Сравнительное тестирование мультимегапиксельных аналоговых и IP-камер

В последние годы видеонаблюдение продолжило развитие, как в дальнейшем увеличении разрешения камер, так и в части интеграции сложной, высокоинтеллектуальной аналитики, включающей сложные решения. Уже анонсируются IP-камеры с разрешением вплоть до 8K, и это, разумеется, не предел.

Но, кроме того, в последние годы произошел и другой интересный прорыв. До этого аналоговые камеры уступили свои лидирующие позиции IP-решениям за счет большего в последних разрешения при сравнимой чувствительности. После этого аналоговые модели стали применяться в большинстве случаев лишь за счет своей низкой стоимости и привычного формата передачи данных, не требующего никаких изменений. Таким образом, сфера их применения была серьезно ограничена. Однако, с появлением форматов AHD, HD-TVI, HD-CVI, множество компаний выставило на рынок свои обновленные аналоговые камеры. Если изначально это были просто мегапиксельные устройства, то сейчас уже присутствуют и 4K модели. Таким образом, позиция аналоговых видеокамер в умах инсталляторов вновь поменялась.

Сейчас аналоговые камеры позиционируются как дешевые, легко устанавливаемые устройства, при этом не уступающие в ТТХ IP-моделям. Есть мнение, что аналоговые камеры монтировать проще чем цифровые, и что их установка не требует особых знаний или инструментов. Еще в эпоху развития IP-видеонаблюдения, когда разрешение видеокамер достигало формата 960H, основная разница между аналоговыми и IP-камерами заключалась в том, что в первых использовался CCD-сенсор, в то время как в последних CMOS-сенсор. Сейчас же в обоих типах камер применяются CMOS-сенсоры.

В качестве преимуществ IP-решений описывается опять-таки простота монтажа камер, вследствие отсутствия необходимости тянуть негибкий кабель к каждой камере от видеорегистратора, и возможность встраивания видеоаналитики в ПО самих моделей. Возможности встроенных детекторов поистине широки, уже присутствует подсчет посетителей, обнаружение пересечения линий, распознавание автономеров, детекция лиц. Однако, зачастую инсталлятор предпочитает устанавливать специализированное оборудование для этих целей. Поэтому с покупкой сервера появляется возможность использовать для сложных аналитических задач и аналоговые видеокамеры.

Кроме того заявленная дальность использования Ethernet-кабеля без специальных устройств для IP-камер составляет 100 м, в то время как дальность использования коаксиального кабеля для аналоговых камер - 500 м. Однако, считается, что аналоговые камеры менее помехоустойчивы, чем IP, и поэтому их эксплуатация в реальных условиях на большой длине провода не столь эффективна.

Как видно, существует множество мнений по поводу аналогового и IP-видеонаблюдения, зачастую противоречивых. Причем эти мнения часто основаны на опыте прошлого использования обоих типов моделей, а возможно и на описании с сайта производителей или торговых домов. Учитывая продолжающееся бурное развитие обоих направлений видеонаблюдения сложно говорить уже и о теоретическом сравнении ТТХ моделей.

Что тестируем

Таким образом, чтобы сделать срез рынка видеонаблюдения на текущий момент, мы решили провести сравнение важных для пользователя базовых характеристик моделей, а именно: максимального реального разрешения обоих типов камер и их битрейта. Кроме того проведем анализ помехозащищенности проводов обоих типов на 100 м кабеле. Чтобы получить наиболее адекватную информацию мы постарались собрать на тест бренды, которые смогли предоставить одновременно аналоговую и IP-камеру с максимально близкими характеристиками.

Что нам предоставили на тест

В результате в лаборатории оказались следующие образцы аналоговых камер:

  • Bolid VCG-123
  • Microdigital MDC-AH3290FSL
  • QTECH QVC-AC-202 (3.6)
  • Dahua DH-HAC-HFW1220SLP-0360B-S3
  • O’ZERO AC-D21 (2,8 - 12)

И следующие образцы IP-камер:

  • Bolid VCI-123
  • Microdigital MDC-L3290FSL
  • QTECH QVC-IPC-202V (2.8)
  • Dahua DH-IPC-HFW1220SP-0360B
  • VI-IPC32VM4 V.2

А в качестве видеорегистратора вместе со всеми камерами будет использоваться только одно устройство. Предоставленный компанией «НВП Болид» видеорегистратор Bolid RGG-0412 позволяет подключить одновременно мегапиксельные аналоговые и IP-камеры и может осуществлять запись при разрешении аналоговых каналов до 1080p, что нам и необходимо. Производитель отмечает, что видеорегистратор предназначен для работы в составе комплекса видеонаблюдения и обеспечивает непрерывное отображение, запись, хранение и воспроизведение видеоизображения, полученного с видеокамер.

