О стандартизации в области охранного телевидения

Скачать

А.К. Крахмалев
Заместитель председателя ТК-234, к.т.н., профессор академии ВАНКБ

В целях обеспечения безопасности различных объектов, в том числе и критически важных и потенциально опасных широко внедряются цифровые системы видеонаблюдения и цифровые системы охранного телевидения (СОТ). Современные СОТ включают в себя сотни и тысячи видеокамер, информация от которых передается в цифровом виде по различным каналам связи, а также большую номенклатуру различного оборудования, аппаратных и программных средств, которые производятся многочисленными предприятиями, как в России, так и за рубежом

В связи с обширной номенклатурой оборудования СОТ чрезвычайно актуальной является задача создания нормативной базы (национальных и международных стандартов) в этой области. Особую роль играют национальные стандарты ГОСТ Р, необходимые для проведения единой технической политики при формировании требований к системам видеонаблюдения, поставляемым для государственных нужд, и к единообразию форматов видеоданных для всех государственных и правоохранительных органов.

В настоящее время происходят следующие процессы:

• стремительное развитие рынка охранного телевидения;
• широкое внедрение систем видеонаблюдения в сферу обеспечения безопасности;
• создание широкомасштабных проектов типа "Безопасный город";
• создание систем видеомониторинга удаленных объектов на базе использования глобальных информационных сетей;
• системы мониторинга безопасности перевозимых грузов;
• системы видеомониторинга территорий с использованием летательных аппаратов, в том числе и беспилотных.

Рост общемирового дохода рынка охранного телевидения можно определить по следующим цифрам: от 13,5 млрд. долл. США в 2006 г. до прогнозируемых 46 млрд. долл. США -- в 2013 г. Оборот европейского рынка охранного телевидения с 2007 г. (3,8 млрд. долл. США) возрастает в среднем на 10% в год. Доходы китайского рынка охранного телевидения растут с 2006 г. (4,1 млрд. долл. США) в среднем на 24% в год. Развитие цифровых технологий в системах видеонаблюдения привело к тому, что особую роль теперь играют технологии компрессии видеоданных. От характеристик этих технологий зависит степень загрузки каналов передачи данных, объемы хранимой видеоинформации, а также такие важные для систем безопасности функции, как возможность представления видеоданных в качестве доказательства в суде и единый формат видеоданных для всех государственных и правоохранительных органов.

 Актуальность стандартизации

Необходимость работ по стандартизации подтверждается также тем, что этой задачей активно занимаются международные организации по стандартизации ИСО и МЭК, а также объединения предприятий, активно работающих в этой области, например, ассоциация ONVIF (Open Network Video Interface Forum), которая была основана тремя компаниями: Bosch Security, SONY, Axis. ONVIF —это открытый промышленный форум, направленный на разработку всеобщего стандарта на интерфейс взаимодействия сетевых систем видеонаблюдения. Принципы ONVIF:

• стандартизация обмена информацией между сетевыми видеоустройствами;
• взаимодействие между сетевыми видеопродуктами вне зависимости отпроизводителей;
• открытость по отношению ко всем компаниям и организациям.

ONVIF предусматривает поддержку наиболее распространенных алгоритмов компрессии видеоданных.

Анализ материалов МЭК показывает, что в данном направлении имеется необходимость в международной стандартизации. Существуют предложения в МЭК ТС79 — Alarm systems —по разработке ряда стандартов в данной области, например проекты следующих документов:

• Surveillance Video and Audio Coding Specification (Спецификация кодирования видео и аудио информации в системах видеонаблюдения);

• CCTV surveillance systems for use in security applications, Part 1: General Requirements (Системы замкнутого телевидения для видеонаблюдения в целях безопасности, Часть 1: Основные требования);

• CCTV surveillance systems for use in security applications — Video Transmission.— Part 2: Video Transmission Protocol (Системы замкнутого телевидения для видеонаблюдения в целях безопасности — Передача видеоданных, Часть 2: Протокол передачи видеоданных).

Для решения задач национальной стандартизации в области систем видеонаблюдения, а также более широко — для задач цифрового телевидения, при техническом комитете Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии ТК-22 "Информационные технологии", создан подкомитет ПК-129 "Кодированное представление видео/аудиоинформации, мультимедийной и гипермедийной информации". Координация работ и ведение секретариата ПК-129 поручено предприятию НПФ ООО "Сигма-ИС".

ПК1-29 совместно с ТК-234 "Системы тревожной сигнализации и противокриминальной защиты" (ведущая организация ФГУ НИЦ "Охрана" МВД России) и ТК-439 "Средства автоматизации и системы управления" (ведущая организация Международная Ассоциация "СистемСервис") выступили с инициативой по созданию проекта национального стандарта ГОСТ Р "Системы охранные телевизионные. Компрессия оцифрованных видеоданных. Общие технические требования и методы испытаний", с последующим предложением этого национального стандарта России в качестве международного стандарта ISO/МЭК.

