Журнал о разной технике

Рaнee мы знaкoмились с трeмя кaмeрaми прoизвoдствa Smartec: Smartec STC-IPM3681/1, Smartec STC-IPM5591/1 и Smartec STC-IPM3407A Estima. Рaссмaтривaeмaя сeгoдня oчeрeднaя IP-кaмeрa брeндa Smartec — STC-IPM3509A Estima — нaвeрнoe, сaмый «прoдвинутый» aппaрaт срeди всex рaнee изучeнныx. Oн вxoдит в сeрию Estima, кoтoрaя oтличaeтся ширoкoй функциoнaльнoстью прoгрaммнoгo oбeспeчeния и вoзмoжнoстью кoдирoвaния видeoпoтoкa в три рaзныx кoдeкa. Купoльнoe испoлнeниe кaмeры пoзвoляeт зaкрeпить ee нa пoтoлкe, a вaндaлoзaщищeнный мeтaлличeский кoрпус aппaрaтa имeeт зaщиту от пыли, дождя и подразумевает работу в широком температурном диапазоне.

Конструкция, технические характеристики

В упаковке вместе с камерой находятся аксессуары, необходимые для ее монтажа:

• две шестигранных отверток-звездочек разного диаметра для фиксации болтовых соединений
• крепежный набор дюбелей и шурупов
• кабель с коннекторами: тревожные вход/выход, выход аудио, вход постоянного тока, LAN с PoE
• втулка-переходник для герметизации контактных соединений
• CD-диск с ПО и руководство пользователя

Корпус аппарата изготовлен из металлического немагнитного сплава с прочным лакокрасочным покрытием, которое нанесено методом напыления. Три составные части — основание, оболочка (кожух) и прозрачный купол — плотно стягиваются болтами, силиконовые прокладки обеспечивают герметичность соединений.

Монтаж аппарата может производиться на вертикальные или горизонтальные поверхности.

При этом камера, находясь в полностью собранном состоянии, крепится к заранее привинченной металлической площадке и фиксируется в таком положении боковой болтом-шпилькой.

При необходимости монтаж камеры на стену можно осуществить с помощью специального кронштейна STB-C72, который приобретается отдельно.

Трехосевое шарнирное крепление модуля камеры позволяет повернуть и наклонить оптико-электронный шаровый блок в широком диапазоне направлений и углов, это дает возможность монтажа на любых поверхностях.

Три мощных инфракрасных светодиода с датчиком освещенности окружают объектив, который защищен блендой из мягкого пористого материала. Такая защита требуется для того, чтобы снизить риск попадания излучения ИК-диодов в объектив камеры — бленда плотно прижимается к прозрачной полусфере.

Слот карты памяти находится в нижней части шарового блока, который соединен гибким достаточно длинным многожильным кабелем с отдельной платой, имеющей все необходимые коннекторы.

Прилагаемый кабель содержит следующие внешние разъемы:

• тревожные вход/выход
• выход аудио
• вход постоянного тока
• LAN с питанием (PoE)

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 радиатора.

Основные технические характеристики устройства представлены в следующей таблице, а также на страничке продукта:

Камера

Датчик изображения

CMOS Sony IMX290 ½,8″ 2 Мп

Объектив

Моторизованный с АРД f=2,8—12 мм

Диафрагма

F1,4 P-Iris

Встроенная ИК-подсветка

3 светодиода, эффективность до 30 м

Минимальная освещенность

цветной режим: 0,002 лк (F1,2)
ч/б режим (ИК-подсветка включена): лк

Видео

Видеостандарты

Трансляция до трех потоков одновременно в форматах H.265 (HEVC), H.264, MJPEG

Разрешение

• 1-й поток: 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: G711, AAC

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

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 7,5 Вт

Программное обеспечение

через ActiveX браузеры IE/Chrome/Safari, SmartStation

Уровень защиты от внешних воздействий

• IP66 (пыленепроницаемость, защита от дождя)
• вандалозащищенность IK10
• встроенный детектор внешнего воздействия

Диапазон рабочих температур

от −30 до +60 °C

Габариты, масса

143×107,4 мм, 1,1 кг

Настройки, эксплуатация

Камера получает изображение с помощью сенсора производства Sony из серии Sony IMX290. Этот тип высокочувствительных матриц, поддерживающих съемку с расширенным динамическим диапазоном, был разработан для промышленного применения, в основном для камер видеонаблюдения.

Среди прилагаемого к камере программного обеспечения имеется удобная утилита с названием Smart Tools. Она позволяет не только отыскать в локальной сети нужную камеру, но и изменить ее IP адрес и даже базовые настройки.

Не исключено, что такая функциональность скромной на вид утилиты позволит обойтись без запуска браузера и входа в подробные — полные — настройки камеры. Однако эти настройки фактически повторяют изученные недавно параметры камеры той же серии Estima — Smartec STC-IPM3407A. Впрочем, некоторые параметры необходимо изучить отдельно, поскольку аппаратная начинка камер неодинакова.

Заниматься настройкой камеры рекомендуется в браузере 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. Это приведет к отсутствию видеопотока в окне просмотра и окнах настройки изображения и детектора движения.

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, включить/отключить звук, поступающий со встроенного в камеру микрофона, 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.

Мы уже говорили, что системные настройки аппарата идентичны изученным ранее параметрам камеры Smartec STC-IPM3407A, поскольку рассматриваемое устройство принадлежит к той же категории с названием Estima. Здесь, как и в упомянутой камере, эти настройки разбиты на два главных раздела, основные и дополнительные.