Таблица 1 Характеристики видеорегистратора

ХарактеристикаЗначение
Количество потоков записи4 канала
Максимальное количество IP каналов6 каналов
Формат сигналаHDCVI/HDTVI/AHD/CVBS/IP
Максимальное разрешение аналогового сигнала1080P
Максимальное разрешение IP-камеры5 Мпкс
Аудиоканалы1 канал вход, 1 канал выход, RCA
Сжатие видеосигналаH.264/MJPEG
Скорость записиОсновной поток: 1080P(1~15к/с)1080N/(1~25/30к/с)
Скорость записиаДоп. поток: D1/CIF/QCIF(1~15 к/с)
Функция поискаПо дате/времени, событиям тревоги, событиям обнаружения движения и точный поиск (до секунды), Smart поиск
Резервное копированиеUSB-накопитель/Сеть
Максимальное количество пользователей128 пользователей
Подключение жесткого диска1 SATA порт, не более 6 Tб
Число USB-портов2 порта
Число портов RS-4851 порт, для PTZ управления
Стоимость, руб8500

Как станем это измерять?

Все измерения будем проводить по нашим стандартным методикам — разрешение по специальным тестовым таблицам при освещенности 500 лк. Битрейт будем определять по минимальной величине на видео, снятом в формате H264, имеющем одинаковое разрешение для всех камер при одинаковых условиях.

Единственный специализированный тест будет заключаться в измерении сигнала в жестких условиях. Будем использовать связку из 100 м кабелей: коаксиального, Ethernet и силового 220 В. Эту конструкцию будем раскладывать в длину и воздействовать на провода сильным магнитным полем и потребителем с сильной индуктивностью по цепи питания. Также имитируем «земляную петлю» - известную среди инсталляторов проблему, связанную с тем, что корпуса камеры и видеорегистратора «заземляются» через паразитное сопротивление.

Bolid VCG-123

Предоставлена компанией ЗАО НВП «Болид»

Показывает хороший среди аналоговых камер результат по разрешению - 1551 линия. Входит в число лидеров по стабильности разрешения при воздействии помехи на 100-метровый кабель (падение до 30%). Входит в число лидеров по эффективности кодирования видеосигнала со значением 1345 кбит/с.

Цветная видеокамера, по словам производителя, предназначена для работы в составе комплекса видеонаблюдения и непрерывной трансляции видеоизображения с охраняемой зоны на системы отображения, записи, хранения и воспроизведения видеоизображения. В камере использован 1/2,7” КМОП сенсор, с разрешением видеоизображения 1920×1080 пикселей и частотой кадров 1080p (1~25 к/с), 720p (1~25/50 к/с). В модели использован 3,6 мм фиксированный объектив. Поддерживаемые форматы записи HDCVI, HDTVI, AHD, CVBS. В камере заявлена ИК-подсветка с дальностью до 30 м. Заявлена компенсация фоновой засветки DWDR. В камере реализовано мультиязычное OSD меню. Заявлена эксплуатация камеры от -50°C до +60°C со степенью защиты оболочки IP67.

Bolid VCI-123

Предоставлена компанией ЗАО НВП «Болид»

Камера обладает наилучшим разрешением 1728 линий в тесте, как среди аналоговых, так и среди IP-камер. Входит в число лидеров по эффективности кодирования, показывая минимальный битрейт 1647 кбит/с.

Цветная видеокамера изготовлена с применением 1/2,7” КМОП сенсор. В камере обеспечивается сжатие видеосигнала H.264/MJPEG с возможностью передачи основного видеопотока 1080P (1~25/30 к/с) и дополнительного потока D1 (1~20 к/с). В модели использован 3,6 мм фиксированный объектив. В камере заявлена ИК-подсветка с дальностью до 30 м. Заявлена компенсация фоновой засветки BLC/HLC/DWDR. В модели реализован веб-интерфейс, позволяющий осуществлять просмотр и настройку через браузер, с максимальным количеством пользователей до 20. Заявлена поддержка ONVIF и CGI. Заявлена эксплуатация камеры от -40°C до +60°C со степенью защиты оболочки IP67.

