Работы по увеличению пропускной и разрешающей способностей аналоговых систем видеонаблюдения привели к созданию нескольких новых стандартов высокой четкости. Наиболее распространены среди них AHD, TVI и CVI.
Эти стандарты несовместимы как с аналоговым форматом PAL, так и между собой. Однако в случае модернизации системы видеонаблюдения пользователю не придется менять все установленные компоненты. Стандарты AHD, TVI и CVI работают посредством тех же коаксиальных кабелей, которые используются в составе аналоговых модулей. Таким образом в ходе модернизации достаточно обновить камеры и регистраторы.
AHD
В этом стандарте реализован частичный уход от рамок формата PAL. Сигнал AHD идентичен аналоговому и имеет ту же конфигурацию и параметры, что и полный классический телевизионный видеосигнал (сокр. ПТВС). Однако в компоновке имеются существенные отличия:
- покадровая прогрессивная развертка. Это означает, что в стандарте AHD осуществляется передача полных кадров со скоростью 25 к/с;
- повышенное количество элементов отображения по вертикали (до 720 строк с 1280 точками в каждой). Это позволило увеличить длительность кадра до 40 ms и верхнюю частоту до 16,84 МГц. В итоге на приемной части сигнал очень близок по геометрическим параметрам к цифровому HD-сигналу;
По сути, AHD — это модернизированный аналоговый стандарт с применением частотной модуляции. Такая технология позволяет передавать сигнал вплоть до уровня Full HD 1080p без существенных потерь и искажений на расстояние до 500 м в рамках стандартного коаксиального кабеля типа RG-59,.
Иначе говоря, с помощью AHD-регистраторов и камер можно организовать аналоговое видеонаблюдение с качеством IP-систем, но без необходимости проведения сложной настройки.
Для истории, как это работает CVBS
Несколько общих слов о том, как работает передача аналогового сигнала по коаксиальной линии. Видеосигнал передается горизонтальными линиями сканирования, или строками. Каждая строка состоит из активной части видео и части горизонтального гашения. Активная часть видео содержит информацию о яркости и цвете (цветности) изображения. Информация о яркости — это мгновенная амплитуда в любой момент времени. Информация о цвете добавляется в верхней части сигнала яркости и представляет собой синусоидальную волну с цветовым набором, который определяется различием конкретных фаз между сигналом и опорной фазой. Амплитуда модуляции пропорциональна количеству цвета (насыщенности), а информация о фазе обозначает оттенок цвета. Часть горизонтального гашения содержит горизонтальный синхроимпульс. Горизонтальная часть гашения сигнала расположена во времени так, что она не видна на экране системы отображения (мониторе). Не смотря на то, что первые аналоговые системы использовались для видеонаблюдения, технология передачи аналогового сигнала очень быстро стала использоваться в телевидении. Хотя, сначала не было большой разницы, до того, как были разработаны устройства, позволяющие вести запись видеосигнала, изображение от видеокамеры попадало сразу на монитор. Позже, с появлением видеомагнитофонов, видеонаблюдение отпочковалось от телевидения и появился термин или Closed-Circuit Television (телевизионная система замкнутого контура или просто система видеонаблюдения). Видеонаблюдение стало отдельной отраслью и развивалось по своим законам.
HD-TVI
Новый стандарт аналогового видеонаблюдения, позволяющий, в отличие от стандарта PAL, передавать сигнал разрешением до 1920х1080 пикселей.
Формат HD-TVI изобретен компанией Techpoint, хотя в Сети авторство часто приписывают фирме HikVision. Стандарт является открытым, поэтому его может использовать любой производитель техники для видеонаблюдения.
В основу HD-TVI положена измененная технология формирования и передачи сигнала. Стандарт предполагает полное разделение видеосигнала цветности и яркости, что позволяет избежать накопления помех и обеспечить более четкое изображение.
Кроме того, в TVI реализован алгоритм предварительной обработки сигнала с последующим использованием квадратурной амплитудной модуляции. Это дает возможность передавать видео по обычному коаксиальному кабелю, который имеет волновое сопротивление 75 Ом.
