CC BY
65
Список литературы
1. СТБ 34.101 .(1-2)-2001 )ИСО/МЭК 15408-(1-3)-99) Информационные технологии. Методы и средства безопасности. Критерии оценки безопасности информационных технологий. Ч. 1, 2 и 3.
2. Козюминский В. Д. Обеспечение гарантий безопасности в информационных системах//Управление защитой информации. Т.6. №4. 2000.
С. 413-418.
3. Щербаков А.Ю. Современная компьютерная безопасность. Теоретические основы. Практические аспекты. Сер. Высшая школа. М.: Изд-во «Книжный мир», 2009. 352 с.
S.U. Borzenkova, O.V. Chechuga
DEVELOPMENT STRATEGY FOR THE PROTECTION OF PLANTSINFORMA TION SYSTEM
The objects of protection and the company shows a possible sequence of stages and phases of creation and development of defenses are considered. The cycles and stages of development of the conceptual architecture of the IP business are conventionally represented. A strategy for enterprise information system is proposed.
Key words: information system company, an integrated system protection, an object ofprotection, the conceptual architecture of enterprise information system.
Получено 14.12.11
УДК 621.396.2
B. А. Селищев, канд. техн. наук, доц.,
(4872) 35-24-93, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
Н.Е. Проскуряков, д-р техн. наук, проф.,
(4872) 35-24-93, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
C.Ю. Борзенкова, канд. техн. наук, доц.,
(4872) 35-24-93, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЗАПИСИ И АРХИВИРОВАНИЯ ДЛЯ ОХРАННЫХ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
Рассматриваются основные виды, принципы работы, функциональность оборудования для записи и архивирования, применяемого в системах телевизионного наблюдения. Даются рекомендации для его выбора.
Ключевые слова: видеомагнитофон, видеоизображение, видеорегистратор, формат сжатия, качество записи.
Оборудование для записи и архивирования включает в себя видеомагнитофоны, видеопринтеры, накопители на жестких дисках компьютера и др. оборудование.
Для регистрации отдельных кадров на бумаге применяются видеопринтеры, которые позволяют зафиксировать изображение контролируемой зоны на бумаге.
Для регистрации и документирования изображений видеокамер применяются специализированные видеомагнитофоны, которые в отличие от бытовых обеспечивают существенно большую длительность записи: от 24 часов до 40 суток. Увеличение продолжительности записи достигается за счет записи с пропуском кадров (Time-laps recording), с уплотненной записью и записью по тревоге.
Наиболее распространенный вариант — записывается не каждый кадр, а выборочно. В видеомагнитофоне с длительностью до 24 часов записывается каждый 8-й кадр, а в варианте наиболее длительной записи — каждый 320-й кадр. Но при этом способе речь не записывается. На каждом кадре регистрируется дата и время, что позволяет с точностью до минут восстановить события в случае возникновения нештатных ситуаций. По тревоге может осуществляться также переход из медленных «time-lapse» режимов в один из более быстрых, вплоть до номинальной скорости.
В видеомагнитофонах с уплотненной записью устанавливаются уменьшенные видеоголовки и применяются видеокассеты с улучшенными характеристиками. За более продолжительную запись, например до 12 часов с тройной плотностью на одну кассету, приходится платить ухудшением качества записи и несовместимостью со стандартом VHS.
Оборудование для записи и архивирования должно быть совместимо с ТК, контрольным оборудованием и видеомонитором(ами) по формату видеосигнала, типу подключения и др.
В магнитофонах с записью по тревоге для обеспечения малого времени от подачи сигнала «Запись» до начала записи предусмотрен режим ожидания. В этом режиме лента видеокассеты заправлена, а видеоголовка постоянно вращается. Для исключения протирания ленты вращающейся головкой лента медленно продвигается со скоростью 6 полукадров за 3 мин.
Видеомагнитофоны применяют в старых аналоговых системах видеонаблюдения и сегодня они выходят из употребления из-за необходимости в постоянном обслуживании - смене кассет, чистке и замене видеоголовок, неспособности поддерживать более одного аудиоканала, невозможности просмотра архива без остановки записи, затрат времени на перематывание кассеты, и т.д.
