Últimas Tecnologías Aplicadas a CCTV

Ultimas Tecnologías Aplicadas a
CCTV
Temas
● Tecnología LED en la industria de la video seguridad
● Soluciones de almacenamiento
● Optimización de calidad de imagen
Schneider Electric - Buildings Business – Camilo Sánchez – Julio 2012
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Tecnología LED en la industria
● La industria de la video seguridad ha sido testigo del progreso de las
tecnologías para visualización. Desde CRT, DLP, LCD
● No hay un mejor laboratorio para evaluar la calidad de un monitor
distinto a un sistema de video seguridad
● Hoy en día existe un interés creciente
en tecnologías tipo LED
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Qué es un monitor LED?
● Un monitor LED no es otra cosa que un monitor LCD con un backlight
tipo LED detrás de él
● El display basado en LCD se mantiene, pero en lugar de las lámparas
CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) se utiliza iluminación tipo LED
● LED TV?
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Dónde se presenta la confusión?
● Desde el punto de vista de tecnología ,
LED es el componente activo de
iluminación, LCD es la unidad de
visualización
● Un pánel LCD básicamente es una
estructura tipo celda, donde un cristal
líquido es condensado en dos paredes
conductoras, aisladas por un polímero
● El gap de cada celda típicamente es de 1
a 10 micrometros
● Un arreglo de diminutos transistores TFT
(Thin Film Transistor) controla cada pixel.
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Algunas otras diferencias
● Los monitores con iluminación tipo LED producen una imagen con
mejor contraste comparado el de aquellos que tienen iluminación
CCFL.
● Los monitores con iluminación LED son construidos con materiales
libres de mercurio, con lo cual se reduce el impacto ambiental al
desecharlos.
● El ahorro de energia al utilizar monitores tipo LED se encuentra entre
el 20% y 30% y su vida útil es mayor a la de los monitores con
iluminación CCFL.
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RGB Dynamic LED
● Iluminacion ubicada detrás del pánel
LCD.
● Las imágenes de color negro se aprecian
con mucho mejor contraste.
● La iluminación trabaja como un display de
baja resolución, mientras que el LCD TFT
trabaja como un pánel de alta resolución.
● Ambos páneles puestos uno sobre el otro
y sincronizados de tal forma que al
presentarse un color negro ambos
páneles se apagan simultaneamente.
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Edge LED
● Consiste en una lámpara tipo LED posicionada alrededor de la
pantalla.
● Permite que los monitores sean extremadamente delgados.
● La luz se difunde a través de la pantalla utilizando un pánel
especial.
● Produce un color uniforme a lo largo de la pantalla.
● La calidad de los colores no es tan buena como la que se tiene
con tecnología RGB Dynamic.
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True LED Display
● LEDs no son utilizados como backlight
sino como pixeles individuales.
● Actualmente los LEDs no son lo
suficientemente pequeños para ser
usados en pixeles individuales en
televisores o monitores.
● Aplican para monitores de gran tamaño
como los que se encuentran en estadios.
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Adopción de monitores con iluminación
LED en CCTV
● Aunque la tecnología de iluminación tipo LED esta ganando
popularidad en los mercados masivos, su costo hace que no hayan
sido masificados en la industria del CCTV.
● En un futuro cercano a medida que los costos disminuyan y asociado
con sus beneficios, los monitores con iluminación LED dominarán el
mercado de la video seguridad.
● Definitivamente los monitores con iluminación LED es la tendencia
que Pelco seguirá.
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Soluciones de almacenamiento
Soluciones de almacenamiento
● La migración de VCR análogos a
grabación basada en disco duro ha
motivado el deseo de reducir costos
maximizando el número de cámaras
y tiempo de retención.
● Un sistema de almacenamiento
diseñado y construído para los
requerimientos únicos de los
sistemas de vigilancia IP pueden
ofrecer soluciones más robustas y
escalables.
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Las Necesidades
● La era de la grabación digital en
discos duros trajo variables
adicionales a la ecuación. Por
ejemplo la necesidad de incrementar
el número de frames ante un evento
de alarma.
● El costo de los discos duros y la
velocidad a la cual el video es
almacenado obligaba a los usuarios
a conformarse con una calidad de
video muy pobre.
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Algunas regulaciones
● Las cortes del estado de California deben tener video grabado de
los últimos 365 días.
● El estado de Nevada exige grabar en casinos el video de cada una
de las mesas de juego por un período de 7 días en una calidad de 4
CIF a 30 ips.
● En Francia todas las cámaras de seguridad ciudadana deben ser
grabadas a 30 ips y 4 CIF.
● La Superintendencia Financiera de Colombia exige grabar el video
de todas las transacciones financieras por un período de 280 días.
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Por qué utilizar almacenamiento diseñado
para video?
● El almacenamiento de video es
único y difiere del almacenamiento
tradicional de datos en los siguientes
aspectos:
● Tamaños de bases de datos
● Operaciones de escritura intensivas
● Intolerancia a retardos
● Grabación constante FIFO
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Tamaño
● Una imagen a una resolución de 640x480 y 15IPS produce un stream
de 4Mbps que requiere ser almacenado.
4Mbps * 60 sec/min *60 min/hr *24 hr/day * 7 days * 1/8 byte/bit = 302GB
● En este escenario, cada cámara requiere 320 GB. Parece
insignificante, pero cuando se tiene un sistema de 100 cámaras, la
capacidad requerida es 30.20TB.
● Uno de los requerimientos de los sistemas de video vigilancia es la
habilidad de soportar las necesidades de diferentes tipos y tamaños de
cámaras, sistemas de almacenamiento capaces de ser escalables de
unos pocos Giga Bytes a Peta Bytes.