Dahua DH-IPC-HFW1230SP-0280B

Предоставлена компанией IPera (Айпера)

Входит в число лидеров по максимальному разрешению среди IP-камер со значением 1619 линий.

IP-видеокамера оснащена CMOS-матрицей 1/2.7” с разрешением 2 МПкс и скоростью видеотрансляции 25 к/с. Камера оснащена фиксированным объективом с фокусным расстоянием 2.8 мм и ИК подсветкой с 18 светодиодами и заявленной дальностью до 30 метров. Производитель заявляет функции BLC и HLC, DWDR. Камера поддерживает сжатие видео в форматах H.265+, H.265, H.264+, H.264 с возможностью передачи 2-х потоков. Отмечается, что корпус имеет класс защиты IP67 и обеспечивает работу камеры в температурном диапазоне от -30°C до +60°C.

Dahua DH-HAC-HFW1220SP-0280B

Предоставлена компанией IPera (Айпера)

Обладает разрешением в 1545 линий и 1022 линий при отсутствии и воздействии помех, соответственно. Падение разрешения при этом достигает 34%. Показывает одно из наилучших значений битрейта, равное 1313 кбит/с, всего на 1 кбит/с отстающее от лидера. Что в

условиях реальных испытаний вполне может быть списано на погрешность измерений.

Видеокамера построена на основе 1/2.9" 2Мпкс Sony Exmor CMOS и поддерживает 4 формата кодирования (CVI/TVI/AHD/960h). Камера оборудована фиксированным 2.8 мм объективом и встроенной SMART IR ИК-подсветкой, с заявленной дальностью до 30 м. Заявленное отношение S/N: 65 dB. Камера поддерживает функции DWDR, 3DNR, OSD меню. Заявлена степень защиты корпуса IP67 и температура эксплуатации -40°…+60°C.

Microdigital MDC-L3290FSL

Предоставлена компанией "MICRODIGITAL"

Камера показала горизонтальное разрешение 1531 линии, при этом заняла лидирующую позицию по эффективности кодирования сигнала среди IP-камер, показав значение 1428 кбит/с, практически равное среднему значению битрейта аналоговых камер — 1433 кбит/с.

IP-камера реализована в миниатюрном корпусе и предназначена для использования внутри помещений. В камере применен 1/2.8"2 Мпикс сенсор Starvis Sony и фиксированный 4.0 мм объектив. Устройство имеет скорость передачи 25 к/сек при разрешении 1920х1080 пикс. В камере заявлен Расширенный динамический диапазон WDR. Камера поддерживает сжатие видео MJPEG, H.264, два независимых потока одновременно. Заявлен слот для microSD карты до 32 Гб.

Microdigital MDC-AH3290FSL

Предоставлена компанией "MICRODIGITAL"

Камера обладает наилучшим разрешением среди других AHD-моделей и при этом одним из самых высоких значений в тесте 1683 линии. Разрешение при воздействии помех также оказалось наибольшим — 1284 линии. При этом стабильность разрешения при использовании 100-метрового кабеля также оказалась самой лучшей, ухудшение при воздействии помех достигало 22%.

Камера имеет миниатюрный корпус. Заявлено управление по коаксиальному кабелю. В камере применен 1/2.8" 2 Мпикс сенсор Starvis Sony и фиксированный 3.6 мм объектив с возможностью настройки фокусировки Устройство поддерживает форматы видеосигнала AHD (1080p) / CVBS (960H). В камере заявлен расширенный динамический диапазон DWDR, компенсация задней засветки BLC, автоматическая регулировка усиления AGC, электронное увеличение чувствительности DSS, анти-туман DE-FOG. Встроенное функциональное меню OSD.

QTECH QVC-AC-202 (3.6)

Предоставлена компанией IPera (Айпера)

Входит в число лидеров по разрешению со значением в 1575 линий. Камера также сохраняет одну из лидирующих позиций по разрешению при воздействии помех на 100-метровом кабеле. Измеренное значение равняется 1129 линиям. Падение разрешения при воздействии до 28% относительно максимального значения тоже является одним из лучших в тесте.

Видеокамера имеет купольный пластиковый корпус. В модели использован 1/2.7" 2 Mпкс CMOS сенсор и фиксированный 3,6мм объектив. В модели заявлена ИК-подсветка с дальностью до 20м. В модели заявлена поддержка форматов HDTVI, AHD, HDCVI, PAL 960H. Заявлены функции DWDR, 2DNR,OSD меню, SMART IR.