Современные методы M-JPEG сжатия цифрового видеосигнала, применяемые в видеорегистраторах, в 15 - 25 раз без ухудшения качества обеспечили существенные преимущества цифровой видеозаписи:
запись практически не подвержена старению и может храниться сколь угодно долго;
при копировании не происходит ухудшения качества изображения
копий;
простота выбора любого кадра изображения, его вставки в документ и распечатывания изображения на обычном принтере.
Видеорегистратор - устройство, предназначенное для записи, обработки и хранения информации с видеокамер наблюдения. Стандартный аппарат позволяет просматривать видео с камер (каналов) на мониторе, записывать, сохранять видеоданные на жесткий диск, вести запись звукового сопровождения, а также осуществлять контроль за настройками всех устройств в системе. Видеорегистратор (Stand-Alone DVR или просто DVR) -автономное устройство цифровой записи аналогового видеопотока. В отличие от систем на базе ПК (PC-based DVR - компьютер с установленной платой видеозахвата и специализированным ПО), рассматриваемое устройство ограничено в возможностях дальнейшего расширения конфигурации. Как исключение - возможность замены винчестера (жесткого диска) в жестко ограниченных спецификацией объеме и количестве. В отличие от сетевых (NVR) и гибридных (Hibrid DVR), обычный DVR не может осуществлять запись с IP-камер.
Существующие DVR можно разбить на следующие категории:
1) бюджетный, так называемый Econom-класс;
2) средний - Medium-класс, или, пользуясь компьютерной терминологией, SOHO (для малых офисов и домашнего использования);
3) профессиональный, Professional-класс;
4) High End-класс.
На самом деле границы между классами достаточно призрачны, особенно между бюджетным/средним и профессиональным /High End, в связи с чем некоторые модели можно отнести к промежуточным классам. В табл. 1 представлены данные, характеризующие классы по техническим и функциональным возможностям, в табл. 2 - классификация по рекомендуемому применению.
Формат сжатия видеоинформации - одна из важнейших характеристик видеорегистраторов при их выборе. Обычно используются MJPEG, MPEG4, H.264.
Каждый из этих форматов имеет свои особенности:
MJPEG - это один из первых форматов записи видеоизображения, основанный на покадровом методе видеосжатия. Запись, сделанная в этом формате, занимает больший объем дискового пространства. Видеорегистраторы, использущие MJPEG, имеют устаревшую элементную базу, поэтому их стоимость ниже;
MPEG4 - это более современный формат, предназначенный для сжатия потока аудио- и видеоинформации. Запись, сделанная видеорегистратором, использующим MPEG4, занимает примерно в 10 раз меньше места дискового пространства. Такие видеорегистраторы имеют более современную элементную базу, следовательно, их цена выше;
377
H.264 - этот формат использует новейшие алгоритмы сжатия аудио-и видеоинформациии и является логическим продолжением развития формата MPEG4. Отличительными особенностями этого стандарта от MPEG4 можно назвать улучшенную цветопередачу, повышенную четкость изображения; видеоинформация, записываемая в Н.264, занимает примерно в 2 раза меньше места на диске, чем предыдущий формат. Стоимость видеорегистраторов с Н.264 выше, чем на основе MPEG4.
Качество записи является также значимой характеристикой при выборе видеорегистраторов и обычно оценивается следующими двумя параметрами:
разрешением записи - количество точек, из которых состоит видеоизображение - 176х288, 352х288, 704х288, 704х576
скоростью записи - суммарным количеством кадров в секунду по всем видеоканалам. Например, если для 8-канального регистратора указана скорость записи 100 к/с, то по каждому каналу можно производить запись со скоростью 12,5 к/с. Максимальная скорость записи на 1 канал - 25 к/с для стандарта PAL соответствует режиму "Запись в реальном времени". Таким образом, если к видеорегистратору подключено N камер то количество записываемых кадров за секунду с каждой камеры будет равно - F/N. Где F - совокупная частота кадров при записи (обычно 25 кадров в секунду).
