IP vs CCTV

Quelle est la différence entre les caméras analogiques et les caméras IP?

L'un des changements technologiques les plus importants dans le marché de la vidéosurveillance est l'avènement des caméras IP. Lorsque vous choisissez des caméras de sécurité pour votre maison ou votre entreprise, vous remarquerez beaucoup de différences entre les caméras analogiques et les caméras IP. Les deux types de caméras fonctionnent bien dans les scénarios de sécurité personnels ou commerciaux. La caméra analogique alimente vos images de sécurité directement sur un lecteur de télévision, DVR ou DVD. La caméra réseau/IP alimente vos images de sécurité directement sur un serveur Web.

Malgré le fait que la surveillance numérique est disponible depuis quelques années, il n'y a pas assez d'informations objectives sur ce qui les distingue des caméras analogiques qui ont alimenté l'industrie depuis des décennies. La complexité de ce qui se passe dans la conception des caméras IP est en partie responsable de cela, ce qui exige que les utilisateurs maîtrisent tout, de la compression vidéo avancée aux ordinateurs et au réseautage. Qu'une caméra analogique ou IP soit le mieux pour vous, il dépend de vos besoins de sécurité individuels. Donc nous allons énumérer quelques différences entre les deux pour vous aider à se décider pour votre caméra de sécurité.

Comprendre la Caméra CCTV analogique et Caméra IP

Résolution de la Caméra analogique

Comme tous les appareils d'imagerie, la caméra CCTV analogique possède un capteur qui capture l'image vidéo. La résolution du capteur varie mais se limite à un pixel théorique de 720 × 575 pixels. Pour transmettre la vidéo de la caméra CCTV dans un appareil d'enregistrement et d'affichage, un seul câble coaxial est utilisé. Pour maintenir la compatibilité avec les téléviseurs analogiques, le signal qui sort de la caméra est conforme aux normes de télévision diffusée. La résolution des caméras de vidéosurveillance est habituellement spécifiée sous la forme de lignes. La conversion de pixels en lignes est très simple. Multipliez la résolution horizontale en pixels de 3 et divisez par 4 pour répondre au nombre de lignes. Par exemple, si vous disposez de 720 pixels dans la dimension horizontale, vous n'avez que 540 lignes de résolution (720 x 3/4 = 540). À cet égard, la notation sous-estime la véritable résolution du système.

La norme NTSC réduit encore la quantité maximale de lignes de résolution à 340 lignes (arrondis pour la simplicité). La caméra qui annonce 540 lignes de résolution, ne peut pas atteindre plus de 340 une fois que vous regardez l'image qui en résulte sur câble coaxial. Ce bit supplémentaire de résolution est simplement perdu dès que la vidéo quitte la caméra. Nous pouvons traduire 340 lignes en pixels - le résultat est 450 pixels de résolutions (340 x 4/3 = 450).

Afin de réduire la quantité de données qui doivent être transmises, NTSC et PAL utilisent la forme de compression vidéo appelée "entrelacement". NTSC met à jour l'image sur votre écran 60 fois par seconde (PAL 50 fois par seconde). Mais au lieu d'envoyer tous ces 450 × 480 pixels dans chaque instance, le système transmet toutes les autres lignes dans chaque transmission. La résolution réelle alors dans chaque transmission est de 450 × 240 pour NTSC, envoyée 60 fois par seconde. À l'extrémité de réception, nous n'émettons pas chaque transmission séparément, mais plutôt les combinons en un seul cadre. Il est donc important de noter que la transmission se produit à 60 images de demi-résolution verticale, et non à 30 images à résolution complète. La même chose fonctionne pour PAL, sauf que le taux de champ est de 50.

Le résultat est que la caméra capture des lignes impaires et égales dans des intervalles séparés. Lorsque nous échantillonnons le deuxième demi-cadre 1/60ème d'une seconde plus tard, les pixels ne sont plus alignés. L'affichage mélange alors ces deux et l'artefact visuel sont des lignes dentelées dans des objets en mouvement rapide comme les voitures. Cet effet négatif peut être adouci par le désentrelacement du signal vidéo analogique. Les techniques varient en fonction de la sophistication et de la complexité de la mise en œuvre. Un technique simple est d'avoir la moyenne des pixels verticaux, ce qui donne des images plus douces mais sans crénelage.