Внешний вид
Коробка пришла помятая, но устройство не пострадало.
В комплекте сам конвертор, кабель питания (miniUSB) и инструкция. Которая скорее описание, чем инструкция.
С одной стороны входы — композитный видеосигнал и два аудиоканала.
С другой — выход HDMI.
С третьей — разъём питания miniUSB и переключатель 720p/1080p.
HD-SDI
Этот неаналоговый стандарт базируется на идее использования кабельных коаксиальных линий для передачи цифрового сигнала высокой четкости. SDI имеет важное достоинство перед IP-системами: в нем исключены любые задержки в передаче видеосигнала, связанные с ограничением канала или затратой времени на обработку изображения в самой видеокамере. Подобное преимущество весьма актуально для систем со скоростными поворотными камерами, поскольку для них критична даже секундная задержка отображения события.
Дальность передачи видеосигнала в системах HD-SDI зависит от типа используемого кабеля. При этом сигнал от видеокамеры до регистрирующего оборудования передается практически без потери качества. Изображение не доходит до адресата только при критическом затухании в среде передачи. Заявленные по стандарту HD-SDI расстояния:
- по RG 59 — 50 м;
- по RG6 — 100 м.
Форматы изображения
Существует несколько форматов изображения, которые использовались и в телевидении, и в аналоговых системах видеонаблюдения: , , . В первую очередь различие между ними в количестве строк развертки на кадр, в частоте сканирования и в методах цветовой модуляции. В видеокамерах для систем видеонаблюдения использовались два формата / и не использовался формат .
Почему вертикальный формат в строках, а горизонтальный в пикселях?
Горизонтальный формат связан с непосредственным разрешением видеокамеры, а вертикальный формат (количество строк) — неизменный и определяется стандартом развертки аналогового сигнала (576i для PAL, 480i для NTSC). Для аналогового сигнала разрешение кадра определяется чересстрочной разверткой (на схемах имеет индекс i ) и измеряется в ТВЛ (телевизионных линиях). Тогда как разрешение кадра в цифровом сигнале определяется прогрессивной разверткой и измеряется в строках пикселей по вертикали (индекс p). Количественная оценка разрешения кадра в ТВЛ получается из количества эффективных пикселей матрицы видеокамеры к соотношению сторон кадра (например, 4/3 для SD-разрешения), но также зависит от полосы пропускания канала и качества оптики, поэтому зависимость эта нелинейная. Если перевести в пиксели, это делает аналоговое разрешение видеокамеры более понятным, то получится примерно такое соотношение: Совместимость
И самый большой плюс старого аналога, то, чего пока не может добиться HD-аналог (HD-TVI, HD-CVI, AHD), это полная совместимость с различными системами отображения (мониторы, регистраторы, платы видеозахвата, матричные коммутаторы и прочее), не нужно постоянно держать в голове, а будет ли мое оборудование от разных производителей совместимо, а смогу ли я застримить видеокамеру прямо на монитор.
Простой монтаж и дешевое обслуживание
Системы CVBS работали «из коробки», не требовали сложной настройки и высокой квалификации обслуживающего персонала.
Низкое разрешение
С тех пор, как разрешение матриц в видеокамерах перешагнуло мегапиксельную отметку, аналог перестал быть в топе.