Таблица 1
Деление DVR на классы по функциональным возможностям
Характеристика Класс
Бюджетный Средний Профессиональный Hi-End
Функционал Дуплекс Триплекс Linux ПЕНТАПЛЕКС Linux ГЕКСАПЛЕКС
Скорость записи, к/с, PAL на канал при максимальном разрешении (среднее значение при загрузке всех каналов) 6 12 12 25
Разрешение записи, PAL, максимальное (среднее значение при загрузке всех каналов) CIF (352x288)/ Field (704x288) Field (704x288)/ D1 (720x576) D1 (720x576) D1 (720x576)
Аудиовходы/ входы Редко Да Да Да
Окончание табл. 1
Характеристика Класс
Бюджетный Средний Профессиональный Hi-End
Тревожные входы/выходы Нет Да Да Да
PTZ управление Нет Да Да Да
Алгоритм сжатия видеосигнала МХРБО MPEG4/MJPEG MPEG4/H.264 MPEG4/H.264
Наличие сетевых функций Нет/минимум Да Расширенные Расширенные
Возможность интеграции нескольких DVR в единую систему Нет Нет Да Да
Дополнительные функции Нет Нет поддержка WAP, печать по USB, архивация по USB, DVD-RW, «водяной знак», расширенные сетевые функции, электронная почта, FTP
Количество подключаемых HDD 1 1-2 1-4 до 6 и более
Емкость подключаемых HDD 500-1000 Гб от 1OOO Гб Не ограничен Не ограничен
Возможность подключения внешнего массива Нет Нет Да Да, возможен RAID
Таблица 2
Деление DVR на классы по рекомендуемому применению
Место установки оборудования Рекомендуемый класс
Бюджетный Средний Профессиональный Hi-End
Дом, квартира *** *
Особняк, элитная недвижимость *** *
Окончание табл. 2
Место установки оборудования Рекомендуемый класс
Бюджетный Средний Профессиональный Ш-Е^
Небольшой офис *** *
Средний офис ***
Офис крупного предприятия * *** *
СТО, фермерское хозяйство, мастерская, небольшой цех *** ***
Производство, склады, пром-базы *** *
Небольшой магазин, бутик *** *
Магазин средних размеров, без самообслуживания, с выставочными образцами
Супермаркет, магазин самообслуживания ***
Отделения банков, банкоматы, обменные пункты *** *
Головные финансовые учреждения * *** *
Столовые, кафе, фаст-фуд *** *
Рестораны *** *
Учебные заведения (школы, сады, институты) * *** *
Аэропорты, вокзалы *** *
Государственные учреждения *** *
Системы «Безопасный город» (интеграция) *** *
Временное развертывание в местах массового скопления народа ***
ГУИН (тюрьмы, лагеря) * ***
Контроль транспортного потока * ***
Контроль удаленных производственных объектов ***
Гостиницы, общежития * *** *
Места массового скопления (стадионы, концертные залы) *** *
*** Рекомендуется. * Возможно применение, [пусто]. Не рекомендуется
В преобладающем большинстве случаев, в рекламных целях производители видеорегистраторов указывают только максимальные параметры. Соответственно, при максимальном разрешении не обеспечивается заявленная скорость записи и, наоборот, при максимальной скорости записи не обеспечивается максимальное разрешение.
Для правильной оценки качества получаемого видеоизображения необходимо выяснить, при какой скорости записи обчеспечивается нужное разрешение по каждому каналу, например, 704х288 при 25 к/с или 704х576 при 12,5 к/с.
Бюджетные регистраторы в своем большинстве используют в качестве алгоритма сжатия видеосигнала формат MJPEG, поэтому они имеют малую глубину архива. Рабочим разрешением является формат CIF (352^288). Попадаются также нестандартные типы разрешения видеозаписи, например 640x272.
Скорость записи в 4-канальных бюджетных DVR составляет от 25 до 100 к/с на систему в формате CIF (352x288).
