Přestože video, kodeky, analytické metody, zálohování a zobrazování v rámci IP protokolu výrazně pokročilo, trh s bezpečnostními kamerami nadále zůstává převážně analogový. Zatímco kamery, vystavěné na IP protokolu, nabízí v oblasti dohledového videa oproti svým analogovým kolegyním celou řadu výhod, včetně nižších nákladů na přenos signálu (Cat-5 vs. RG-6/59), možností analýzy a komprimovaného zálohování s okamžitým přístupem (oproti analogové pásce), technologie IP kamer zůstává na své růstové křivce stále ve fázi „prvních zákazníků“ (viz obr. 1). Mezi základní důvody patří konzervativnost spotřebitelů, vlastní digitální standardy, kvůli nimž se musí pořizovat vybavení stejné značky pro celý systém a také menší spotřeba součástek pro analogové kamery a technologie uzavřeného televizního okruhu (CCTV, Closed Circuit Television). Pokud ale výrobci dokáží reagovat na tyto požadavky, zkrátí dobu vývoje, odliší své nabídky, sníží v rámci IP protokolu náklady na pořázení celého systému a dosáhnou tak většího tržního podílu.

Obr. 1: Křivka růstu trhu: Trh dohledového videa na protokolu IP je stále ve fázi „prvních zákazníků“ své růstové křivky.

V oblasti dohledového videa byl proto učiněn významný posun směrem k vytvoření interoperabilních, tj. vzájemně spolupracujících standardů prostřednictvím nové obchodní asociace – Physical Security Interoperability Alliance (PSIA), včetně nedávného uvedení standardu PSIA 1.0. Tento nový standard umožňuje výrobcům IP kamer vytvořit řešení a prvky, založené na IP, které lze rychle začlenit do větších systémů. Standardy PSIA tak zajistí, aby vybavení od různých výrobců harmonicky spolupracovalo a to při téměř stejně jednoduchém používání jako v případě analogových kamer.

Mezi členy asociace PSIA patří výrobci bezpečnostních kamer, systémů správy obsahu, softwaru pro správu videa, zařízení pro řízení přístupu a také systémoví integrátoři, např. Cisco Systems, GE Security, Pelco, IBM a Texas Instruments. (Informace o PSIA, včetně seznamu aktuálních členů, naleznete na stránkách http://psialliance.org/). PSIA prosazuje otevřené standardy a ráda uvítá nové členy.

Aliance PSIA

Protože dosud neexistovaly standardy, není překvapením, že se vyvinulo tolik různých, vzájemně nekompatibilních technologií (viz obr. 2). Kamera Pelco s analytikou ObjectVideo se například nemůže propojit se síťovým videorekordérem (Network Video Recorder, NVR) s analytikou Bosch. Oba prvky jsou totiž vzájemně uzavřené. Systém správy videa (Video Management System, VMS) musí rovněž umožňovat řízení přístupu, vzdálený dohled i síťové úložiště dat, tj. prvky, ve kterých každý výrobce historicky používal své vlastní protokoly.

Obr. 2: Řízení IP videa: Se současnou kombinací vlastních systémů je obtížné dosáhnout toho, aby vybavení od různých výrobců vzájemně spolupracovalo.

Mezi přínosy celooborových standardů patří rychlejší celkový růst, menší omezení pro vstup nových výrobců, širší výběr pro systémové vývojáře a také rychlejší inovace.

PSIA byla založena, aby prosazovala vzájemnou spolupráci zabezpečovacích zařízení s IP. V současnosti obsahuje čtyři hlavní specifikace:

• IPMD (IP Media Device) pokrývá systém, video streaming, PTZ (pan-tilt-zoom), diagnostiku a uživatelsky definované funkce.
• Specifikace Video Analytics se vztahuje na analytiku a události.
• Specifikace Content Management se zaměřuje na záznamy a management a
• specifikace Area Control pokrývá přístup včetně narušení chráněného prostoru.

Kromě publikační činnosti a propagace specifikací nabízí PSIA rovněž ukázkový kód pro koncové body, např. IP kamery nebo implementace systému správy videa, a potvrzuje tak svou otevřenost vzájemné spolupráci.

Výrobci, kteří dosud vyčkávali se vstupem na trh zapezpečovacího IP videa, mají nyní se standardem PSIA 1.0 dobrý důvod zbystřit svoji pozornost. Možnosti se nadále rozšiřují a vývojáři tak již nepotřebují vytvářet celý integrovaný systém. Mohou spíše začít vytvořením jednoho prvku, např. kamery nebo síťového videorekordéru. Pro malé společnosti bez předchozích zkušeností však může být návrh takových prvků složitý a extrémně časově náročný. Referenční návrh, připravený pro výrobu, ale může tuto překážku překonat a umožnit tak firmě začít rychleji vyrábět prvky v souladu se standardy PSIA.

Procesor DM365 společnosti TI a referenční návrh dohledového IP videa dle standardu PSIA

Dva nedávno uvedené referenční návrhy společnosti TI, ve spolupráci se společnostmi Appro Photoelectron a UD Works, jsou v souladu se standardy PSIA a pro nové společnosti je s nimi neskutečně jednoduché rychle vstoupit na tento rozvíjející se trh. Zmíněné referenční návrhy, postavené na digitálním media procesoru TMS320DM365 s technologií DaVinci™, poskytují komplexní a nákladově efektivní řešení, které zákazníkům umožňuje investovat do jediné platformy, zkrátit přitom dobu vývoje z více než 160 „člověkoměsíců“ na méně než čtyři a ještě se následně rozhodnout, zda výrobek uvedou na trh okamžitě nebo tyto referenční návrhy využijí i pro další aplikace a odliší tak své výrobky. (Popis procesoru TMS320DM365 najdete na hw.cz v článku Chytré video s technologií DaVinci, samotné technologii DaVinci se pak věnujeme v příspěvku Mediální procesory DaVinci pro živější videoaplikace).

