В зaключитeльнoм oбзoрe линeйки сoврeмeнныx кaмeр брeндa Smartec мы изучим aппaрaт, кoтoрый oтнoсится к «пoкoлeнию» Estima. В эту жe сeрию вxoдят ужe рaссмoтрeнныe кaмeры Smartec STC-IPM3407A и Smartec STC-IPM3509A. Oднaкo вaжнeйшим oтличиeм сeгoдняшнeгo aппaрaтa oт исслeдoвaнныx рaнee являeтся eгo фoрм-фaктoр: пeрeчислeнныe кaмeры имeют купoльный дизaйн, рaссмaтривaeмaя жe Smartec STC-IPM3611 пoмeщeнa в кoжуx цилиндричeскoй фoрмы. Инaчe гoвoря, этo «bullet»-кaмeрa.
Кoнструкция, тexничeскиe xaрaктeристики
В упaкoвкe вмeстe с кaмeрoй нaxoдятся aксeссуaры, нeoбxoдимыe для ee мoнтaжa:
- oтвeрткa для фиксaции бoлтoвыx сoeдинeний
- крeпeжный нaбoр дюбeлeй и шурупoв
- кaбeль с кoннeктoрaми: вxoд пoстoяннoгo тoкa, LAN с PoE
- втулкa-пeрexoдник для герметизации контактных соединений
- CD диск с ПО и руководство пользователя
Внешняя цилиндрическая туба аппарата изготовлена из металлического немагнитного сплава с прочным лакокрасочным покрытием, которое нанесено методом напыления. Металлическое основание с шарнирным креплением прочно скрепляется с цилиндром камеры. Конструкция в сборе обеспечивает герметичность соединений.
Сняв внешний кожух, можно видеть, что камера и вся ее электронная начинка запечатаны во внутреннем цилиндре. Таким образом, внешний металлический кожух — это всего лишь дополнительная защита от внешних воздействий.
Десять ярких инфракрасных светодиодов окружают объектив камеры. Диоды и линзы объектива конструктивно отделены друг от друга, их защитные стекла также отделены друг от друга, что снижает вероятность паразитной засветки объектива ИК-излучением, испускаемым диодами в ночном режиме работы.
Люк, открывающий доступ к внутренностям камеры, представляет собой завинчиваемую заглушку, которая обеспечивает герметичность соединения. Крепление в сборе имеет достаточную прочность, чтобы выдержать не только вес камеры, но и несильные случайные касания.
В качестве оптимального варианта монтажа разработчик предлагает использовать специальную монтажную коробку STB-C62, которая позволит аккуратно подключить выходящие из камеры кабели к существующим подводимым линиям. В этом случае распределительная коробка становится основанием (базой) для непосредственного крепления к нему камеры.
Управляющая электроника разнесена по нескольким платам с высококачественным исполнением пайки и прочным монтажом.
На следующих теплоснимках показана рассматриваемая камера после многочасовой беспрерывной работы в комнатных условиях. Можно видеть, что риск перегрева камеры отсутствует: равномерному распределению температуры способствует металл корпуса, который играет роль эффективного радиатора.
