Перейти к основному содержимому

Камеры

Классификация видеокамер​

Видеокамеры за время своего существования прошли значительную эволюцию. Их можно разделить на несколько категорий в зависимости от технологии и сферы применения:

  1. Аналоговые камеры (устаревшие технологии):
    • Камеры видеонаблюдения: Эти камеры используются в системах видеонаблюдения и передают аналоговый видеосигнал CVBS (Composite Video Baseband Signal) по коаксиальным кабелям. Сигнал имеет фиксированное разрешение, обычно 480i или 576i, и передается с использованием стандартов PAL, NTSC. Ограничения включают низкое качество изображения и чувствительность к электромагнитным помехам. Часто такие камеры делались черно-белыми.
    • Бытовые VHS и Video8 камеры: Ранние бытовые видеокамеры, записывающие изображение на магнитную ленту. Эти устройства стали массовыми в 80-90-х годах, поддерживали разрешение до 240-300 линий ТВЧ и использовали аналоговые форматы записи.
  2. Переход к цифровым форматам:
    • DV (Digital Video): Формат, появившийся в середине 1990-х годов, использует цифровую запись на магнитную ленту MiniDV. DV обеспечивал значительно лучшее качество изображения (разрешение до 720x576 для PAL и 720x480 для NTSC) благодаря компрессии с использованием кодека DV (25 мбит/с). Такие камеры подключались к компьютеру через интерфейс FireWire, через который можно было записать видео в цифровом виде в файл и посмотреть на экране.
    • Digital8: Аналог DV, но использующий ленты формата Hi8. Эти камеры позволяли владельцам аналоговых кассет перейти на цифровую запись.
  3. Современные цифровые камеры:
    • Камкордеры: Компактные устройства для записи видео и аудио на носители (от Camera + Recorder). Обычно поддерживают разрешение до 4K и используют кодеки H.264, H.265 или AV1 для сжатия видео. Имеют интерфейс HDMI для подключения к телевизору, иногда имеют аналоговый выход CVBS и вход для микрофона.
    • Профессиональные телевизионные камеры: Используются для трансляций и записи телепрограмм. Они поддерживают интерфейсы SDI (Serial Digital Interface) для передачи несжатого видео, а также поддерживают разрешение 4K, 8K.
  4. Сетевые камеры (IP камеры):
    • IP-камеры: Передают видео в цифровом формате по сети Ethernet с использованием протоколов RTP/RTSP, HTTP, управляются обычно по протоколам VISCA, Pelco или ONVIF. Некоторые модели поддерживают POE (Power over Ethernet) для питания по тому же кабелю.
    • PTZ** (Pan-Tilt-Zoom) камеры**: Сетевые камеры с функциями поворота, наклона и увеличения изображения, которые можно управлять удаленно. Они оснащены интерфейсами Ethernet и часто поддерживают протоколы для управления, такие как Pelco-D или VISCA.
  5. Охранные камеры TVI/CVI/AHD:
    • TVI (Transport Video Interface): Этот формат позволяет передавать видеосигнал высокой четкости (HD) по коаксиальным кабелям на расстояние до 500 метров без значительных потерь качества. Камеры поддерживают разрешение до 1080p и выше, сохраняя совместимость с аналоговыми системами.
    • CVI (Composite Video Interface): Формат, аналогичный TVI, но разработанный компанией Dahua. Он обеспечивает стабильную передачу HD и Full HD видео через коаксиальные кабели.
    • AHD (Analog High Definition): Еще один формат HD-видео для аналоговых систем, совместимый с традиционными аналоговыми камерами и регистраторами. AHD позволяет передавать сигнал с разрешением до 4K.
  6. Трансляционные камеры:
    • Телевизионные трансляционные камеры: Эти камеры предназначены для съемок в прямом эфире. Они обеспечивают высочайшее качество изображения, поддерживают стандарты вплоть до 12G-SDI, современные камеры также могут поддерживать NDI (Network Device Interface) для интеграции с инфраструктурой видеопроизводства, построенной на базе IP.
    • Кинокамеры: Используют форматы RAW и ProRes для записи. Поддерживают широкий динамический диапазон (HDR) и разрешения до 8K.

Принцип действия современных видеокамер​

Современные видеокамеры используют сложные технологии для записи и передачи изображения. Рассмотрим основные категории:

  1. Камкордеры:
    • Изображение фиксируется CMOS- или CCD-датчиком, который преобразует свет в электрический сигнал. CMOS-матрицы доминируют на рынке благодаря низкому энергопотреблению и высокой скорости считывания.
    • Сигнал проходит через процессор обработки изображения (ISP), где выполняется демозаика, баланс белого, коррекция экспозиции и шумоподавление.
    • Видео кодируется в форматы, такие как MP4 или AVCHD, и сохраняется на носитель через интерфейсы USB, HDMI или SD-карты.
  2. Телевизионные камеры:
    • Они оснащены крупными матрицами, такими как Super 35 или Full Frame, что повышает качество изображения и снижает уровень шума при слабом освещении.
    • Поддерживают сменные объективы с управлением через интерфейсы Canon EF, PL или B4.
    • Видео передается по интерфейсам SDI (3G-SDI, 6G-SDI, 12G-SDI) или через IP-сети с использованием протоколов SMPTE ST 2110.
  3. Сетевые PTZ-камеры:

    • Используют механические приводы для управления поворотом, наклоном и увеличением, что позволяет охватить большие зоны наблюдения.

    • Поддерживают потоковое вещание с использованием протоколов RTSP (Real-Time Streaming Protocol), SRT (Secure Reliable Transport), NDI (Network Device Interface), RTP и HTTP. Эти протоколы обеспечивают гибкость в интеграции с различными системами.

    • Управление камерами возможно через сеть с использованием протоколов ONVIF (Open Network Video Interface Forum), VISCA (Video System Control Architecture), Pelco-D, а также через интерфейсы NDI для управления и стриминга.

    • Поддерживают локальное управление через физические интерфейсы RS-232 и RS-485.

    • Некоторые модели оснащены функциями искусственного интеллекта, такими как распознавание лиц, автоматическое отслеживание объектов или определение движения. Правда, встроенные алгоритмы отслеживания человека в кадре, как правило, плохо подходят для съемки.

      ::: info Подробнее про PTZ камеры

      :::