В среднем при скорости 50 к/с на систему и разрешении (352x288) на 4-канальном видеорегистраторе с жестким диском объемом 500 Гб глубина архива составит 5-7 дней при постоянном режиме записи.
Настройки в бюджетных DVR достаточно скромны, и зачастую невозможно точно выставить скорость записи по каждому каналу или выставить разное разрешение записи по каналам. Поэтому нужно быть готовым, что качество записи будет усредненным по всем каналам.
Разрешение в PAL составляет 4CIF - 704х576 - такое разрешение поддерживают все современные медиум-DVR, впрочем как и 2CIF (704х288) и CIF (352х288).
В медиум-DVR скорость записи составляет 25 к/с на канал в формате CIF (352х288). То есть видеорегистратор в любом случае может обеспечить запись «живого» видео при необходимости. При максимальном разрешении в 4CIF скорость записи составит 6 к/с при равномерном распределении на всю систему (запись всех каналов с максимальным разрешением). Нужно отметить, что гибкость настроек современного DVR позволяет перераспределить скорость и разрешение записи по каналам в соответствии с приоритетами. Поэтому вполне возможен вариант настройки, при котором несколько каналов осуществляют запись 25 к/с 704х576 (4CIF), а остальные пишут 6 к/с при 352х288 (CIF). В среднем, при скорости 200 к/с на систему и разрешении CIF (352x288), на 8-канальном видеорегистраторе с жестким диском 1000 Гб глубина архива составит около 15 дней при постоянном режиме записи.
Настройки в меню в медиум-DVR достаточно широки и позволяют выполнить точные настройки по каждому каналу. Возможно изменение как скорости записи по каждому каналу отдельно, так и качества и разрешения по каналу. Нужно отметить тот факт, что 25 к/с при разрешении 704х576 можно получить только на одном канале из четырех, так как кодирование видеосигналов производится по каждой четверке каналов. То есть в 8-канальном регистраторе можно настроить 2 канала с «живым» видео, при этом один будет выбран из первой четверки (канал 1-4), а второй из второй четверки (канал 5-8). Остальные каналы будут работать в минимальных режимах. Соответственно в 16-канальном DVR среднего класса возможно настроить на максимальное разрешение и скорость записи четыре канала.
В профессиональных сериях DVR аппаратная часть и применяемое ПО с множеством настроек позволяют получить очень качественную запись с реальным разрешением более 500 строк (в некоторых случаях можно сказать: «что увидел при просмотре, то и получил в записи»). Кроме того, позволяют на более высоком уровне работать с видеорегистратором в сети, включая объединение их в большую систему, а так же предоставляют пользователю множество функций, не доступных в DVR среднего класса.
Скорость записи в профессиональных сериях составляет от 25 к/с на канал в формате CIF (352х288) до 6 к/с на канал в 4CIF при равномерной загрузке системы. Возможны более тонкие регулировки и настройки записи по каналам и соответствующее перераспределение мощностей аппаратной части. Возможно увеличение скорости записи одних каналов за счет уменьшения других.
Важно помнить, что в большинстве DVR используются четырехка-нальные процессоры обработки видеосигнала.
Каждый чип обрабатывает 100 к/с на 4 канала при разрешении CIF, и настроить большую скорость записи при максимальном разрешении удастся только в одном канале из четырех (остальные три будут обрабатывать сигнал медленнее или с меньшим разрешением). Пример настройки при разрешении на все каналы 4CIF (704х576): 1 канал 16 к/с плюс 3 канала по 2 к/с. В 8- и 16-канальных DVR используются соответственно 2 и 4 таких чипа, что позволяет настроить соответственно 2 и 4 «быстрых канала». Нужно отметить, что на рынке существуют модели, в которых чип обрабатывает все 4 канала в 4CIF по 25 к/с, но это редкость или High-end класс.
В среднем, при скорости 400 к/с на систему и разрешении CIF (352x288) на 16-канальном видеорегистраторе с жестким диском 1000 Гб, глубина архива составит около 7 дней при постоянном режиме записи.