Помехи
Композитный сигнал подвержен влиянию помех. Дальность передачи CVBS сигнала всего около 300 метров по сравнению с 1200 метрами от HDCCTV это копейки. Первая аналоговая телевизионная система была разработана (да, это тот же человек, который изобрел )
в 1925-1926 годах
и называлась «Дальновидение». Работать над «Дальновидением» Термену предложил академик А.Ф.Йоффе, поскольку с 1921 года возможность передачи и приема изображения на расстояние уже изучалась и исследовалась. В результате Термен разработал 4 варианта телевизионной системы, которая включала передатчики и приемники изображения. Конечный вариант «Дальновидения», стоял в кабинете К.Е. Ворошилова и через него можно было наблюдать кремлевский двор, в этом варианте системы использовалась чересстрочная развертка на 100 строк. Другая ранняя система видеонаблюдения была установлена немецкой компанией Siemens AG на испытательном ракетном комплексе в Пенемюнде, Германия,
в 1942 году
, эта система позволяла вести наблюдение за запуском ракет V-2. В США первая коммерческая система замкнутого телевидения появилась
в 1949 году
под названием Vericon. О Vericon известно очень мало, например, его рекламировали как систему, на установку которой не требовалось правительственного разрешения. Самые ранние системы видеонаблюдения не имели возможности записывать и хранить информацию, т.е. в целом это была просто система мониторинга. Разработка катушечных носителей позволила записывать передаваемое изображение. Но в этом случае требовалась замена магнитных лент вручную, что было трудоемким, дорогостоящим и ненадежным процессом, при этом оператору приходилось вручную наматывать ленту с катушки через магнитофон на пустую бобину. Из-за этих недостатков видеонаблюдение не было широко распространено.
В 1960 годах
японцы выпустили коммерческие видеомагнитофоны ( ), что впоследствии гораздо упростило запись и стирание информации в системах видеонаблюдения, и позволило этой области развиваться. Позже было разработано цифровое мультиплексирование, эта технология дала видеонаблюдению такие ништяки, как одновременную запись нескольких камер, запись по времени, запись по детектору движения. В общем, популярность CVBS систем видеонаблюдения росла. В системах CVBS использовался сигнал SD-разрешения (Standart Definition) или телевизионный сигнал стандартной четкости, основанный на стандартах разложения 625/50 или 576i (PAL, SECAM) и 525/60 или 480i ( ). Вообще, стандартной четкости может быть и аналоговый и цифровой сигнал. Для SD характерно соотношение сторон кадра 4:3.
В 1996 году
компанией Axis Communications была разработана . Долгих 10 лет понадобится чтобы IP-видеонаблюдение начало завоевывать в рынок.
В конце 2000-х
появляется HDTV (HD или High Definition — это телевизионный сигнал высокой четкости), первой стала Япония, которая разработала и начала выпускать продукты, поддерживающие разрешение в 1125 ТВЛ (и видеокамеры и телевизоры), государственная японская телевизионная компания NHK начала HD-вещание с 1985 года. По сравнению с SD в форматах разрешения HD используется соотношение сторон кадра 16:9 и, конечно, увеличено количество горизонтальных строк пикселей на кадр (1280х720, 1440х1080 или 1920х1080) для цифрового сигнала. Цифровые стандарты передачи сигнала высокой четкости были утверждены (обществом инженеров кино и телевидения) с 1993 года.
В видеонаблюдение HD разрешение пришло вместе с IP-технологиями в начале 2000-х годов, а позже, в 2010, вернулось с аналоговым форматом HD-SDI.
В 2000-х годах
произошло две вещи, одна из них привела CBVS к расцвету, другая поспособствует упадку. Во-первых, появились первые цифровые видеорегистраторы (DVR), ключевой их особенностью было хранение видеоархива в цифровом виде. И в современных видеорегистраторах это принцип остается неизменным. Благодаря цифровой записи видеорегистраторы вытеснили (все-таки их обслуживание и постоянная потребность в кассетах для записи было неудобным и дорогим). А во-вторых, началось развитие технологий мониторинга систем видеонаблюдения через . Это дало возможность передавать изображение по локальным сетям и по сети интернет.
Первое десятилетие 2000-х
можно назвать расцветом аналоговых систем видеонаблюдения. IP-видеокамеры, все еще были дорогими, как и хранение видеоархива. Основными игроками на рынке аналоговых систем видеонаблюдения были, крупные западные и японские производители, практически отсутствовали китайцы, да и известные сейчас компании такие, как Axis или Milestone были в то время «стартапами». Примерно
с 2008 года
в IP-системах видеонаблюдения стал использоваться кодек , что позволило снизить расходы на хранение видеоинформации и обеспечить IP системам решающее преимущество над аналоговыми. Нельзя сказать, что в мире аналоговых систем видеонаблюдения ничего не происходило.