Tout en combinant, votre caméra analogique NTSC peut avoir une résolution maximale allant de 450×240 à 450×480. Le nombre total de pixels varie donc de 0,1 à 0,2 mégapixels. Peu importe ce que quelqu'un essaie de faire, et combien d'argent ils mettent dans la conception de la caméra de télévision analogique, ils ne peuvent pas améliorer ce nombre. La faible résolution vous oblige à être beaucoup plus prudent pour la position de la caméra et la sélection des objectifs. L'objectif de grand angle d'une caméra analogique couvrant un grand champ, ne risque pas de capturer des détails reconnaissables car la résolution n'est tout simplement pas là. Comme vous voyez que la conformité aux normes de télévision analogique limite sérieusement ce que nous pouvons faire avec les caméras de vidéosurveillance. Le système fonctionne remarquablement bien pour un standard de plus de 50 ans, mais n'est nulle part idéal pour une application où la reconnaissance des détails (par ex. la plaque d'immatriculation ou le visage de quelqu'un) est primordiale par opposition à la jouissance d'un film ou de la programmation TV où la fidélité peut jouer le deuxième violon à la valeur de divertissement.

Systèmes de Caméras de Sécurité Analogiques

Dans l'application traditionnelle de vidéosurveillance analogique, les caméras de sécurité capturent un signal vidéo analogique et le transfèrent sur le câble coaxial au Digital Video Recorder (DVR). Chaque caméra peut être alimentée en branchant l'alimentation directement à la caméra ou en utilisant le câble Siamois RG59 qui met en liasse la vidéo et les câbles d'alimentation. Le DVR convertit le signal analogique en numérique, le comprime et le stocke sur un disque dur pour une récupération ultérieure. L'intelligence est intégrée dans le DVR pour gérer des choses telles que la planification, la détection de mouvement et le zoom numérique. Les moniteurs pour la visualisation de la vidéo sont connectés au DVR, ou il peut être configuré pour publier sur un réseau interne pour visionner sur les PC. Le DVR peut également être configuré pour être diffusé sur Internet et peut ajouter une protection par mot de passe et d'autres fonctionnalités. Lors de la diffusion sur Internet, la vidéo de toutes les caméras est transmise sous forme de flux (une adresse IP). Par conséquent, c'est très efficace.

Résolution de Camera IP

La caméra IP a un capteur d'image semblable à celui de la caméra analogique. Cependant, une fois qu'elle a capturé son image, elle la transmet comme données sur une connexion réseau. Ces données se présentent sous la forme de Trames vidéo compressées envoyées via un protocole de réseau standardisé utilisé pour les applications informatiques, c'est où il tire son nom. IP signifie Internet Protocole qui est la langue de bas niveau utilisée pour transmettre des données entre les ordinateurs à domicile et Internet. Ce que cela implique, c'est que la caméra IP est comme un petit ordinateur auquel vous vous connectez, pour accéder à votre vidéo. En effet, les caméras IP sont des ordinateurs et exécutent des systèmes d'exploitation pas très différents de votre PC. Le fait que la caméra utilise l'IP pour la transmission n'est pas très important. L'important est que, nous ne sommes plus liés par la norme de diffusion (NTSC ou PAL). En théorie, nous pourrions maintenant avoir une résolution que nous voulions.

Par convention, les caméras IP annoncent la résolution en mégapixels. Pour arriver à des mégapixels, il suffit de multiplier la résolution horizontale par la verticale et de diviser d'un million. Si la caméra a une résolution HD 1280×720, elle aurait 0,9 million de pixels, mais elle est généralement arrondie à 1 mégapixels. Full HD se rapporte à une résolution de 1920x1280 pixels, vous donnant une caméra de 2 mégapixels.

Alors, pourquoi la résolution supplémentaire est-elle bonne? D'une part, il vous permet de zoomer davantage sur l'image sans se transforme en une image douce et floue. Le détail comme une plaque d'immatriculation sera beaucoup plus reconnaissable à 2 mégapixels, contre 0,2. En tournant le dessus ci-dessus, vous pouvez choisir d'avoir la même résolution, mais avoir une surface beaucoup plus large, en utilisant un objectif de grand angle. La même caméra de 2 mégapixels peut couvrir la même zone que trois caméras analogiques, et ont toujours plus de résolution à démarrer.