QTECH QVC-IPC-202V (2.8)

Предоставлена компанией IPera (Айпера)

Занимает второе место по разрешению среди IP-камер и третье место среди камер обоих типов со значением 1640 линий. Является лидером по эффективности кодирования сигнала, среди IP-камер, имея битрейт 1412 кбит/с.

Видеокамера имеет купольный антивандальный корпус. В модели использован 1/2,9" 2 Мпкс Sony Exmor CMOS сенсор и фиксированный 2,8 мм объектив. Скорость трансляции видео при разрешении 1080P достигает 25к/c. В модели заявлена ИК-подсветка с дальностью до 20м. В модели заявлены форматы кодирования H.265+, H.265, H.264+, H.264, MJPEG. Заявлены поддержки функций видеоаналитики, ROI, DWDR, 3DNR, ONVIF, P2P. В модели заявлен рабочий диапазон температур -40 -+60С и степень защиты IP67.

O’Zero AC-D21 (2.8-12)

Предоставлена компанией RVI Group

В результате теста измеренное значение разрешения составило 1508 линий. Камера оказалась лидером по стабильности величины разрешения при воздействии помех на 100-м кабеле с падением значения до 22%. Камера оказалась лидером и в абсолютном разрешении при воздействии помех 1152 линии. Лидер по минимальному битрейту среди всех камер — 1312 кбит/с.

Купольная HD камера реализована на базе 1/2.7” КМОП сенсора. Модель имеет разрешение 2 Мпкс и вариофокальный объектив с фокусным расстоянием 2.8-12 мм. В камере заявлены форматы AHD, TVI, CVI, PAL. Данная модель оснащена ИК-подсветкой дальностью до 30 метров и поддержкой Smart IR. Модель, по словам производителя, может применяться при рабочих температурах -40...+60°С и имеет класс защиты IP66.

RVI -IPC32VM4 V.2

Предоставлена компанией RVI Group

Показывает хорошее значения разрешения в 1581 линию, превышающее результаты почти всех аналоговых камер.

В основе модели лежит 1/2.8” КМОП 2-мегапиксельный сенсор, который позволяет формировать видеопоток с максимальным разрешением и скоростью трансляции 50 к/с. Также, производитель отмечает, что особенностью данной модели является наличие моторизированного объектива 2.7-12 мм с автофокусом. Поддерживаются форматы сжатия видео H.265+, H.265, H.264+, H.264. В камере заявлены тревожный вход, тревожный выход, аудиовход и выход, а также различные функции видеоаналитики. В модели заявлена функция расширенного динамического диапазона (WDR) до 120 дБ, функции BLC, HLC и Smart IR ИК-подсветка с дальностью до 50 м. Производитель отмечает, что видеокамера обладает степенью защиты оболочки IP67, антивандальным исполнением (IK10) и способна работать в диапазоне температур от -50 до +60°С.

Результаты испытаний

Таблица 2 Характеристики камер

КамераТипСенсорОбъектив, ммИК-подсветка, мПитаниеСтоимость, руб
Bolid VCG-123AHD1/2,7” КМОП3,63012 В2 701
Bolid VCI-123IP1/2,7” КМОП3,63012 В/PoE6 401
Dahua DH-HAC-HFW1220SP-0280BAHD1/2,9” КМОП2,83012 В3 190
Dahua DH-IPC-HFW1230SP-0280BIP1/2,7” КМОП2,83012 В/PoE6 390
Microdigital MDC-AH3290FSLAHD1/2,8" Starvis SONY3,6нет12 В6 590
Microdigital MDC-L3290FSLIP1/2,8" Starvis SONY4,0нет12 В9 000
QTECH QVC-AC-202 (3.6)AHD1/2,7” КМОП3,62012 В1 620
QTECH QVC-IPC-202V (2.8)IP1/2,7” КМОП2,82012 В/PoE5 000
O’Zero AC-D21 (2.8-12)AHD1/2,7” КМОП2,8-12,03012 В4 400
QTECH QVC-IPC-202V (2.8)IP1/2,8” КМОП2,7-12,0 (мотор.)5012 В/24 В/
PoE
22 000

Рисунок 1 Максимальное горизонтальное разрешение камер (Больше-лучше)

В результате тестирования можно отметить, что хотя среднее значение разрешения IP-камер 1619 линий превышает среднее значение AHD-моделей 1572 линии, камеры обоих типов показывают достаточно близкие результаты. Среди лидеров есть модели из обоих лагерей, причем камеры одного производителя часто имеют сильно различающиеся показания. Так один из брендов имеет лидирующую по разрешению аналоговую камеру, но при этом его IP-камера показывает один из наихудших результатов. Что интересно, падение разрешения при использовании 100-метрового кабеля вместо 10-м у обоих типов камер практически отсутствовало.