Технический комитет ТК-22 является также постоянно действующим национальным органом в международном комитете по стандартизации СТК1 ИСО/МЭК (JTC1 ISO/IEC). Подкомитет ПК-129 является аналогом международного подкомитета SC-29 (Coding of audio, picture, multimedia and hypermedia information/Кодированное представление видео/аудиоинформации, мультимедийной и гипермедийной информации/)

Цель и задачи разработки стандарта
Необходимость разработки данного стандарта обусловлена широким использованием цифровых методов в телевидении, в том числе и в системах охранных телевизионных (СОТ). Современные СОТ включают в себя сотни и тысячи видеокамер, информация от которых передается в цифровом виде по каналам связи. Большие объемы видеоинформации требуют применения эффективных методов сжатия (компрессии) данных. В настоящее время разработчики и производители СОТ используют различные методы компрессии, в основном, заимствованные из мультимедийных применений телевидения (широковещательное телевидение, цифровое кино и др.), что является неоптимальным для решения задач в СОТ. Предлагаемый проект стандарта позволит оптимизировать методы компрессии и технические средства для их реализации специально для задач охранного телевидения. Кроме того, стандарт обеспечит совместимость оборудования СОТ различных производителей. Цель проекта стандарта — создание единых технических требований, предъявляемых к вновь разрабатываемым и модернизируемым цифровым СОТ, предназначенные для применения в составе систем противокриминальной защиты объектов. При разработке стандарта необходим учет современных требований, которые предъявляют к аппаратуре систем видеонаблюдения как международные стандарты, так и стандарты России, а также другие информационные источники, отражающие перспективы развития технических средств охранного телевидения и возможности расширения области их применения, для приведения в соответствие с действующей нормативной базой. Проект стандарта разрабатывается с последующей перспективой предложения в качестве проекта международного стандарта в МЭК ТК-79.

Основные положения проекта стандарта
Наименование проекта стандарта — ГОСТ Р "Системы охранные телевизионные. Компрессия оцифрованных видеоданных. Общие технические требования и методы испытаний".
В проекте стандарта предполагается установить общие технические требования к компрессии видеоданных в системах охранных телевизионных, в том числе:

• минимальные требования к реализации алгоритма компрессии видеоданных;
• допустимые и рекомендуемые значения параметров рассмотренных требований;
• значения параметров, характеризующих конкретную реализацию алгоритма компрессии видеоданных.

Анализ мировой практики в области стандартизации компрессии оцифрованных видеоданных в системах охранного телевидения показал отсутствие единых требований к ним. На данный момент в практике для цифровых систем СОТ используются различные методы компрессии, предназначенные для сжатия видеоданных в мультимедийных приложениях цифрового телевидения. Для задач, которые должны решать системы охранного телевидения, эти методы неоптимальны и к тому же не позволяют обеспечить совместимость аппаратуры разных производителей.

Для предварительного ознакомления приводится краткое содержание проекта.
Раздел 1 — область распространения стандарта.
Раздел 2 — наименования стандартов, на которые есть ссылки по тексту редакции стандарта.
Раздел 3 — определения, используемые по тексту редакции стандарта. Здесь приведено уточнение понятий компрессии оцифрованных видеоданных, методов и алгоритмов сжатия видеоданных для систем охранного телевидения,с учетом специфических требований в сравнении с другими областями применения (в частности, — с широковещательным телевидением и цифровым кино).
Раздел 4 — условные обозначения.
Раздел 5 — общие технические требования к компрессии видеоданных в системах охранных телевизионных. В данном разделе приводятся основные параметры алгоритмов компрессия и математические выражения для расчета или оценки их значений:

• степень компрессии видеоданных;
• качество стоп-кадра;
• вложенность битового потока;
• возможность динамической смены разрешения, качества (отношения сигнал/шум), среднего объема передаваемых данных и частоты следования кадров при декодировании;
• возможность повторного использования промежуточных результатов кодирования;
• поддержка технологий управления правами цифровых данных;
• возможность выделения "области интереса";
• возможность временной локализации видеоданных (возможность указания времени захвата кадра в битовом потоке);
• время ожидания первого кадра при декодировании потока;
• устойчивость к ошибкам передачи битового потока.

Приведены требования к реализации алгоритма компрессии видеоданных и возможность обеспечения режима реального времени для наиболее распространенных платформ:

• персональный компьютер (ПК);
• универсальные процессоры для встраиваемых решений на базе различных ядер (ARM9, ARM11, ARM Cortex-A8, PowerPC, MIPS и др.);
• цифровые сигнальные процессоры (С6000, Tiger, Blackfm, TigerShark идр.);
• программируемые логические интегральные схемы (Altera -- СусloneЗ, Cyclone4; Xilinx -- Spartan3 и др.).

Приведены минимальные, допустимые и рекомендуемые значения параметров рассмотренных требований и значения параметров, характеризующих конкретную реализацию.
Раздел 6 — методы испытаний.

Предложения по участию в разработке стандарта
Работа над проектом стандарта будет проводиться совместно с предприятиями и организациями, входящими в состав технических комитетов по стандартизации ТК-234 "Системы тревожной сигнализации и противокриминальной защиты" и ТК-439 "Средства автоматизации и системы управления". Координацию работ будет осуществлять технический комитет ТК-22 (подкомитет ПК-129). Приглашаем принять участие в обсуждении и подготовке проекта стандарта все заинтересованные организации (специалистов организаций), в том числе и не входящих в состав указанных выше технических комитетов. Кроме того, в связи с тем, что ПК-129 в настоящее время находится в стадии формирования, предлагаем вступить в состав ТК-22(ПК129) для активного участия в разработке проекта данного стандарта, а также для создания нормативной базы в этой области в целом. Это позволит оптимальным образом учесть все особенности и
требования к системам видеонаблюдения, используемых на объектах, при разработке нормативных документов, а также оперативно знакомиться и непосредственно участвовать в отработке международных нормативных документов в этой области. С условиями участия в составе ТК-22 можно ознакомиться на
сайте "Межотраслевого совета по техническому регулированию, стандартизации и оценке соответствия в сфере информационных технологий" (МСовИТ) — www.msovit.ru.