Systèmes de caméras de sécurité IP

Dans le monde IP, chaque caméra réseau capture une image analogique mais la convertit immédiatement en numérique dans la caméra. Certains traitement numérique peuvent se produire juste à la caméra, comme la compression et la détection de mouvement. Le flux vidéo numérique est ensuite diffusé sur le réseau local (LAN) à l'aide du câble Ethernet (CAT5 ou CAT6). L'alimentation est fournie aux caméras via le câble Ethernet via des adaptateurs Power-Over-Ethernet (POE) intégrés aux caméras et au commutateur (POE activé). Le câble ethernet pour chaque caméra est branché sur le commutateur qui se trouve dans le concentrateur du réseau. Comme pour tous les périphériques réseau, il est nécessaire de configurer dans certaines caméras son adresse IP et d'autres attributs d'identification.

Un enregistreur vidéo réseau (NVR) effectue la même fonction que son anlogue DVR dans le monde analogique. Il capture le signal de chaque caméra, le comprime et l'enregistre. La principale différence est que les flux vidéo sont numériques (avec une résolution beaucoup plus élevée) et non analogiques. Le logiciel intégré au NVR fournit des fonctionnalités telles que la recherche intelligente, le zoom, etc. Le NVR combine les flux vidéo des caméras et gère la diffusion sur le réseau local et internet pour la visualisation locale et à distance.

Dépense

Parlons d'abord du budget, car il s'agit généralement d'une préoccupation principale pour ceux qui cherchent à installer un nouveau système de sécurité ou à améliorer un système existant. Les caméras analogiques sont moins chères que les caméras IP. La technologie derrière l'alimentation de sécurité analogique est essayée, vraie et assez ancienne. C'est à dire que, les modèles IP sont généralement plus faciles à installer que les unités analogiques. Ils alimentent l'image de sécurité directement sur un serveur Web, une app de smartphone ou un NAS de surveillance (par exemple, SYNOLOGY ou QNAP .) via un câble Ethernet ou un réseau WiFi - C'est ainsi que tout câblage dont vous avez besoin est probablement présent dans votre maison ou votre entreprise pour vos ordinateurs. Par conséquent, les caméras elles-mêmes peuvent être plus coûteuses, mais les frais d'installation et de câblage pour une caméra analogique peuvent simplement compenser la différence de coût de la caméra si vous choisissez une adresse IP.

Quel système est plus facile à installer et à configurer?

Si un réseau IP est déjà en place sur le site d'installation, et qu'il peut gérer le chagement supplémentaire des nouvelles caméras, les caméras IP seront plus faciles à installer. Si des prises RJ-45 supplémentaires sont nécessaires pour brancher les caméras réseau, l'installateur doit uniquement connecter un câble CAT-5 de la caméra au commutateur le plus proche. Un commutateur peu coûteux peut être installé directement sur la prise murale la plus proche. En revanche, chaque câble pour caméras analogiques doit être exécuté tout le chemin du DVR. Si des mises à niveau doivent être effectuées sur un réseau IP existant pour gérer le chargement supplémentaire, il est évident que l'installation serait plus difficile.

La puissance pour les caméras peuvent être traitées assez facilement avec la technologie. Pour les réseaux IP, les adaptateurs POE intégrés permettent de transmettre facilement l'alimentation via le câble Ethernet existant. Pour les systèmes analogiques, utilisez le câble Siamese RG59 pour combiner la vidéo et les câbles d'alimentation en une seule veste. Quoi qu'il en soit, il n'y a pas de câblage supplémentaire pour l'alimentation. POE peut fonctionner à 100m sans répéteur. RG59 peut être exécuté à 300m sans répéteur.