Основные технические характеристики устройства представлены в следующей таблице, а также на страничке продукта:
Камера
Датчик изображения
CMOS Sony IMX123 ½,8″ 3 Мп
Объектив
моторизованный с АРД f=2,8—12 мм
Диафрагма
F1,4 P-Iris
Встроенная ИК-подсветка
10 светодиодов, эффективность до 25 м
Минимальная освещенность
0,005/0 лк (цвет / ч/б, со включенной ИК-подсветкой)
Видео
Видеостандарты
трансляция до трех потоков одновременно в форматах H.265 (HEVC), H.264, MJPEG
Разрешение
- 1-й поток: 2048×1536, 1920×1080, 1280×960, 1280×720, 704×576
- 2-й поток: 704×576, 640×480, 640×360, 352×288, 320×240, 320×192, 320×176
- 3-й поток: 1920×1080, 1280×720, 704×576, 640×480, 640×360, 320×240, 320×192, 320×176
Частота кадров
30 FPS во всех доступных разрешениях
Стандарт аудио
встроенный микрофон отсутствует
Битрейт видео
от 16 до 16000 Кбит/с
Сеть
Поддержка протоколов
IPv4/IPv6, TCP, UDP, RTP, RTSP, RTCP, HTTP, HTTPS, DNS, DDNS, DHCP, FTP, NTP, SMTP, SNMP, UPnP, SIP, PPPoE, 802.1q
Ethernet
10/100 Base-T, автоопределение, RJ-45
Поддержка ONVIF
есть, профиль S
Эксплуатационные характеристики
Интерфейсы
- LAN
- видеовыход BNC
- аудиовыход
- тревожные вход и выход
Локальное хранилище
карта памяти стандарта microSD емкостью до 64 ГБ
Питание
12 В постоянного тока/PoE (максимальное потребление 9,5 Вт)
Программное обеспечение
через Active X браузеры IE/Chrome/Safari, SmartStation
Уровень защиты от внешних воздействий
- IP67 (пыленепроницаемость, защита от дождя)
- встроенный детектор внешнего воздействия
Диапазон рабочих температур
от −30 до +60 °C
Габариты, масса
70×70×153 мм, 0,82 кг
Настройки, эксплуатация
Сенсор Sony IMX123, которым оснащена рассматриваемая камера, имеет 3.21 миллиона эффективных пикселей, изготовлен на основе технологии обратной засветки и позволяет задействовать аппаратную функцию расширения динамического диапазона путем многократного экспонирования одного кадра. Исходя из таких возможностей, матрица изначально рекомендовалась для использования в сфере видеонаблюдения.
Программное оснащение рассматриваемой камеры почти повторяет ПО двух изученных нами ранее камер Smartec, также входящих в серию Estima: Smartec STC-IPM3407A и Smartec STC-IPM3509A.
В составе прилагаемого к камере программного обеспечения имеется утилита с названием Smart Tools. С ее помощью мы уже проводили поиск камер Estima в локальной сети, а также производили их первоначальную настройку. Оказалось, что в случаях, когда не требуется особенный подход, этой утилиты будет достаточно, чтобы включить камеру в существующий комплекс видеонаблюдения.
Более тонкие настройки камеры хранятся в ее веб-браузере, доступ к которому лучше осуществлять с помощью браузера Internet Explorer (Microsoft Edge). Официально камера поддерживает и другие браузеры, однако работа в них может осложниться отсутствием поддержки ActiveX-компонентов камеры либо проблемами с их установкой. Что, в свою очередь, приведет к отсутствию видеопотока в окне просмотра и окнах настройки изображения и детектора движения.
Поскольку большинство настроек камеры практически копируют параметры изученных недавно аппаратов Estima, то мы не станем повторяться, а обратим внимание лишь на индивидуальные, уникальные особенности. Которые вызваны заметными различиями в конструкции, а также в использованной оптике и матрице.
Веб-интерфейс камеры поддерживает одновременное подключение до 10 пользователей. Главная страница содержит окно просмотра видеопотока и несколько инструментов для базовой настройки изображения: яркости, контраста, интенсивности цвета и других. Здесь же можно изменить фокусное расстояние (зум), сделать стоп-кадр, активировать запись вручную, приблизить выбранный регион. Выпадающий по нажатию правой кнопки мыши диалоговый список позволяет развернуть видеопоток во весь экран, изменить соотношение сторон, сделать стоп-кадр и активировать отображение технической информации о видеопотоке.
Доступные разрешения и частоты камеры приведены выше, в таблице характеристик. Отметим важную особенность рассматриваемой камеры: она не только способна транслировать картинку размером вплоть до 2048×1536 точек, но и делать это с частотой до 30 кадров в секунду независимо от количества пикселей, формирующих кадр. Более того — 30 кадров в секунду могут выдаваться камерой по каждому из трех одновременно транслируемых потоков. Налицо довольно мощный процессор, обрабатывающий такое количество информации.
Конструкция объектива рассматриваемой камеры содержит моторизованный зум, который позволяет изменить фокусное расстояние с 2,8 мм до 12 мм. То есть, четырехкратный. Сложность тут в том, что вместе с изменением фокусного расстояния изменяется и фокусировка объектива. Для автоматической постройки фокуса объектив также снабжен микроприводом, который может работать как в ручном, так и в автоматическом режимах. То же касается и диафрагмы, как важной составной части, влияющей на параметры экспозиции — диаметр отверстия можно изменить вручную нажатиями соответствующих кнопок в управляющем интерфейсе, либо оставить автоматическое изменение диафрагменного числа.
