I
GOAL или GOALcity

В компании «СпецЛаб» существуют два абсолютно разных направления компьютерных систем CCTV. Их разработкой занимаются разные отделы, разные люди, используются разные технологии, в каждой преобладает своя собственная фирменная идеология:

GOAL v… – это серия автономных высоконадежных систем, имеющая десятилетнюю историю. В комплексной системе GOAL есть все функции, которые только можно себе представить, предназначенные для качественной работы с видео и аудио, обеспечения логической безопасности по датчикам, управления устройствами, трансляции по Интернет и мобильному телефону. Все сетевые сервисы отделены экраном, защищающим какие-либо влияния проблем сети на работу самого комплекса безопасности.

GOALcity – система, полностью построенная на сетевых технологиях. Распределено-сетевая архитектура заключается не только в том, что существует видеосервер и видеоклиент, как в большинстве других систем – каждая составная часть GOALcity является самостоятельным сетевым узлом, что позволяет строить систему любой сложности, как пазлы, собирая нужным образом необходимые модули. В GOALcity применяются самые продвинуты, самые последние достижения в сетевых технологиях. GOALcity способна транслировать видеоклиентам ВИДЕО с высокой скоростью, максимально используя пропускную способность сети. Однако нужно иметь в виду, что сама СЕТЬ, зависящая от большого числа компьютеров, соединительных узлов и проводников, серверных протоколов и аппаратно-программных защит, имеет меньшую надежность по сравнению с автономными системами типа GOAL.
Поэтому для начала нужно сделать выбор между абсолютной надежностью – это GOAL – и многофункциональной высокоскоростной сетью, под которую идеально оптимизирована GOALcity. В GOAL тоже есть такие основные сетевые функции как трансляция видео и дистанционное управление, однако скорость передачи видео по сети занижена специальными экранами, надежно ограждающими саму систему безопасности от всевозможных сетевых проблем.

Автономная GOAL с сетевыми функциями или сетевая GOALcity?

Такой выбор может показаться странным, однако прогресс ушел так далеко, что часто требуется построить особо сложную многофункциональную и высокоскоростную видеосеть на базе разнотипных каналов связи. Например, огромный офис, несколько разбросанных по миру компаний, объединенных в общую структуру, или видеонаблюдение для целого города по типу программы Moscow-City.
Сетевые сервисы GOALcity также совместимы с GOAL через специальные разграничивающие экраны, что позволяет использовать системы GOAL в общей видео-охранной структуре GOALcity.

II
Разрешение кадра.

Если применяются недорогие камеры – до 350 телевизионных линий, что соответствует качеству аналоговой кассеты VHS, то полностью подойдет GOAL v6, 8-битный АЦП которого рассчитан на оцифровку до 350 телевизионных линий.
Если применяются более совершенные камеры, то нужно использовать, как минимум, GOAL v7 с 9-битным АЦП, который способен обеспечить качество записи SVHS. Для этой же цели также подойдет GOAL v8 с более продвинутыми функциями по обработке видео.
Для получения самого высокого разрешения BetaCam необходимо применение GOAL v8 или GOAL v9.
GOALcity поддерживает любые разрешения.

Чем больше каналов высокого разрешения нужно писать, тем мощнее нужно брать систему. Например, разрешающая способность одного канала 640х480 равна четырем каналам 320х240.

III
Количество каналов, которое нужно подключить.
Число видеоразъемов.

От того, сколько требуется подключить видеокамер согласно ТЗ, в основном, и зависит выбор системы. Среднестатистическому объекту, чтобы зафиксировать какое-либо событие, требуется запись 1-3 кадра в секунду, для чего достаточно мультиплексированных каналов. В некоторых задачах динамические сцены требуют «живых» каналов (со скоростью 25 кадров в секунду).
Мультиплексированные получаются из деления скорости «живых» каналов. Чем больше мультиплексированных каналов на одном «живом», тем меньше скорость отображения и записи. Скорость мультиплексирования у каждой системы своя.
Во всех системах применяются одночиповые или 4-чиповые платы, каждой из которых требуется свободный слот PCI в компьютере. Максимальное число таких слотов в компьютере – 6. Количество «живых» каналов равно количеству чипов.

Максимальные показатели количества камер, которые можно подключить к той или иной системе.

IV
Количество каналов, которое нужно просматривать вживую.
Пропускная способность шины.

Даже если все камеры нашли свой разъем на платах с «живыми» каналами, это не значит, что все они будут показывать видео в реальном времени. Это связано с тем, что пропускная способность компьютерной шины PCI-32 ограничена. При разных разрешениях кадра получается различное количество «живых» каналов.

ШИНА	PCI-32						PCI-Express
Разрешение	GOAL v6		GOAL v7.4		GOAL v8.4		GOAL v8.4 Exp		GOAL v9			GOALcity
	ч/б	цв.	ч/б	цв.	ч/б	цв.	ч/б	цв.	ч/б	цв.		ч/б	цв.
768х576			3	1	3	1	8	3	21	16		3	1
720х576			3	1	3	1	9	4	21	16		3	1
640х480	4	2	4	2	4	2	12	6	24	18		4	2
768х288			5	2	5	3	11	5	24	18		5	2
640х240			6	3	8	4	12	6	24	19		6	3
384х288			8	5	11	4	16	10	24	22		6	5
320х240	6	6	11	6	15	8	16	16	24	24		6	6

Таблица отражает одинаковые разрешения по всем каналам. Каждой камере можно задать индивидуальный размер и качество, распределив общую мощность по системе. Например, емкость одного канала 640х480 соответствует четырем каналам 320х240. Скорость отображения по каждой камере также может быть выставлена индивидуально.
Если общая пропускная емкость шины превышена, в кадрах будут наблюдаться артефакты в виде полос. Данные таблицы позволяют сориентироваться, как распределить ресурсы.
Особенность GOAL v9 заключается в том, что она построена на платах для новой высокоскоростной шины PCI-Express, что позволяет многократно увеличить показатели.
Пропускная способность шины влияет на все последующие параметры. Система не может записывать больше, чем может прокачать шина. Система не может производить анализ видео и аудио (например, видео- и аудиодетекцию) быстрее, чем может прокачать шина.