Режимы записи видеорегистраторов отражены в табл. 3.
Таблица 3
Режимы записи
Режим Класс
Бюджетный Средний Профессиональный
Постоянная запись, при которой за-
пись происходит постоянно (круглосуточно). * * *
Запись по расписанию, когда запись * * *
активируется в установленное время.
По детекции движения в видеокадре. * * *
По звуку. * *
По сработке внешних датчиков любо- * *
го типа.
Комбинированная запись. Пример: по-
стоянная запись 2 к/с, при появлении
движения в кадре запись 25 к/с, при *
пропадании движения - переход на по-
стоянную запись 2 к/с.
Для Ееопош-БУЯ. В основном, в целях уменьшения объема и, как следствие, увеличения глубины архива, в системах начального уровня клиенты используют запись по детекции движения в кадре. В данном случае при резком изменении в кадре (изменение освещения, появление перемещающихся объектов) активируется запись по каналу, в котором это происходит. При настройке БУЯ настраиваются области и чувствительность детекции движения. Рекомендуется использовать эту функцию только в бытовых (при установке в жилых помещениях) условиях при записи с внутренних камер. В недорогих регистраторах отсутствуют интеллектуальные системы распознавания движения и в будущем возможны ложные срабатывания на внешних камерах при погодных осадках или несработка на небольшие объекты. Также возможно позднее срабатывание детектора, при этом активация записи произойдет не в самом начале «действия в кадре», что неприемлемо, скажем, при наблюдении за кассой.
Для МеШиш-БУЯ. В отличие от бюджетных серий БУЯ в медиум-классе алгоритм распознавания движения в кадре достаточно хорошо реализован и позволяет избежать ложных срабатываний. При настройке БУЯ настраиваются области и чувствительность детекции движения. В некоторых моделях таких областей - 99, что позволяет точно позиционировать интересующие области кадра. Функция «предзапись» - хранение в памяти последних 5*10 с видео - позволит не пропустить важное событие, если даже детектор движения сработал не сразу. При использовании этой функ-
ции к записи с момента срабатывания детектора движения добавятся предыдущие несколько секунд видео.
При наличии звукового тракта в DVR возможно использовать режим «записи по звуку». При превышении определенного звукового порога (появлении в пределах работы микрофона шума) активируется запись на канале, к которому микрофон привязан в настройках меню.
В Medium-DVR присутствует возможность подключения внешних датчиков. Датчики могут быть любого типа, использующие для определения своего состояния выходное реле.
Для Prof-DVR. Алгоритм распознавания движения в кадре хорошо реализован и позволяет избежать ложных срабатываний. Это достигается применением более мощных процессоров обработки видеосигнала. Настраиваются области и чувствительность детектора движения. Реализована функция «предзапись» - хранение в памяти последних 5.. .10 секунд видео позволит не пропустить важное событие, в случае если детектор движения сработал не сразу. При использовании этой функции к записи с момента срабатывания детектора движения добавятся предыдущие несколько секунд видео.
Остальные функции идентичны возможностям DVR среднего класса.
Архивация в бюджетных DVR весьма ограничена, и обычно для ее реализации используется USB. Вариантов два: или к разъему USB подключается внешний накопитель (HDD, Flash) и на него архивируют необходимые файлы, или по USB сам регистратор подключается к компьютеру в качестве внешнего жесткого диска. Второй вариант достаточно редок, чаще используется первый. Просмотр и конвертация видеофайлов на ПК осуществляется с помощью специального ПО, обычно входящего в комплект поставки с DVR (либо доступного на сайте производителя). Итоговым файлом обычно является файл в формате .avi, пригодный для просмотра на компьютере.
Некоторые регистраторы оснащаются Mobil-Rack, который позволяет устанавливать и снимать жесткий диск без разборки аппарата (только в выключенном состоянии). Данное решение позволяет целиком изъять жесткий диск и подключить его к компьютеру через аналогичный Mobil-Rack.