Скорость зуммирования невысока, но в видеонаблюдении обычно высокая и не требуется. А вот правильность и скорость работы автофокуса — параметр вполне значимый. Контрастный механизм автофокусировки основывается на постоянной оценке резкости границ объектов, находящихся в кадре, с приведением фокуса к оптимальному состоянию, чтобы кадр содержал как можно больше контрастных различий. Кстати, для получения такого состояния требуется оптимизировать еще и диаметр относительного отверстия объектива, чтобы увеличить глубину резко изображаемого пространства. Тут-то и пригождается автоматическое управление диафрагмой.
Взглянем, как наша камера справляется с зуммированием и насколько качественно работает ее механизм автоматической фокусировки.
Видим, что проблем с автофокусировкой камера вряд ли создаст. Оператору не придется вручную перенастраивать резкость после небольшого изменения фокусного расстояния — камера довольно быстро и очень точно измеряет контрастность сцены и приводит фокус в норму, работая заодно и диафрагменным числом.
Перейдем к детальному изучению некоторых важных аппаратных и программных функций аппарата, которые, в отличие от сетевых настроек, являются индивидуальными для каждой модели.
WDR — Wide Dynamic Range, Широкий Динамический Диапазон
Важнейшая в видеонаблюдении (впрочем, зачастую и в обычной видеосъемке) функция. Она позволяет получить сбалансированное по контрасту изображение, с тем, чтобы не допустить затемненных или пересвеченных участков в видеоизображении. Работа механизма осуществляется съемкой с двойным экспонированием на частоте 50 кадров в секунду, а полученные кадры суммируются программным обеспечением и записываются в видеопоток, имеющий частоту 25 кадров в секунду. В результате становится возможным разглядеть невидимые прежде детали, скрывавшиеся в тени.
Как видим, метод многократного экспонирования дает очень хорошие результаты: темные и светлые участки, до включения WDR представлявшие собой практически однородные затемненные или пересвеченные зоны, при включенном WDR превратились различимые отдельные объекты.
HLC — High Light Compensation, Компенсация Бликов Света
Похожим образом работает функция HLC, но уже в отношении пересвеченных участков изображения. Компенсация бликов позволяет «пригасить» слишком яркие объекты, появляющиеся в кадре. Пользу от такой возможности трудно переоценить: если компенсация бликов включена, то камере не страшна засветка от ярких фар автомобиля и прочих фронтальных источников света.
ROI — Region Of Interest, Регион Интереса
Эта функция имеется как в рассматриваемой камере, так и в двух из ранее изученных, принадлежащих к серии Estima: Smartec STC-IPM3407A и Smartec STC-IPM3509A. Редкая и оригинальная по исполнению, функция Регион Интереса позволяет серьезно экономить битрейт и место в хранилище, настроив высокую детализацию только для нужных зон кадра. На следующих сравнительных стоп-кадрах можно без труда определить зону, которая выбрана оператором в качестве зоны интереса — детализация объектов в этой маленькой зоне многократно превышает детализацию остальной площади кадра. Общий поток при этом составляет 512 кбит/с, что слишком мало для кодирования Full HD кадра с приличным качеством.
ROI выключен
ROI включен
Ещё один важный параметр, улучшающий качество картинки — шумоподавление. Регулировка уровня шума вынесена разработчиком на главную страничку веб-интерфейса: Noise Reduction level. С помощью ползунка разрешается регулировать степень снижения шума, доступен диапазон в условных единицах от 0 (шумоподавление выключено) до 100 (максимальный уровень шумоподавления).
Ниже приводятся участки стоп-кадров, взятые с камеры при недостаточной освещенности с выключенным шумоподавлением и с включенным на полную мощность.
Шумоподавление выключено
Шумоподавление включено, уровень макс.
По всей видимости, механизм шумоподавления в камере использует принцип сравнения яркости участков картинки по двум направлениям на площади одного кадра с последующим усреднением смежных областей. Тем не менее, эффективность такой шумодав дает очень неплохую, устраняя самые назойливые пиксели-вспышки.
Рассмотрим работу автоматики, которая переключает камеру из режима День в режим Ночь. Параметры, которые отвечают за пороговые значения освещенности, изменяются в соответствующей вкладке настроек изображения камеры. Но доверимся разработчику и оставим эти настройки по умолчанию, после чего произведем опыт — плавно изменяя освещенность, заставим камеру переключаться из одного режима в другой. Обратите внимание — в кадре находится люксметр, показания которого видны достаточно отчетливо.