Примерно в 2009 году
корпорация Sony выпустила процессоры и ПЗС матрицы, которые назывались Sony Effio Processor. (Enhanced Features and Fine Image) Processor переводится как «Процессор с Расширенными Возможностями и Прекрасным Изображением». Действительно прекрасным оказалось то, что Sony в этой новой технологии смогли увеличить разрешение матрицы сенсора до 700 ТВЛ для сенсора 960Н (960 — количество эффективных пикселей матрицы по горизонтали). У было несколько поколений процессоров: Effio-E, Effio-S, Effio-P, для каждого выпускались матрицы разрешением 960Н и 760Н. Это позволило аналоговым видеокамерам приблизиться к мегапиксельной отметке. Еще
с 2009 года
начали развиваться облачные технологии хранения видеоархива. Однако большой популярности им достичь не удалось. Причиной были ограничения пропускной способности и слабые возможности облачных VMS.
С 2011года
вендоры IP-систем видеонаблюдения поняли, что надо бы развивать видеоаналитику и вообще возможности VMS.
В 2010 году
аналог сделал попытку вернуться на рынок систем видеонаблюдения с форматом высокой четкости HD-SDI. Который, впрочем, не стал популярным.
С 2012 года
IP-видеокамеры становится не только устройством передачи изображения, но и получает возможность хранения видеоархива на SD-карте слотом под которые обзавелись большинство IP-камер. Но особого развития это не получило в силу проблемами с надежностью SD-карт памяти. В этом же году появляются другие HD-аналоговые форматы передачи изображения (HD-CVI, HD-TVI и AHD), а с 2014 начинается их развитие корейскими и китайскими вендорами. Все это привело к тому, что по статистике интеграторов с 2014 по 2018 расходы на внедрение аналоговых систем CVBS сократились до 0%.
В 2015 году
появляются умные кодеки например Zipstream или H.264+ , которые позволяют снизить объем данных, оптимизировать передачу видеопотока и его хранение. И в целом, в этот период производители переключились на развитие IP, в том числе и на увеличение мегапикселей в матрицах видеокамер.
В 2021 году
на рынке появляется оборудование с поддержкой нового кодека , IP-камеры с его поддержкой выпускаю все крупные производители.
В 2021 году
в мире появилось большое количество стартапов в области видеонаблюдения. Развитие отрасли идет по нескольким направлениям сразу, это не только наращивание мощностей видеокамер, видеорегистраторов или серверных технологий, но и повышение безопасности сетей, кибербезопасности и защита данных, развитие видеоаналитики и AI, переход видеоаналитики на камеры, новые формфакторы видеокамер для робототехники и наблюдения с дронов, .
А в 2021 году
, в связи с пандемией нового коронавируса, в мире появился еще один тренд, это тепловизионные камеры высокой чувствительности способные распознать изменения температуры в доли градуса для массового скрининга населения в местах большого скопления людей и выявления потенциально зараженных. На сегодняшний день по всему миру развернуто огромное количество систем видеонаблюдения на базе CVBS, которые еще используются. Средний срок службы системы видеонаблюдения 10-15 лет, эти системы были введены в эксплуатацию в период с 2010 по 2021 год и сейчас доживают свое. Сложно спрогнозировать точно (возможно, кто-то будет держать такого динозавра на своей даче), но вполне вероятно, что к 2040 году в мире не останется ни одного устройства CVBS.
Не смотря на некоторое количество достоинств, сама технология передачи композитного сигнала по коаксиальному кабелю себя изжила. У нее слишком много недостатков, особенно на фоне безудержного развития систем на базе цифровых сигналов. Матрицы 960Н — это потолок, который аналогу не преодолеть. Небольшое расстояние передачи видео, подверженность сигнала помехам, который привел этот формат к закату.
Отличия стандартов IP, HD-SDI и аналогового видеонаблюдения
Аналоговые системы видеонаблюдения отличаются низкой ценой, отсутствием задержек и большой длиной применяемых кабелей. Для просмотра можно использовать бытовой телеприемник. Основной недостаток: неудовлетворительное качество видео.
