jueves, 2 de octubre de 2014

Protocolo de Internet IP, CCTV

Ventajas del protocolo de Internet (IP) 
Cámaras y compresión H.264 para la Seguridad y Video Vigilancia 
Por: Piero Bianco, Gerente de Negocios, Business Unit SPM 

Resumen: 

Esta nota de aplicación analiza el protocolo y ventajas de Internet (IP) de las cámaras en los sistemas de seguridad y video vigilancia y cámaras analógicas. 
A diferencia de sus predecesores, las cámaras IP son compatibles con imagenes de alta definición (HD) , almacenamiento local de datos, análisis de vídeo, y la funcionalidad de control remoto. 
La nota de aplicación también detalla los beneficios de utilizar la tecnología de compresión de vídeo H.264 para redes de cámaras IP.

Información general 

Las Cámaras IP utilizan el protocolo Internet (IP) para transmitir datos de audio y vídeo, junto con las señales de control, a través de enlaces de Ethernet en Sistemas de circuito cerrado de televisión (CCTV). 
Ofrecen numerosas ventajas sobre las cámaras de seguridad analógicas tradicionales, que normalmente transmiten una señal NTSC / PAL analógica por cable coaxial. 
A diferencia de las cámaras analógicas, las cámaras IP son compatibles con imágenes de alta definición (HD), análisis inteligentes, almacenamiento local de video, y el control remoto. 

La compresión de vídeo se realiza en la cámara IP junto con funciones analíticas, el cifrado de vídeo (para detener los piratas informáticos), y la encapsulación de datos de vídeo en paquetes Ethernet. 
El flujo de vídeo comprimido se envía normalmente a una grabadora híbrida de vídeo digital (DVR) o un grabador de vídeo en red (NVR) para el almacenamiento, la reproducción y la pantalla.
El uso de una red IP para la vigilancia de vídeo puede permitir que el personal de seguridad que se encuentra en lugares geográficamente remotos, pueda visualizar y controlar las cámaras de seguridad a través de campus o múltiples sitios utilizando comandos enviados a través de la red IP pan-tilt-zoom (PTZ). 

Diseños de cámara de baja potencia pueden alimentarse a través de Ethernet (PoE), sin fuentes de energía adicionales. 
Al utilizar el mismo cable para transmitir datos y alimentación, instalaciones PoE pueden reducir sustancialmente los costes de cableado. 
En algunos casos, las redes inalámbricas, como Wi-Fi ® pueden ser utilizados para reemplazar Ethernet, facilitando así la colocación de la cámara. 
Esto es especialmente cierto de las cámaras de seguridad del hogar donde el cableado Ethernet puede no estar fácilmente disponibles, y donde "cloud computing" aplicaciones DVR reemplazan DVRs físicas. 

Multistream H.264 y Motion-JPEG Compresión 

El estándar de compresión de vídeo H.264 proporciona aproximadamente el doble de la compresión de la norma anterior MPEG-4 para la misma calidad de vídeo.
Dentro del estándar H.264, el "alto" perfil define la calidad de vídeo más alta con la tasa de bits más baja, lo que es especialmente relevante para aplicaciones tales como seguridad de vídeo.
El logro de muy baja latencia (retardo) de codificación minimiza el tiempo de respuesta del personal de seguridad. 
Mientras tanto, la codificación de vídeo de alta definición permite a la cámara IP capturar los detalles tales como los rasgos faciales y placas de matrícula para la imagen de seguridad mejorada. 
Desde el ancho de banda puede ser limitada, los sistemas pueden requerir la capacidad de codificar / grabar un flujo de alta definición a través de una red de área local (LAN) mientras se difunde simultáneamente una alimentación baja resolución para la visualización remota a través de una red de área amplia (WAN). 

Mobicam3 720p H.264/M-JPEG IP camera reference design

Además de H.264, muchos sistemas de seguridad requieren la compatibilidad con los equipos existentes que no soportan H.264. 
El Motion-JPEG (M-JPEG) estándar puede proporcionar compatibilidad con versiones anteriores en dichos sistemas, así como la capacidad de tomar instantáneas sin pérdidas de alta resolución. 
En concreto, se admite la codificación simultánea de vídeo H.264 para la grabación de vídeo ininterrumpida durante la captura de imágenes fijas JPEG, que pueden ser impulsadas por eventos específicos. 