Теперь сделаем вывод: заводские настройки выставлены так, что камера включает инфракрасную подсветку и убирает ИК-фильтр при освещенности менее одного люкса. То есть, почти в полной темноте. Возможно, для того, чтобы устранить излишний смаз движущихся объектов при съемке в полутьме, следует увеличить порог срабатывания автоматики, переключающей камеру в режим Ночь.
Обратный процесс — возвращение ИК-фильтра на место и выключение ИК-подсветки — на заводских настройках происходит уже при освещенности в 9 и более люкс. Время задержки до переключения из режима в режим выбирается здесь же, в настройках, варьируясь в пределах от 0 до 20 секунд. Это время дается камере «на раздумье», чтобы она не переключалась почем зря из режима Ночь в режим День всякий раз, когда увидит, например, вспышку зажигалки или свет автомобильных фар.
Инфракрасную подсветку камеры можно оценить как очень эффективную. Указанные в спецификациях 25 метров вполне соответствуют действительности, однако, если съемка будет вестись в полной темноте (что в реальности бывает крайне редко), то эффективность подсветки окажется еще выше.
Приведем два стоп-кадра, взятые с камеры в одно время (ночью) в режиме День с выключенной ИК-подсветкой и в режиме Ночь с включенной ИК-подсветкой. Крупные пластиковые цифры, расположенные в центре кадра, обозначают расстояние от камеры до цифр в метрах.
Режим День, ИК-подсветка выключена
Режим Ночь, ИК-подсветка включена
Сделаем небольшое признание: при получении стоп-кадра, сделанного в режиме День, нам пришлось чуть подрегулировать экспозицию, благо она поддается полной настройке. Если бы мы этого не сделали, то камера автоматически включила бы максимальное усиление. А это всегда приводит к слишком высокому количеству шума в кадре.
Нужно отметить, что поток ИК-излучения распределяется от центра к краям кадра неравномерно, основной поток направлен в центр. Это характерно для большинства камер со встроенной ИК-подсветкой. Впрочем, не только камер — то же самое можно сказать и об инфракрасных прожекторах. Вся разница лишь в интенсивности излучения.
Рассмотренные ранее настройки детекции движения по умолчанию и при наличии одной большой зоны размером почти во всю площадь кадра позволяют камере реагировать на движение, интенсивность которого выходит за установленные рамки. Камера одинаково успешно реагирует на перемещающиеся объекты как большого, так и малого размеров, записывая на карту памяти видеоролики с упреждением или без него, а также на NAS видеофайлы с нарушителем в главной роли. Следующий ролик составлен из видеофайлов, которые камера по тревоге записала в сетевое хранилище.
Пора вспомнить, что рассматриваемая камера имеет полную поддержку интерфейса ONVIF, что позволяет использовать аппарат в составе любых комплексов видеонаблюдения — как программных, так и программно-аппаратных. Пользуясь такой возможностью, мы без труда подсоединили аппарат к имеющемуся домашнему комплексу наблюдения, который работает на NAS Synology под управлением приложения Surveillance Station. После этого камера исправно посылала на удаленный сервер тревожные видеоролики в максимальном качестве.
Впрочем, лишняя нагрузка на слабенький домашний сервер не так уж и нужна, разве что для вещания видеопотока в облачный сервис Synology, не более. Если же требуется всего лишь копировать тревожные снимки или ролики, то камера справится со всем этим безо всякой внешней помощи. Включая даже запись роликов непосредственно в сетевое хранилище, доступное как по SAMBA, так и по более скоростному протоколу NFS.
Разрешающая способность, качество
Во время тестирования доступ к камере осуществлялся посредством браузера Internet Explorer. Включение камеры до момента, когда начинает отвечать ее веб-сервер, занимает 15–20 секунд — очень быстрый старт.
Измерение разрешающей способности производилось посредством съемки обычной тестовой таблицы — это самый наглядный и понятный каждому способ узнать истинное значение столь важного параметра. В результате измерений были получены более чем удовлетворительные результаты: разрешающая способность камеры достигает 1100 ТВ-линий при съемке с максимальным размером кадра 2048×1536 точек. Это очень неплохой результат для камеры наблюдения.