Рисунок 2 Минимальный битрейт камер (Меньше-лучше)

По графику становится очевидно, что битрейт аналоговых моделей, в среднем ниже, чем битрейт IP-камер. Измеренное значение среднего битрейта составило 1423 кбит/с и 1623 кбит/с, соответственно. Таким образом кодирование в аналоговых камерах оказалось эффективнее на 11%. Тут важно подчеркнуть, что кодирование сигнала в H264 происходило в каждой IP-камере самостоятельно, а в аналоговых моделях роль кодера выполнял видеорегистратор. Но, в любом случае, по графику четко видно, что битрейт в аналоговых камерах, несмотря на это, достаточно сильно разнится. Причем у некоторых брендов он даже превышает величину, замеренную для IP-модели. А говорить о том, что один лишь видеорегистратор отвечает за битрейт видеозаписи как минимум некорректно.

Рисунок 3 Горизонтальное разрешение камер при съемке со 100 м кабелем (Больше — лучше)

В ходе видеосъемки на длинном кабеле, при имитации «земляной петли» было получено ухудшение качества съемки аналоговых камер в среднем на 27%. Среднее разрешение упало с 1650 до 1133 линий. На IP-модели такой режим работы не оказал влияния. Стоит отметить, что теоретической слабостью Ethernet кабеля IP-камер является сильный перегиб, приводящий к механическому повреждению кабеля, при котором могут начать теряться кадры. Однако в нашем тесте подобного получить не удалось.

В различных камерах искажения от воздействия помех на 100 м кабеле при включении дрели проявлялись по-разному. Но в большинстве случаев пропадал цвет изображения и возникали сильные геометрические искажения заметные на скриншотах.

Рисунок 4 Скриншоты AHD и IP-камер Bolid с нормальным изображением на 10 м и изображением с помехами при съемке со 100 м кабелем

Рисунок 5 Скриншоты AHD и IP-камер Dahua с нормальным изображением на 10 м и изображением с помехами при съемке со 100 м кабелем

Рисунок 6 Скриншоты AHD и IP-камер Microdigital с нормальным изображением на 10 м и изображением с помехами при съемке со 100 м кабелем

Рисунок 7 Скриншоты AHD и IP-камер QTECH с нормальным изображением на 10 м и изображением с помехами при съемке со 100 м кабелем

Рисунок 8 Скриншоты AHD и IP-камер O’Zero/RVi с нормальным изображением на 10 м и изображением с помехами при съемке со 100 м кабелем

Заключение

Несмотря на свою низкую стоимость, пусть и с учетом приобретения видеорегистратора, AHD-камеры имеют практически идентичные к IP-камерам результаты по разрешению, но в среднем все-таки уступают им. С другой стороны, битрейт IP-камер хоть незначительно, но все-таки выше, чем у аналоговых моделей, пусть и с кодированием сигнала в видеорегистраторе. Но это можно списать на большее разрешение IP-моделей.

Однако, аналоговым моделям присуща чувствительность к помехам при их неправильном подключении. В частности, «земляная петля» может привести к значительному ухудшению характеристик камер. Причем, подобное явление имеет характер перемежающегося отказа и может проявиться в неожиданный момент, когда инсталлятор уже покинул объект, например. В IP-камерах также возможно возникновение помех, но они будут носить иной характер и с максимальной вероятностью проявятся уже в процессе прокладки кабеля и настройки оборудования.

В любом случае, вне зависимости от того, какой тип оборудования инсталлятор собирается применять в своем проекте, ему стоит обращать пристальное внимание на качество монтажа и используемые кабели. Если монтаж был осуществлен правильно, то и AHD и IP-камеры покажут одинаково хорошие результаты. А при выборе типа камер можно не сравнивать ТТХ сенсоров и объективов, а ориентироваться лишь на экономическую целесообразность и возможности ПО.  Проведенное исследование опубликовано в журнале «Системы Безопасности» №3 2018.

Тестирование видеокамер

Тестирование видеокамер

Тестирование видеокамер

Тестирование видеокамер

Тестирование видеокамер

Тестирование видеодомофонов

Тестирование видеодомофонов

Тестирование NVR