Главная · Интернет магазин · Новости · Контакты · Поиск · Карта сайтаTuesday, October 24, 2017
Навигация
Главная
Интернет магазин
Видеонаблюдение
Спутниковое телевидение
Спутниковый интернет
Библиотека
Файловый архив
Часто задаваемые вопросы
Фотогалерея
Контакты
Поиск
Проверить свободный домен
Определить тИЦ и PageRank
Медленные каналы: почему происходит сбой синхронизации кадров или отчего скачет изображение

Статья ориентирована на желающих установить систему видеонаблюдения, не имеющих глубоких знаний в области телевизионных систем.









Сбой синхронизации кадров– явление, которое можно наблюдать в ходе эксплуатации системы видеонаблюдения с низким fps (frame per second, кадров в секунду – применительно к системе видеонаблюдения, показатель, характеризующий количество кадров, которое обрабатывается одиним видеоканалом за одну секунду), или сказать иначе - системы видеонаблюдения с «медленными» каналами (low chanell). О причинах явления и последствиях для системы безопасности – в этой статье.

Для начала давайте разберёмся, как вообще происходит передача видеоинформации.

В системе видеонаблюдения, базирующейся на платформе компьютера, видеосигнал проходит следующий путь:
1. Видеокамера – формирует видеосигнал из последовательности кадров-снимков
2. Кабель – промежуточное звено, которое осуществляет передачу видеосигнала
3. Карта видеозахвата (карта видеоввода, videocapture card) – осуществляет преобразование видеосигнала в цифровой формат, который обрабатывается программным обеспечением системы видеонаблюдения.
4. Видеокамера делает за секунду 25 (или 30 в зависимости от стандарта самой видеокамеры) кадров-снимков, которые с соблюдением временной последовательности преобразуются в видеосигнал – электрические колебания, и в таком виде по соеденительному кабелю попадают в карту видеозахвата, установленную в компьютере.
Видеоизображение которое мы видим на экране монитора – это поочерёдное отображение последовательности кадров, полученных (захваченных или оцифрованых) картой видеозахвата.

Базовый элемент карты видеозахвата – микросхема, чип, осуществляющий видеозахват; он преобразует электрические колебания видеосигнала, полученные по кабелю от видеокамеры, в цифровой формат. Цифровой сигнал после такого преобразования (оцифровки) становится доступен через пространство шины PCI (основной магистрали компьютера, по которой происходит обмен информацией между всеми устройствами компьютера и программным обеспечением) для драйвера видеозахвата – специализированого программного компонента, ориентированого на работу с данным чипсетом (микросхемой, чипом, непосредственно осуществляющим видеозахват).

Драйвер видеозахвата не только получает видеоинформацию от устройства видеозахвата, но и полностью управляет микросхемой видеозахвата, является программным компонентом для управления устройством (микросхемой) видеозахвата.
Именно драйвер видеозахвата определяет параметры и характеристики получаемого изображения.

Программно-аппаратная связка драйвер видеозахвата + карта видеозахвата осуществляет только оцифровку видеоизображения (преобразует электрический сигнал, поступивший по соеденительному кабелю от видеокамеры, в последовательность цифровых изображений, сохраняющих временную последовательность видеокадров), а обработку оцифрованного видеоизображения и сохранение в файл осуществляет уже специализированое программное обеспечение – система видеонаблюдения. Система видеонаблюдения замыкает путь преобразования видеоизображения - доводит видеоинформацию до пользователя, отображая на экране получаемые видеокадры. Плавность видеоизображения напрямую зависит от того, с какой скоростью обновляется картинка, т.е. с какой скоростью мы получаем кадры-снимки. При скорости 25 или 30 кадров в секунду для человеческого глаза мерцание кадров практически незаметно. Видеоизображение полностью передаёт динамику происходящего в пространстве, обозримом видеокамерой.