Архивация в медиум-DVR может осуществляться по USB на внешние носители (флэш, HDD, DVD-RW) и по сети с помощью специализированного ПО. В некоторых моделях используется подключение внешних дисков через e-sata или IEE1394 разъемы. Кроме того, при работе в сети на наиболее функциональных моделях возможно скидывание архивов
на NAS накопители. Просмотр и конвертация видеофайлов на компьютере осуществляется как и в бюджетных DVR.
Архивация DVR Prof-класса может осуществляться также как и медиум-DVR. Так как Prof-класс видеорегистраторов оснащен качественной поддержкой сети, то и организацию просмотра рекомендуется осуществлять через сеть.
Для прямого подключения к DVR имеется BNC-разъем, на выходе которого - композитный видеосигнал с разрешением 720*576. Для подключения DVR к ЖК-монитору используется VGA-разъем (в некоторых DVI или HDMI) с разрешением от 1024*768 до 1920*1080. В профессиональных видеорегистраторах присутствует дополнительный видеовыход SPOT, который программируется по желанию пользователя.
Представленная классификация имеет ряд недостатков:
границы между рассмотренными классами видеорегистраторов условны и весьма размыты;
оборудование постоянно совершенствуется, и в скором времени то, что было в профессиональных моделях может оказаться в бюджетных;
возможно, профессиональные видеорегистраторы менее известных фирм будут продаваться по той же цене, что и бюджетные модели знаменитых производителей.
Несмотря на недостатки, приведенная классификация уже на текущем этапе позволит произвести выбор оборудования для записи и архивирования с оптимальным соотношением цена/качество.
Список литературы
1. Гонта А.С. Практическое пособие по CCTV. М., 2006.
2. Пигорев С., Падом А. Бюджетные DVR под микроскопом: критерии выбора видеорегистратора под объект // Алгоритм безопасности. 2010. № 1.
3. Пигорев С., Падом А. DVR среднего класса. Критерии выбора видеорегистратора под объект// Алгоритм безопасности. 2010. № 3.
4. Пигорев С., Падом А. DVR класса Professional. Критерии выбора видеорегистратора под объект // Алгоритм безопасности. 2010. № 4.
5. Селищев В.А., Проскуряков Н.Е., Пальчун Е.Н. Проектирование системы охранного освещения// Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 2. Ч. 2. 2010.
6. Торокин А. А. Инженерно-техническая защита информации: учеб. пособие. М.: Гелиос АРВ, 2005. 960с.
7. Требования Р 78.36.008-99 к проектированию систем охранного телевидения.
V.A. Selischev, N.E. Proskuryakov, S. U. Borzenkova
CHOICE OF THE EQUIPMENT FOR WRITING AND ARCHIVING FOR OBSERVATIONS SAFE SYSTEMS
They are considered main types, principles of the work, functions equipment for writing and archiving applicable in observation television system. The are given recommendations for its choice.
Key words: the videorecorder, the video image, the video registrar, a compression format, quality of record.
Получено 14.12.11
УДК 655.3.024, 004.92
А.И. Агеева, канд. техн. наук, доц., 8-953-248-18-73, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ), Н.С. Кретинина, магистр, 8-953-248-18-73, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ), С.И. Ходов, магистр, 8-953-426-71-69, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ CMYK И RGB ПРИ ПОКАНАЛЬНОМ ВЫВОДЕ ПОЛНОЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Рассмотрены преимущества использования одной цветовой модели перед другой и приведена их сравнительная характеристика на примере нескольких цветов.
Ключевые слова: метрология цвета, колориметрия, воспроизводимость, цветоделение, цветовоспроизведение.
Человеку на протяжении всей своей жизни часто приходится иметь дело с оценкой цвета как на бытовом уровне, так и в профессиональной деятельности. Особенно это касается специалистов, практически постоянно сталкивающихся с цветовыми оценками в своей работе. Полиграфистам, кинематографистам, работникам телевидения, текстильной промышленности, дизайнерам да и многим другим необходимо знать численные
386
