Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.
 

Основы пропускных способностей видеосистем

Начало публикации в статье «Быстрота, качество и объем пропускаемой информации»

Для повышения эффективности работы всей системы, для увеличения числа каналов, которые система сможет обработать, у некоторых из них есть возможность подключить внешние коммутаторы. Здесь, поступаемая информация проходит предварительную предобработку через микропроцессор, что в конечном итоге и дает факт увеличения производительности. Данные устройства производят предварительную обработку всех входных сигналов, и только после этого передаются на плату видеозахвата. Нельзя не отметить, что качество такой обработки данных становится выше.

Далее, оцифрованное изображение передается посредством шин данных на обработку через центральный процессор. Если речь идет об обыкновенном ПК, то в качестве шин данных используется PCI 2.1, PCI-X и новая - PCI Express x1. PCI 2.1 – одна из самых распространенных шин. Но ее пропускная способность ограничивается скоростью в 132 Мб в секунду. Отсюда максимально возможное количество подключаемых АЦП на плату напрямую зависит от того, какое разрешение видеоряда будет использоваться при передачи данных.

А если говорить проще, количество бит на один пиксель. Если превысить пропускную способность, как в нашем случае – значение 132, то на выходе мы получим замедление всего процесса и, местами, бракованные, испорченные кадры. PCI-X – актуальна для серверов. Ее пропускная способность значительно выше, той шины, что мы рассмотрели выше. Но значительно выше и ее цена.

Шина PCI Express x1

Шина PCI Express x1 – получившая недавно развитие новая и перспективная шина. Однако данная шина не способна снять ограничение по количеству каналов (количество АЦП), способных вести запись со скоростью 25 кадров в секунду. В этом вопросе PCI Express x1 также лимитирована допустимым числом, как и шина PCI 2.1. Но зато PCI Express x1 можно поставить в ПК столько, сколько есть свободных PCI слотов. А следовательно и увеличить таким образом количество АЦП.

Однако, при увеличении производительности, мы получаем совершенно иную проблему. Нет возможности достойно производить архивацию полученного материала и эффективно анализировать полученные записи с камер. Но об это стоит поговорить отдельно. Получение качественной информации – это получение возможности провести хорошо и грамотно анализ. А для этого необходимы четкие количественные показатели. Так, качественное разрешение возможно получить только благодаря всей цепочки. А это и объектив, и камера, и кабель, и электрический тракт, и монитор, и количество оцифрованных пикселей на одну строчку.

В этом вопросе существует ряд правил. Основное из которых – разрешение одного элемента цепи не может превышать разрешение других элементов. Разрешающая способность - Rs, определяется из соотношения: (1/Rs)2 = (1/ R1) 2 + (1/ R2) 2 + (1/ R3) 2 +… где R1, R2, R3… - разрешение каждого из элементов цепи. Максимальное разрешение АЦП по факту зависит от оптимального количества обработанных пикселей на одну строку и способность фильтра пропускать через себя на выходе обработанную информацию. От разрядности АЦП разрешение не зависит.

Дополнительная математическая обработка также влияет на качество изображение. Но это актуально только для компьютерных систем. Производители со своей стороны также обещают поднять качество изображения. В первую очередь за счет дополнительных автоматических функций. Вопросы с хранением оцифрованных изображений снимаются с помощью различного рода алгоритмами сжатия. Условно их можно разделить на две группы. 1. Те, которые осуществляют свою деятельность последовательно в виде преобразования сжатых кадров, и которые имеют обратный процесс. 2. И потоковые алгоритмы, представляющие собой последовательность опорных и разнородных кадров.

Алгоритмы, относящиеся ко второй группе, для охранных систем мало подходят. Они создавались совершенно для иных целей и в нужной нам области малоэффективны. Также потоковые алгоритмы требуют большего количества энергозатрат, в нашем случае – вычислительных ресурсов при компрессии. Усиливать ради них всю систему – значит увеличивать общие затраты на все видеонаблюдение. А это не всегда актуально для уже выделенного бюджета.

Более того, аппаратные средства, использующие потоковое сжатие, работают в одном определенном формате, который по качеству относится к «среднему», или «ниже среднего». Последовательная компрессия сегодня достаточно широко применяется в различного рода компьютерных видео системах безопасности. Данный алгоритм – Wavelet – способен создавать изображение максимально удобное для восприятия его человеческим глазом, удаляя низкие и высокие частоты спектра изображения.

Итак, подведем итог. Выбирая видеосистему систему безопасности, важно подойти к решению этого вопроса комплексно. Необходимо детально рассмотреть все технические характеристики имеющихся систем. В первую очередь нужно брать систему «с запасом мощности». Причины этого мы уже рассмотрели выше. Во-вторых определяетесь со скоростью коммутации, а это завит оттого, где будет работать система – на складе, или в банке. Нужна ли вам постоянная запись в режиме реального времени, или актуально будет поднимать архивы и иметь их в хорошем разрешении и качестве.

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.