IP-системы позволяют использовать сетевую инфраструктуру ЛВС и СКС. Нет ограничений на количество мегапикселей. Камеру можно подключить напрямую к интернету. Среди недостатков:
- задержки при передаче сигнала, обусловленные применением IP-сетей;
- лимит на максимальную длину кабеля (90 м согласно стандартам СКС).
Стандарт HD-SDI позволяет модернизировать аналоговую систему видеонаблюдения для получения изображения HD-качества. При этом можно использовать уже существующие сети на базе коаксиального кабеля. В отличие от IP-систем стандарт HD-SDI не имеет задержки в передаче сигнала. Однако в нем также предусмотрены ограничения по длине кабеля, а также требования к самому кабелю, соединению и разъемам.
Вывод
Если вам нужна система видеонаблюдения, вопрос не в том, использовать цифру или аналог, а в том, когда и в какой степени. Система видеонаблюдения является технически сложной системой, суммарный вес которой больше чем сумма компонентов.
И если вы не хотите чтобы ваша система видеонаблюдения не стала бесполезным сжиганием денег, вам совсем не нужно решать вопрос «цифра или аналог», нужно в первую очередь формулировать цели и задачи которые вы хотите решить, оценить условия, в которых эту задачу придется решать. И под эту задачу найти оптимальное решение, а цифровое оно будет или аналоговое вопрос не самый важный.
Найти оптимальное решение для организации видеонаблюдения, звучит просто, но в жизни это тот еще квест, рынок видеонаблюдения высоко конкурентный (не обманешь — не продашь), лично мы насчитали 7 относительно честных способов отъема денег на рынке видеонаблюдения. Так что главное не «аналог» или «IP» главное чтобы чтобы под видом оборудования вам не продали бесполезный металлолом.
Внутренности
Внутри у ей даже неонки нет.
Центральный чип зовут Macro Silicon MS1858
The MS1858S is a single chip for analog CVBS/S-Video to HDMI, which integrated with 9-bit ADC of video and advanced HDMI 1.3 transmitter. MS1858S consists of 3D video decode, high performance OSD, DMC, video scalar and high speed analog switch. It also provides frame rate conversion and progressive scan conversion with de-interlace.
Начнем с основ: RGB
Хотите верьте, хотите нет, но глаз человека может различать только 3 основных цвета: красный, зеленый и синий. Другие цвета спектра и их оттенки мы видим, только потому, что наш мозг таким образом воспринимает различные смеси основных цветов, доступных глазу. Это можно назвать «пигментами воображения» (Извините за шутку).
Поскольку, глаз различает только 3 основных цвета, то передача и отображение этих трех цветов является достаточной для работы видеосистемы. Этот принцип называется RGB. Видеокамера генерирует изображение сразу в формате RGB, а затем RGB-сигнал воспроизводится телевизором или видео. Изменяя интенсивность основных цветов, можно создать ощущение любого цвета спектра. И на экране будут возникать абсолютно натуральные изображения!
Для чего используется компонентный (композитный) вход
Конечно же, чтобы полностью углубиться в описанную тематику, необходимо предварительно знать обо всех возможных компонентах конструкции. Тот факт, что сам разъем состоит из трех составляющих — забывать не стоит. Непосредственно информация о них:
- Первых из элементов называется одним символом, то есть — Y. Именно с его помощью осуществляется передача разности между уровнем яркости предоставляемого изображения и синхронизированных импульсах. Что касается маркировки отверстия, так это кружок с желто-зеленым оттенком, который запросто можно найти на панели.
- Следующий — Pb. Он предоставляет возможность для процесса различия яркости и непосредственно синего оттенка цветовой гаммы. Говоря про обозначение, стоит отметить, что оно напрямую соответствует маркировки углубления.
- И последний, завещающий разъем, который отмечается двумя буквами Pr. Благодаря ему, передается разность между красным уровнем и яркостью. Так же, как и предыдущих объект, он выглядит соответствующим образом: цвет точно совпадает с описанным предназначением — применение красного облика.
