i archiwizowanie, nie zużywając zbyt wielu zasobów komputera. Bardzo często w wyniku digitalizacji, obrazy były zachowywane z rozdzielczością 288 linii (np. CIF 352x288), co oznaczało rozdzielczość rzędu 0,1 megapiksela. To jest powód dla którego współczesne telefony komórkowe z wbudowanymi aparatami fotograficznymi, zapewniają ponad 30 x większą szczegółowość, niż olbrzymia część kamer w systemach CCTV na świecie.
Rozwiązania sieciowe
Pojawienie się kamer sieciowych zmieniło wszystko. Format obrazu stał się nareszcie niezależny od metody transmisji, ponieważ po tym samym połączeniu można przesyłać zarówno obrazy o małej rozdzielczości, jak i również o rozdzielczościach megapikselowych – tak jak w Internecie. Podstawową korzyścią wniesioną przez kamery sieciowe, była łatwość transmisji obrazów w ramach przedsiębiorstwa, czy nawet globalnie poprzez Internet. Jednakże używanie w kamerze sieciowej - jako źródła sygnału „wewnętrznego” - modułu kamery analogowej, nadal nic nie zmieniało w zakresie skromnej – jak dotychczas – rozdzielczości obrazu.
Ujemną cechą stosowania kamer sieciowych, był brak możliwości przesyłania obrazów w formie „otwartej”, tzn. nieskompresowanej ze względu na ograniczenia szerokości pasma transmisji tych danych. To dlatego każdy obraz musiał być skompresowany przed wysłaniem go przez sieć. Po stronie kamery problem został rozwiązany, przez zastosowanie dedykowanych układów zajmujących się sprzętowym kodowaniem. Równocześnie jednak powstał problem po „drugiej stronie” (komputer PC lub rejestrator), gdzie programy zarządzające wideo zostały dodatkowo obciążone: dekodowanie skompresowanych obrazów.
Zbyt mało mocy obliczeniowej
Problemy zaczęły się od momentu, gdy procesy dekodowania zaczęły wymagać dużo mocy obliczeniowej komputera. O ile dla pojedynczych kamer to nie stanowi problemu, to już jednoczesne zarządzanie i dekodowanie dla kilkunastu i więcej kamer jest prawdziwym problemem, który często był „omijany” przez wysyłanie małych obrazów wyłącznie do wyświetlania.
Przykładowo w kasynie, gdzie pełna prędkość (30 lub 25 obrazów na sekundę w zależności od standardu danego kraju) i pełna rozdzielczość (480 lub 576 linii z tego samego powodu) zapisu jest obligatoryjna, typowo dwa a maksymalnie do czterech kamer może być zarządzane i rejestrowane za pomocą jednego komputera PC. Dlatego takie aplikacje są bardzo kosztowne i wymagają dużych i drogich farm serwerów.
MPEG-4 również jest wymagający pod względem potrzebnej mocy obliczeniowej, co ogranicza jego stosowanie w kamerach o wysokiej rozdzielczości. Strumień wideo MPEG-4 jest zapisywany na dyskach w postaci w jakiej jest wygenerowany przez kamerę. Wbrew wysokim współczynnikom kompresji, ten sposób zapisu wymaga dużych pojemności, ponieważ nie ma możliwości zmniejszenia częstotliwości zapisywanych klatek strumienia wideo. Analiza obrazu również jest utrudniona, gdyż strumień MPEG-4 musi być zdekodowany do „prostej” postaci. Takie podejście jest nie tylko „ślepą uliczką”, ale ogranicza użycie technologii sieciowych dla systemów wideo wysokiej rozdzielczości.