Помните поучительный мультипликационный фильм советских времён, герой которого пытался из одной овчиной шкуры сшить несколько головных уборов? Во все времена люди стремились достичь хорошего результата, прилагая малые усилия и минимальные затраты.
Система цифрового видеонаблюдения – достаточно дорогой и крайне эффективный элемент систем безопасности. Но даже на собственной безопасности люди пытаются экономить.

Порядка 12 лет назад, когда на рынок широко начали поступать охранные технологии, базирующиеся на телевизионных системах, стоимость оборудования для реализации видеонаблюдения была колосальной. Многим хотелось иметь систему видеонаблюдения т.к. это эффективно, но не многие могли себе позволить.
Спрос рождает предложение. Нужна система видеонаблюдения за меньшие деньги? Пожалуйста! Это будет система видеонаблюдения с низким fps – видеонаблюдение с «медленными» каналами.

Видеокамеры и коммутационное оборудование остаётся прежним. Меняется лишь конструкция карты видеозахвата. Именно конструкция, а не комплектация деталями. На лицевой панели карты видеозахвата устанавливаются три дополнительных разъёма для подключения видеокамер.

Реализация системы с медленными каналами крайне проста. Карты видеозахвата с медленнми каналами базируются на обычных чипах видеозахвата (Conexant или bt8x8, Phillips) являющихся основными компонентами для компьютерных ТВ-тюнеров. Данные чипы имеют 4 входа, из которых лишь один может использоваться в качестве источника видеосигнала. Переключение между входами происходит программно, эту функцию обеспечивает драйвер – программный компонент карты захвата.

Работа системы с медленными каналами выглядит так:
- делаем активным видеовход номер 1
- получаем видеокадр для видеоканала номер 1
- делаем активным видеовход номер 2
- получаем видеокадр для видеоканала номер 2
- делаем активным видеовход номер 3
- получаем видеокадр для видеоканала номер 3
- делаем активным видеовход номер 4
- получаем видеокадр для видеоканала номер 4
- делаем активным видеовход номер 1 и так далее по замкнутому циклу.

Именно по такому алгоритму реализовано большинство «медленных» систем видеонаблюдения.
Теоретически, таким образом получается, что на каждый видеоканал приходится не 25-30 кадров в секунду, а 25/(количество видеоканалов) или 30/(количество видеоканалов). Т.е. должно получаться 6-8 кадров в секунду на канал – неплохо! Идея очень красивая. Ещё красивее она становиться, если задумываться о себестоимости – ведь основную стоимость карты видеозахвата составляет чип видеозахвата, и количество чипов должно соответствовать количеству каналов, что практически увеличивает стоимость карты в 3 раза для 4-х каналов. В случае медленных каналов мы получаем 4 канала по цене одного. Теперь спустимся с небес на землю, и узнаем, откуда берётся сбой синхронизации, который делает из системы видеонаблюдения нечто наподобие стробоскопа – бесполезно моргающего экрана.

Начнём с того, что большинство видеокамер имеют стандарт PAL, а говорит это о том, что общая пропускная способность будет не 30, а всё же 25 кадров в секунду (fps). Поэтому рассчитывать по 7,5 кадров на каждый из 4-х каналов всё же не получится. Хотя и 6,25 кадра на канал тоже получить не удастся.

Дело в том, что как раз в момент переключения активных каналов происходит сбой синхронизации, и кадры, последующие за моментом переключения активного канала непригодны для отображения – кадр рваный и выглядит как изображение на старом ламповом телевизоре, имеющим проблемы с блоком кадровой развёртки.
Такой неблагоприятный эффект происходит потому, что чип видеозахвата имеет предусилители сигнала (схемы корректировки сигнала), которые призваны служить для улучшения качества изображения. Первые доли секунды, после того, как видеосигнал поступил на активный вход чипа видеозахвата, чип подстраивается под входящий сигнал, корректирует его до нужных величин.