● De igual manera los sistemas de almacenamiento de video deben
ofrecer el mismo grado de protección como lo hacen los sistemas de
almacenamiento de IT pero a una fracción del precio.
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Operaciones de escritura intensivas
● Las cámaras de seguridad nunca detiene la transmisión de video.
Cerca del 95% de las operaciones ejecutadas en el disco duro son de
escritura.
● La reproducción de video grabado representa un porcentaje
extremadamente pequeño de la carga de trabajo que un sistema de
CCTV imparte sobre su almacenamiento.
● Esto es exactamente lo contrario que ocurre con un sistema de
almacenamiento de IT. Por ejemplo la carga de trabajo que tiene un
servidor de youtube.com. Un archivo de video solo necesita ser escrio
una vez y luego ser visualizado millones de veces por los usuarios que
descargan el video clip.
● Por este motivo, la mayoria de sistemas de almacenamiento son
diseñados para soportar rápidos tiempos de acceso comprometiendo el
tiempo invertido en la escritura de archivos.
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Intolerancia a retardos
● Los sistemas de video seguridad son
diseñados para reducir los retardos
tanto como sea posible.
● Sus componentes como cámaras,
grabadores, decodificadores etc tienen
un tamaño de bufer muy pequeño.
● De igual manera, los esquemas
basados en bufer y retransmisión son
usados ampliamente en sistemas de
almacenamiento tipo enterprise para
atender los requerimientos de varios
servidores simultáneamente.
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Ejemplo
● Sistema de grabación en SAN, throughput del controlador es 1 Gbps.
10 servidores corriendo un software de NVR conectados al mismo
controlador
● A primera vista 100 Mbps es suficiente para la grabación de varias
cámaras IP de resolución estándar, pero este throughput no es
dedicado y no es garantizado. Los controladores SAN solamente
garantizan que bajo algunas circunstancias cada controlador tendrá en
promedio 100 Mbps de throughput.
● El promedio trae consigo el problema. En un segundo dado uno de los
servidores puede hacer uso de los 1000 Mpbs disponibles, mientras
que los demás servidores deben esperar. Desde la perspectiva de la
cámara, algún elemento debe hacer buffer de este video o se tendrá un
número alto de cuadros de video perdidos.
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Grabación constante FIFO
● La mayoría de sistemas de vigilancia son configurados basados en
arreglos, dimensionados a partir del consumo en Mbps de la camara, su
agenda de grabación, número de cámaras a grabar y el tiempo de
retención requerido.
● Una vez el sistema se encuentra funcionando, el video se almacena
hasta que los discos se llenan.
● Si los cálculos fueron correctos, los discos comienzan a sobreescribir los
videos más viejos para hacer lugar a los nuevos.
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Fragmentación
● En un PC basado en windows, cada vez que se borra información se
crean fragmentos. Por este motivo es requerido ejecutar la utilidad de
defragmentación periódicamente.
● Dado que un usuario típico de PC no borra regularmente archivos, la
utilidad de defragmentación puede ser ejecutada una o dos veces al
año.
● En el caso de video, constantemente se esta borrando información.
Desafortunadamente la fragmentación no es algo que pueda ser
evadido fácilmente pero si mitigado, mediante el uso de sistemas de
archivos como el XFS.
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Optimzación de calidad de
imagen
Condiciones de baja iluminación
● La habilidad para ver detalladamente una escena a color en la
oscuridad es uno de los aspectos más importantes de una cámara de
seguridad.
● Hay muchos factores técnicos que influyen, como la sensibilidad del
sensor, la velocidad del lente y el procesamiento de la imagen.
● El análisis final y lo que en realidad es importante para el usuario es el
como la cámara preserva el detalle de la imagen y el color de la
escena.
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Sure Vision
● Escena con 2.0 luxes. Ambas cámaras funcionando a 30 fps. El sensor de
imagen tiene una sensibilidad en condiciones de baja iluminación. Se aplica un
algoritmo propietario para el procesamiento de la imagen.
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El mito megapixel
● Es un mito común que al incrementar la cantidad de pixeles de una escena se
tiene un mejor video. En escenas con baja iluminación un incremento en la
cantidad de pixeles en realidad puede reflejar un decremento en loa calidad de
imagen
● Para el sensor de imagen al incrementar la cantidad de pixeles se reduce el
tamaño de cada pixel y su habilidad para captar luz.
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Sure Vision
● La tecnología sure vision ha sido diseñada para proveer una excelente imagen
en condiciones de baja iluminación sin comprometer el rango dinámico amplio
en resoluciones de hasta 1.2 Mp.
● Otros fabricantes requieren que el usuario escoja ya entre baja iluminación y
rango dinámico amplio WDR.
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WDR
● Existe un límite en los sensores de imagen. Cada pixel den sensor puede
absorber una cantidad limitada de luz. Al saturarse se crea percibe un
encandilamiento en una porción de la imagen.
● Las cámaras tradicionales pueden disminuir el tiempo que el pixel esta
expuesto a la luz, pero trae como resultado un bajo desempeño en condiciones
de baja iluminación.
● El ojo humano tiene el mismo límite, pero es capaz de ver escenas brillantes y
oscuras tomando diferentes exposiciones, mediante los conos, bastones y
pupila.
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Cómo se mide el WDR?
● El rango dinámico amplio es la relación entre el punto más brillante y el punto
más oscuro de la escena.
● Se expresa en la escala logarítmica de decibeles o dB pero también se puede
expresar en escala lineal.
● Por ejemplo, un WDR de 120 dB corresponde a una relación de 1,000,000 to 1
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Make the most of your energy
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