Доступные разрешения и частоты в сравниваемых камерах абсолютно одинаковы, существует лишь одно чувствительное отличие аппаратного рода: оптическая система. Конструкция объектива рассматриваемой камеры содержит моторизованный зум, который позволяет изменить фокусное расстояние с 2,8 мм до 12 мм. То есть, в четыре раза. Вместе с изменением фокусного расстояния изменяется фокусировка объектива, для этого механизм фокусировки также снабжен приводом и может работать в ручном либо автоматическом режимах. То же касается и диафрагмы, как важной составной части, влияющей на параметры экспозиции — диаметр отверстия можно изменить как вручную нажатиями соответствующих кнопок в управляющем интерфейсе, так и оставить изменение диафрагменного числа на совести автоматики.

Скорость зуммирования нельзя назвать высокой, но ведь это и не камера для репортажной видеосъемки. Важно другое: правильность работы автофокуса. 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.

Очень недурно для камеры наблюдения, лишь отчасти допускающей наличие моторизованного зума с автофокусом. После того, как зум выведен на максимум (около x4), в течение секунды производится оценка контрастности объектов с последующей недолгой перефокусировкой, когда фокус словно бы «дышит». Это не является недостатком — примерно так работает автофокус подавляющего большинства любительских фотокамер.

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

Эта функция 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.

WDR выключен
WDR включен

Как видим, метод многократного экспонирования дает очень хорошие результаты: темные участки, до включения WDR представлявшие собой темные однородные зоны, при включенном WDR разделились на единичные объекты, которые теперь можно идентифицировать.

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 уникальная функция позволяет серьезно сэкономить 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

Коснемся такой важной темы, как шумоподавление. В настройках изображения камеры мы не видели подобных параметров. Но ведь это не означает, что механизм шумоподавления в камере отсутствует. Любой гаджет, снимающий видео, обязательно должен иметь «шумодав», поскольку в съемке при недостаточном уровне освещенности приходится задействовать усиление. Которое, в свою очередь, приводит к появлению цветного шума в кадре. А с ним надо бороться.

Так и есть: 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, максимальный уровень

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.

Настройки звука позволяют активировать систему шумоподавления и выбрать один из трех кодеков для формирования аудиопотока:

Пора рассмотреть особенности работы автоматики, переключающей камеру из режима День в режим Ночь. Параметры, которые отвечают за пороговые значения освещенности, изменяются в соответствующей вкладке настроек изображения камеры. Но стоит довериться разработчику и оставить все эти настройки по умолчанию, произведя несложное наблюдение — плавно изменяя освещенность, заставим камеру переключаться из одного режима в другой. При этом в кадре имеется довольно точный люксметр, показания которого видны достаточно отчетливо.

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 4 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 высокоэффективную. Указанные в паспорте 30 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

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 чутко реагировать на движение, интенсивность которого выходит за установленные рамки. Камера одинаково чутко реагирует на перемещающиеся объекты как большого, так и малого размеров, записывая на карту памяти видеоролики с упреждением либо отправляя на NAS видеофайлы с нарушителем в главной роли. Следующий ролик составлен из видеофайлов, которые камера по тревоге записала в сетевое хранилище.

В заключение настроечной главы стоит упомянуть о наличии в камере полноценной поддержки 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 скромный домашний сервер была вовсе не так уж и необходима. Ведь камера умеет самостоятельно записывать видеоролики в указанную сетевую папку. Чем мы в основном и пользовались во время тестирования.

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 1000 ТВ-линий при съемке с максимальным размером кадра 1920×1080.

Это очень неплохой результат для Full HD-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.

Впрочем, справедливости ради отметим, что и при 3-мегабитном потоке общее качество сжатия остается вполне удовлетворительным.

Видеопоток оригинального видео включает в себя ключевые I-кадры (Intra) и разностные P-кадры (Predicted). 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

Прочный, стойкий к атмосферным воздействиям, металлический корпус камеры позволяет установить ее в условиях, где возможна агрессия вандалов или влияние погодных ненастий: осадков, жары, морозов. Надежная и бесперебойная работа устройства была проверена несколькими неделями 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
• запись звука
• поддержка ONVIF
• питание через Ethernet (PoE)
• функция Регион Интереса
• система шумоподавления
• поддержка прямой записи в NAS

Ввиду долгого тестирования в суровых — без преувеличений — условиях, корпус и прозрачный купол камеры зачастую оказывались покрыты осадками, а иногда и снегом либо инеем (особенно под конец эксплуатации). Однако эти погодные коллизии почти не мешали получать четкое видео и стоп-кадры по любой мало-мальски значимой «тревоге». Единственный нюанс, о котором стоит упомянуть, мы уже описывали в недавнем обзоре камеры STC-IPM3407A — речь о риске получения засветки в объективе камеры при ее эксплуатации в полной темноте. Напомним: если объектив направлен на ничем не освещаемый участок большой площади (либо не имеющий объектов, которые могли бы дать достаточное отражение), то сверхчувствительный сенсор камеры при помощи мощного автоматически поднятого усиления может уловить «гуляющее» в толще защитного стекла купола инфракрасное излучение.

Однако вероятность этого крайне низка, так как, во-первых, видеонаблюдение в подавляющем большинстве случаев ведется в городских условиях, где даже небосвод всегда освещен достаточно ярко тысячами уличных фонарей. Не говоря уже о территориях, которые требуется контролировать.