Мы уже говорили о том, что видеокамера преобразует, делает кадры-снимки и формирует видеосигнал, представляющий собой электрические колебания разной интенсивности и потенциала. Амплитуда сигнала, получаемого от одной и той же видеокамеры будет изменяться от освящённости и предметного пространства, находящегося в зоне обзора видеокамеры. Большой отпечаток на электрические характеристики сигнала накладывает длинна кабеля, несущего сигнал от камеры к плате видеозахвата.

Савокупность этих причин определяют разницу в потенциалах видеосигнала, чипу видеозахвата приходится тратить время на корректировку под изменившийся сигнал, а системе видеонаблюдения ничего не остаётся делать, как пропускать кадры, которые несут в себе дефекты - проявление сбоя синхронизации кадров.

Реальный алгоритм работы системы видеонаблюдения, основанный на медленных каналах выглядит так:
- делаем активным видеовход номер 1
- получаем видеокадр для видеоканала номер 1
- пропускаем время t, которое необходимо для восстановления синхронизации кадра
- делаем активным видеовход номер 2
- получаем видеокадр для видеоканала номер 2
- пропускаем время t, которое необходимо для восстановления синхронизации кадра
- делаем активным видеовход номер 3
- получаем видеокадр для видеоканала номер 3
- пропускаем время t, которое необходимо для восстановления синхронизации кадра
- делаем активным видеовход номер 4
- получаем видеокадр для видеоканала номер 4
- пропускаем время t, которое необходимо для восстановления синхронизации кадра
- делаем активным видеовход номер 1 и так далее по замкнутому циклу.

Если измерять реальный fps у «медленных» систем, то этот показатель равняется примерно 1-2 кадра в секунду при работе 4-х каналов.
Для того, чтобы время t было как можно меньше, нужно сделать так, чтобы чипсет не старался корректировать видеосигнал. Можно отключить автоматическую реуглировку уровня сигнала. Во многих программных продуктах, сисемах видеонаблюдения, реализованы функции противодействия сбоям синхронизации. Наверное можно много чего придумать, чтобы бороться с этой проблемой.

Но только перед тем, как начать бороться, нужно задуматься, и ответить на вопрос: а зачем? Зачем изобретать методы и ухищрения, чтобы добиться стабильности у видеосистемы, которая по определению нестабильна? Справедливости ради нужно сказать, что некоторые видеосистемы всё же достаточно стабильны, но пропускная способность канала в 1 кадр в секунду и менее делают систему видеонаблюдения малоэффективной.
Также следует задуматься о том, что сбой синхронизации в системе видеонаблюдения с малым количеством кадров в секунду можно вызвать СПЕЦИАЛЬНО – и в этом случае система безопасности разваливается как карточный домик.

Затронем финансовую сторону вопроса.

На 16 явнаря 2007 года цены на системы видеонаблюдения выглядят так (названия продуктов до конца не привожу, дабы не делать им приятно):
Видео И – 16 каналов, по одному кадру в секунду на канал – 25839 руб. 00 коп. в Москве за наличный расчёт.
Видео И – 16 каналов, 25 кадров в секунду на канал – 54297 руб. 00 коп. в Москве за наличный рассчёт.
Разница в стоимости весьма ощутима, но всем известно, что на безопасности, как и на здоровье, не экономят.

Для тех же, кто всё же хочет сэкономить деньги, сообщу, что в Екатеринбурге цифровая система видеонаблюдения рельного времени 16 каналов, 25 кадров в секунду на канал с возможностью записи звука для каждого канала на ту же дату стоит 21700 рублей. Что за система и где можно её приобрести пробрести смотрите на наших страничках: Видеонаблюдение, Контакты и Прайс.

Гость
Полезные ссылки:
Красивые заставки

Pamela Anderson - Памела Андерсон

Pamela Anderson - Памела Андерсон
Copyright X-COM Company © 2011

Rambler's Top100