Referenční návrh IP kamery

Referenční návrh IP kamery (viz obr. 3) má při vysokých objemech zakázek předpokládané náklady (EBOM, electronic bill of materials; zahrnuje napájení i management) pouhých 40 USD. Zahrnuje 5megapixelový obrazový snímač (CMOS) značky Aptina, podporuje multikodeky H.264 a MPEG-4 s 1080p (nebo 720p při plné obnovovací frekvenci), MJPEG, VC-1, MPEG-2 a je optimalizovaný pro práci ve zhoršených světelných podmínkách. Software referenčního návrhu obsahuje kompletní Linuxovou aplikaci pro IP kamery spolu s volným zdrojovým kódem a bezplatnými kodeky, připravenými pro bezprostřední nasazení.

Obr. 3: Referenční návrh IP kamery společnosti Appro Photoelectron, založený na procesoru DM365 společnosti TI

Tento návrh IP kamery rovněž využívá pátou generaci ISP společnosti TI a může tak nabídnout

• stabilizaci videa,
• detekci obličeje,
• odstranění šumu,
• automatické vyvážení bílé,
• automatické zaostřování,
• automatickou expozici nebo
• další rozšíření kvality videa s ohledem na lepší zobrazení a inteligentní zpracování.

V nabídce společnosti Appro Photoelectron (referenční návrh DM365IPNC-MT5) je za 795 USD. (Viz také článek Referenční návrh IP kamery s rozlišením 1080p na hw.cz).

Referenční návrh digitálního videorekordéru

Referenční návrh digitálního videorekordéru (DVR, Digital Video Recorder, viz obr. 4) spojuje procesor DM365 s vícekanálovým dekodérem videa a integrovaným audiem TVP5158 společnosti TI a může tak zakódovat video ve standardu D1 rychlostí až 65 snímků za sekundu nebo dekódovat až na osmi kanálech CIF. Referenční návrh současně zaznamenává, přehrává, ukládá, směruje a zobrazuje, vše s podporou multikodeků. Předpokládané náklady (EBOM) činí u tohoto videorekordéru, vyhovujícímu standardu PSIA, při velkých objemech zakázek 60 USD.

Obr. 4: Referenční návrh digitálního videorekordéru společnosti UD Works, založeného na procesoru DM365 společnosti TI

Mezi hardwarové vlastnosti patří zálohování komprimovaného vstupu (SATA nebo USB), přenos komprimovaného vstupu (Ethernet), podpora lokálního zobrazení s rozlišením až do 800x600, uživatelské rozhraní a také podpora PTZ. Mezi softwarové vlastnosti patří multikodekový systém, který umožňuje trojnásobný stream na jeden kanál (H.264, MPEG-4 a MJPEG) při zpracování signálu, zálohování dat, přenosu a zobrazení v reálném čase. Nechybí ani nástroje pro úpravu zvuku a videa či podpora časové značky na videu. V nabídce společnosti UD Works (referenční návrh DM365DVR-UD1) vychází na 1195 USD.

Procesor DM365 umožňuje výrobcům vytvořit na jediné platformě mnoho různých produktů i jednotlivých variant a to jak v případě IP kamery (IP kamera, inteligentní kamera pro uzavřený televizní okruh), tak i digitálního videorekordéru (hybridní videorekordér, síťový videorekordér, síťový videoserver).

Začněte s dohledovým videem již dnes!

Nasazením standardů a účinným využitím referenčních návrhů můžeme rychle začít vyvíjet a v krátkém čase vstoupit na nové trhy. Ať už to budeme dělat bez úprav referenčního návrhu nebo jen potřebujeme přidat další funkce, interoperabilita PSIA znamená, že naše výrobky bude vždy možné propojit s mnoha dalšími. PSIA navíc začíná organizovat setkání pro testování vzájemné spolupráce. Všechny společnosti jsou tedy ke vstupu do asociace PSIA, k účasti na testování a rovněž ke spolupráci na budoucích verzích specifikací srdečně zvány.

Každý, kdo uvažuje o vstupu na trh dohledových IP kamer, nechť ví, že je to se specifikacemi PSIA 1.0 výrazně jednodušší. Mohou navíc představovat nástroj, s nímž se IP kamery přesunou z fáze „prvních zákazníků“ do fáze „nastupující většiny“, kdy prodej IP kamer dosáhne svého vrcholu.

Něco o autorovi:

• Danny Petkevich, ředitel divize Video and Vision Business Unit ve společnosti Texas Instruments, je rovněž místopředsedou asociace PSIA. Má navíc 17leté zkušenosti s programováním DSP, rozvojem podnikání, správou aplikací a také řízením marketingu se zaměřením na osobní počítače, DSP, audio a hlasovou komunikaci. D. Petkevich je kromě dvou patentů rovněž držitelem titulu Masters of Science v oboru Electrical Engineering ze San Jose State University.