Оценка качества съемки при разных уровнях освещенности проводилась в специальном отъюстированном боксе, освещенность в котором регулируется цифровым диммером. Примерное соответствие уровней освещенности некоторым реальным условиям выглядит следующим образом:
- 700 люкс — солнечный день в тени здания/деревьев
- 260 люкс — солнечный день. Комната, выходящая окном на солнечную сторону
- 20 люкс — искусственное освещение, лампы накаливания 300 Вт в комнате 25 м²
- 5 люкс — искусственное освещение, лампы накаливания 60 Вт в комнате 25 м²
- 0 люкс — слабый единичный источник непостоянной яркости (свеча)
Важное примечание: наличие мерцания в некоторых сценах не является недостатком камеры. Это всего лишь результат работы ламп накаливания, которые расположены близко к тестируемой камере. В следующей таблице представлены участки стоп-кадров с разным уровнем освещенности. Полные стоп-кадры можно увидеть по щелчку мыши.
Напомним: съемка производилась с полностью автоматическими настройками камеры. Которые до последнего удерживают ее в режиме День, даже при критически низком уровне освещенности. Следовательно, для того, чтобы избежать сильного смаза движущихся объектов, пользователю придется откорректировать настройки, повысив порог освещенности, при котором камера должна убирать ИК-фильтр и включать ИК-светодиоды.
Из полученного в автоматическом режиме видео и взятых стоп-кадров следует, что камера в состоянии вести съемку с выдержкой, достаточной для получения резких кадров, вплоть до уровня освещенности 260 люкс. Дальнейшее снижение уровня освещенности приводит к увеличению времени экспозиции кадра, активации усиления. Что, в свою очередь, дает естественный смаз движущихся объектов.
Камера формирует видеопоток H.264 или H.265, кодируя его с битрейтом до 16000 Кбит/с. Выбор между постоянным и переменным битрейтами следует делать, исходя из пропускной способности канала связи. Качество сжатия сильно зависит от уровня битрейта: при его недостатке детали теряются, в кадре появляется характерная пикселизация. Следующие сравнительные кадры взяты из «традиционного» потока H.264, а прилагаемые ролики переупакованы в контейнер *.TS без перекодирования для большей совместимости с устройствами и программами просмотра.
Нужно также отметить, что и при 3-мегабитном потоке общее качество сжатия остается вполне удовлетворительным, достаточным для повседневного видеонаблюдения.
Видеопоток оригинального видео включает в себя ключевые I (Intra) кадры и разностные P (Predicted) кадры. Двунаправленные B-кадры (Bi-Predicted) в потоке отсутствуют.
Выбор кодека — H.264 или H.265 — целиком зависит от имеющихся потребностей и возможностей. Дело в том, что слабые компьютеры вряд ли будут способны воспроизвести записанное H.265 (HEVC) плавно, в то время как с H.264 (AVC) нынче справится любой не очень старый ПК. Также при выборе кодека нужно помнить, что более современный и эффективный H.265 поможет сэкономить место в хранилище и снизить нагрузку на сеть.
Выводы
Стойкий к атмосферным воздействиям корпус камеры с дополнительным металлическим кожухом позволяет установить ее в условиях, где ожидаются нещадные погодные явления: дождь, иней, снег. Бесперебойная работа устройства подтвердилась почти месяцем круглосуточной эксплуатации в условиях улицы.
Перечислим основные обнаруженные достоинства аппарата:
- высокая разрешающая способность
- моторизованный объектив 2,8—12 мм с автофокусом и автоматическим управлением диафрагмой
- беспрерывная трансляция до трех потоков одновременно с частотой до 30 кадров в секунду
- возможность кодирования в три разных кодека
- функция расширения динамического диапазона
- защищенная антивандальная конструкция
- эффективная инфракрасная подсветка
- поддержка ONVIF
- питание через Ethernet (PoE)
- функция Регион Интереса
- система шумоподавления
- поддержка прямой записи в NAS
Парадоксально, однако единственный значимый недостаток камеры, о котором имеет смысл упомянуть, является одновременно и ее достоинством: высокая чувствительность сенсора. Его эффективность становится еще выше за счет сверхусиления, которое включается автоматически при недостатке освещенности. Думается, здесь разработчик слегка переусердствовал, дав возможность автоматике камеры злоупотреблять усилением. Поэтому перед эксплуатацией камеры имеет смысл немного изменить параметры экспозиции, заданные разработчиком по умолчанию, слегка понизив верхний порог усиления. Пусть лучше камера заблаговременно переключится в ночной режим и использует эффективную инфракрасную подсветку, чем продолжит свои попытки сделать из ночи день.