ВНИМАНИЕ! В некоторых моделях можно заметить, что для отметки отверстия применяется иная символика. Если же вы пользователь именно описанной конструкции, то, скорее всего, вход обозначен одной буквой — U. Однако, кроме изменения пометки, больше ничего не меняется: ни предназначение ни особенности устройства.
Проще говоря, сама функция служит непосредственно для улучшения качества просматриваемых записей.
ВАЖНО! Этот вход позволяет принимать сигналы не только от DVD—плееров, компьютеров, телефонов, но и от цифровых спутниковых ресиверов и декодеров цифрового телевидения.
Следовательно, и показатели будут преобразовываться в необходимые параметры, которые поддерживает то или иной изобретение. Обычно их условно разделяют на чересстройчные и прогрессивные. Первый из них нужен для взаимодействия с общим числом систем различного вещания. Второй же — для стандартных устройств телевизора с высоким разрешением. Кроме этого, с их помощью подключаться могут сторонние устройства непосредственно к телевизору.
Таким образом, каждый владелец, знающий о преимуществах предоставленного агрегата, имеет возможность не только просматривать обычные повседневные передачи по телевизионным каналам, но и самостоятельно устроить для себя отдых с полноценным домашним кинотеатром.
СПРАВКА! Описанная разновидность интерфейса может использоваться практисески со всей аппаратурой современного быта.
Причем, если сравнивать описанный агрегат с S-video или с композитными входом, где применяется непосредственно мультиплексирование, первый из них предоставляет подключать более высокую четкость (а именно вплоть до 270 ТВЛ).
Содержание
- Начнем с основ: RGB
- Осторожно: полоса пропускания
- И что же все это значит?
- Если у вас есть возможность, используйте компонентное видео
- Компонентное видео: прогрессивное или чересстрочное?
- Выводы
При ознакомлении с миром домашних театров вы можете утонуть в море специального жаргона. Например, словосочетание «компонентное видео»
способно одурманить всякого потребителя. Поэтому предлагаемая информация, несмотря на её немного технический характер, будет полезна любому, кто выбирает или использует DVD-плеер.
Если у вас есть возможность, используйте компонентное видео
Итак, если ваши DVD-плеер и приемник (телевизор, проектор) могут работать с компонентным соединением, используйте эту возможность! Как правило, компонентный выход на плеере состоит из трех RCA-разъёмов, обозначенных зеленым, синим и красным цветами. Они также помечаются, как Y, B-Y, R-Y (или Y, Pb, Pr, или Y, Cb, Cr). Все эти надписи указывают на один и тот же компонентный разъем. Если ваш телевизор или проектор имеет те же самые гнёзда, то надо просто воспользоваться трехпроводным компонентным видеокабелем. Нужно следить за тем, чтобы каждый провод соединял два гнезда одного и того же цвета. (Для такого соединения можно использовать три стандартных композитных кабеля.)
Часто бывает так, что проектор, способный работать с компонентным сигналом, принимает его только через VGA-порт, аналогичный выходным портам персонального компьютера. Такой порт обычно оснащается 15-штырьковым D-sub-разъемом. В этом случае потребуется кабель с тремя тюльпанами на одном конце, и с 15-штырьковым D-sub VGA-разъемом на другом. С ним у вас проблем не возникнет, поскольку этот кабель производится практически всеми производителями проекторов и интерфейсов к ним.
Вердикт
В целом девайс работает. Звук, кстати, вполне терпимый — по HDMI отдаётся и в телевизоре слышен. По соотношению сторон, как мне кажется, результат тоже нормальный — растянуть не пытается, пусть картинка где-то сбоку, но не искаженная. Но вот качество самой картинки на троечку — даже для композита. Но за свои деньги сойдёт — проверять работоспособность устройств, у которых только композитный выход есть. Хотя для постоянного использования явно необходимо что-то более качественное.
Update
: то же самое чуть дешевле, но с бесплатной доставкой: https://ru.aliexpress.com/item/32815264113.html.