V
Скорость записи.

В системах на базе плат для шины PCI-32 скорость записи соответствует скорости отображения (согласно предыдущей таблице), так как узким местом является пропускная способность шины. К ним относятся GOAL v6, GOAL v7, GOAL v8.
В системе GOAL v9 на базе высокоскоростной шины PCI-Express узким местом является мощность центрального процессора ЦП. На самых высоких разрешениях на сегодняшний момент (январь 2006 года) существующие процессоры немного уступают возможностям экспресс-шины. Но с их постоянным развитием предельные значения по записи будут расти. Скоростные характеристики GOAL v9 можно посмотреть здесь.

VI
Аппаратное качество.

Видеосигнал от камеры, прошедший по длинному кабелю, часто бывает подвержен различного рода помехам. Компьютерные платы, изначально создаваемые для монтажа кинофильмов, очень чувствительны к характеристикам видеосигнала. Особенно это проявляется на мультиплексированных каналах. Поэтому необходимо продумать, насколько качественный сигнал будет приходить на платы видеозахвата. Частично проблема описана здесь.
В условиях, подверженных потере качества видеосигнала, лучше применять платы с трактами восстановления видео типа технологии Impulsar®. Такими трактами оснащены следующие платы: GOAL v8.1, GOAL v9 (все модификации) и GOALcity.

VII
Программное качество.

Иногда немаловажны программные алгоритмы контроля качества видео, которыми оснащены те или иные системы. К ним относятся:
- Деинтерлейсинг – устранение «гребенки».
- Автоконтраст – адаптация к освещенности.
- Динамическая антизасветка – защита от особо ярких или темных участков.
- Датчик пропадания видеосигнала – контроль контакта от платы до камеры.
- Датчик закрытия камеры однородным предметом – антивандальная функция.

Старый Деинтерлейсинг работает только при движениях с небольшой скоростью – новый при любых.
Старый Автоконтраст анализирует освещенность только по заданным часам – новый постоянно.

VIII
Видеодетектор.

Одной из важнейших составляющих системы видеозаписи является видеодетектор. От его качества зависит надежность вычисления событий. Как правило, именно он определяет, что писать и когда писать. Во всех системах компании «СпецЛаб» используется покадровый анализ всех событий – пишутся только те кадры, в которых есть изменения. Однако есть возможность задать запись и на заданный период времени вне зависимости от наличия изменений.
Неплохим сервисом для видеодетекции могут являться следующие функции:
- Фильтр сложных помех (дождь, снег, трепет листьев, ВЧ-колебания сети).
- Детектор оставленных и привнесенных предметов.
- Разбиение на зоны, по которым задается индивидуальный алгоритм.
- Маскирование площади кадра по участкам с реакцией на крупные объекты (непрозрачная маска), средние по величине объекты (слабопрозрачная маска) и мелкие (прозрачная маска).
- Отображение зон детекции прямоугольниками или закрашиванием движущихся объектов.
- Интеллектуальный фильтр событий «Внимание!».

Большинство функций GOALcity можно использовать с видеоканалами GOAL v8 и GOAL v9, в том числе и интеллектуальный видеодетектор, настраиваемый на контроль заданных событий.

IX
Аудиоподсистема.

На каждый чип в системах GOAL приходится по 2 канала аудиозаписи и по одному в GOALcity. Кроме того, возможно использовать встроенную звуковую карту компьютера, предоставляющую 2 независимых аудиоканала. Таким образом, к системам можно подключить следующее количество аудиоканалов:

Аудиоканалы также требуют компьютерных ресурсов, хотя и значительно меньше, чем видео. Поэтому желательно задавать такие алгоритмы, которые не используют большое число каналов звука с видео одновременно. Рассчитать загрузку можно, исходя из вышеприведенных таблиц, где 5 каналов звука полосой в 11 кГц можно соотнести за один черно-белый канал разрешения 640х480.
Если аудиоканал задействуется по какому-нибудь другому алгоритму (видеодетектор, физический датчик, таймер, команда пользователя), то при отсутствии записи шина не используется. Если же задействовано отслеживание звукового сигнала (аудиодетектор), то шина загружена все время работы данного алгоритма.
В основном, характеристики АУДИО мало чем отличаются по системам. Только в GOAL v8 и GOAL v9 дополнительно применяется технология ускоренного прослушивания аудиозаписи без потери распознаваемости речи Speed Voice.
Все системы, кроме GOAL v6, способны не только записывать звук по событию его появления, но и отрабатывать полный комплекс алгоритмов, программируемых виртуальными датчиками.

X
Эргономика.

Чем больше количество видеоканалов, тем сложнее для оператора заметить в каком-либо из них опасное событие. В больших системах использовать одним монитор крайне недостаточно. Поэтому рекомендуется устанавливать несколько как компьютерных, так и аналоговых мониторов.
В компьютерных мониторах есть возможность распределить видеоокна в любом порядке и с любыми размерами. Как правило, малозначимые камеры отображаются большим количеством маленьких окон (до 64 на каждом мониторе), а наиболее важные – 4-8 крупными.
Аналоговые мониторы используются для вывода на них тревожных событий – камер, в которых в данный момент зафиксировано движение.