Analytics 

El Análisis de vídeo es el proceso de análisis de datos de vídeo y tomar decisiones basadas en ella. 
Software de analisis dentro de la cámara permite las acciones a tomar de inmediato basados ​​en eventos específicos y sin la necesidad de aportes de personal de seguridad. 
Por ejemplo, una alarma puede hacerse sonar si la cámara detecta que una persona ha cruzado a una zona segura. 
Las funciones analíticas incluyen la detección de movimiento, cableado , y el seguimiento de la imagen. 
Todas estas funciones tienen que ser configurables desde el software de gestión de la seguridad basada en PC mediante una interfaz gráfica de usuario (GUI) intuitiva. 

Software Linux ® Embedded y Redes 

Las Cámaras IP proporciona la capacidad para la transmisión de vídeo a varios clientes. 
Linux es una marca registrada de Linus Torvalds. 
UPnP es una marca registrada de certificación del Foro UPnP. 
Wi-Fi es una marca de certificación registrada de Wi-Fi Alliance Corporation.

RESOLUCION

Resolución: Visual frente Formato 

La resolución visual de una señal de vídeo o la pantalla, es la cantidad de detalle que se puede ver. 
Esto es diferente del formato de resolución de una señal o pantalla. Por ejemplo, en una aplicación de ordenador, una señal XGA tiene una resolución de formato de 1024 píxeles horizontales y 768 píxeles verticales (líneas), y es la resolución visual implícita. 
Sin embargo, si la señal o pantalla tiene cualquier tipo de limitacion puede degradar el rendimiento, y no sea posible ver realmente todos estos detalles

Resolución visual en los Sistemas de Televisión 

La Resolución visual en los sistemas de televisión se especifica con precisión en términos de un parámetro llamado "líneas de TV." Este parámetro se utiliza normalmente para indicar la resolución horizontal, pero la misma técnica se puede utilizar para la resolución vertical. Líneas de TV se determinan mediante la visualización de un patrón de prueba que consiste en alternar líneas blancas y negras que se colocan más cerca y más cerca. El par de líneas con el espacio más cercano que se pueden distinguir como líneas separadas determina la resolución. Las líneas que se pueden extrapolar a través de la pantalla para una anchura igual a la altura de la imagen, esto estas son las líneas de resolución. La figura muestra una imagen representativa para la determinación resolución.
Figure 4. Representative visual resolution test pattern.
Representacion del Patrón de prueba de la resolución visual

Resolución visual en Informática de Sistemas 

Los Formatos de resolución de la computadora normalmente se especifican por el número de píxeles visibles en las dimensiones horizontal y vertical. 
Por ejemplo, una señal del formato VGA tiene 640 píxeles visibles en la dirección horizontal y 480 píxeles visibles en la dirección vertical. 
Una señal de formato XGA tiene 1.024 píxeles visibles en la dirección horizontal y 768 píxeles visibles en la dirección vertical. 
En un sistema informático bien diseñado que se especifica para llegar a una resolución máxima formato dado, todo el procesamiento de señal sería diseñado de manera que la resolución visual sería al menos tan buena como la resolución de formato. 
Si cualquier circuito en la cadena no tiene el rendimiento requerido, la resolución visual será menor que la resolución de formato.

Señal de video Compuesta (Composite/CVBS Interface)

Interfaz compuesto / CVBS 

Las Señales de video compuestas (composite video ) es la interfaz de vídeo analógico más utilizada. 
Vídeo compuesto también se conoce como CVBS, que significa color, vídeo, borrado y sincronización, o señal de banda de vídeo compuesto
Combina la información de brillo (luminancia), la información de color (croma), y las señales de sincronización en un solo cable.
El conector es normalmente un conector RCA / BNC .
Este es el mismo conector que se utiliza para las conexiones de audio / video de nivel de línea estándar. 
Una forma de onda típica de una señal de vídeo compuesto NTSC todo blanco se muestra en la siguiente figura
Figure 6. Composite video waveform: color bars.
Forma de onda de vídeo compuesto: barras de color.

La amplitud de la modulación es proporcional a la cantidad de color (o la saturación), y la información de fase indica el tinte (o tonalidad) del color. La porción de borrado horizontal contiene el pulso de sincronismo horizontal (pulso de sincronismo), así como la referencia de color (ráfaga de color) situado justo después del flanco de subida del pulso de sincronización (llamado el "patio trasero"). Es importante señalar aquí que la porción de borrado horizontal de la señal se posiciona en el tiempo de tal manera que no es visible en la pantalla de visualización.