Alimentation de projection

Les systèmes de sécurité affichés sur les écrans des dispositifs de sécurité sont généralement des systèmes de vidéosurveillance analogiques. Ces caméras sont câblées dans un appareil d'enregistrement, comme un magnétoscope ou un enregistreur DVD, et enregistrent et projetent constamment les images de sécurité sur l'écran du téléviseur. Les caméras sur un système de vidéosurveillance analogique moderne transfèrent leur vidéo au format traditionnel de la bande de base via le câblage coax ou UTP vers un enregistreur vidéo numérique (DVR). Ici, la vidéo est numérisée et stockée sur les disques durs. La plupart des DVR modernes sont un périphérique réseau et, en tant que tels, peuvent être accessibles à distance à partir du réseau local ou avec la configuration appropriée, sur le réseau sans fil ou sur Internet. Il n'y a pas de cassettes à modifier. La vidéo est enregistrée sur les disques durs, généralement sur une base FIFO, c'est ainsi qu'il y a toujours une archive vidéo dynamique des X derniers jours. Alors, malgré le fait que la vidéo est transmise par les caméras dans un format analogique, la vidéo en direct et enregistrée est encore disponible sur le réseau.

Le système de caméra IP peut peut fonctionner sur des câbles ou sans fil, et l'image se transmet à un serveur réseau. Les caméras vidéo IP diffusent leur vidéo en tant qu'un flux numérique sur un réseau IP. À l'instar d'un système analogique, la vidéo est enregistrée sur les disques durs, mais comme la vidéo est un flux IP directement depuis la caméra, il existe plus de flexibilité quant à la façon dont et à l'endroit où cette vidéo est enregistrée. Le DVR est remplacé par un NVR (enregistreur vidéo réseau) qui, dans certains cas, est uniquement un logiciel puisqu'il n'a pas besoin de convertir analogique en numérique. Les images vidéo peuvent ensuite être stockées sur des disques durs réseau (NAS - voir SYNOLOGY ou QNAP). Le serveur exécuté sur votre caméra IP peut être consulté par tout périphérique électronique doté de fonctionnalités Internet, tel qu'un PC ou un Mac (List of Compatible Software), une tablette ou un smartphone - voir app iPhone/iPad app, Android et app Windows Phone app.

Sécurité des données

Les caméras de sécurité analogiques transmettent les images directement dans le dispositif d'enregistrement. Cela rend leurs enregistrements de sécurité vulnérables à quiconque a la possibilité d'obtenir leurs cassettes, DVD ou unités d'enregistrement.

La caméra de sécurité IP peut télécharger ses images sur Internet - vous pouvez enregistrer des flux vidéo directement à partir d'un autre site ou télécharger des images vidéo ou des instantanés activés par une alarme sur un serveur FTP sur Internet. Par conséquent, s'ils sont préoccupés par la sécurité de leurs enregistrements, ils sont probablement plus à l'aise avec un système de sécurité IP qu'avec un appareil analogique.

Comment fonctionne une caméra IP?

Compression vidéo

La vidéo non compressée prend une quantité considérable de données à stocker et à transmettre. Heureusement, les images de la vidéo elles-mêmes ont beaucoup de redondance en termes de séquence de cadres. Compte tenu, par exemple, du ciel bleu, la chance est assez élevée car beaucoup de pixels de l'image sont identiques et peuvent également être capturés avec moins de données. C'est ce qu'on appelle la compression intra-trame. JPEG est une forme de compression intra-trame. Une séquence de cadres JPEG est appelée Motion JPEG, en bref M-JPEG. JPEG est très peu coûteux à mettre en œuvre, c'est pourquoi vous trouvez cette implémentation partout dans les caméras IP.

Une autre forme de compression est la compression interframe. Cela utilise la redondance entre les images. MPEG-2, MPEG-4, H.264 (également MPEG-4 Part 10 ou MPEG-4 AVC) ainsi que VC-1 sont des standards de compression populaires de ce type. Ces systèmes fonctionnent dans une seule image mais semblable à la compression JPEG Si le cadre actuel correspond à celui précédent. Si tel est le cas, seules les différences sont transmises et le décodeur connecte cette information au cadre précédent pour afficher l'image.

Imaginez, par exemple, une personne qui se promène dans un bâtiment. Le bâtiment ne change dans aucun cadre. Le seul changement est le pixel saisi par la personne en mouvement. Le système décrit ci-dessus divise l'écran en blocs individuels et vérifie si le bloc respectif se déplace. Si c'est le cas, il indique au décodeur de déplacer ce carré plutôt que d'avoir à retransmettre l'image entière. Le décodeur retient ainsi les trames précédentes afin d'exécuter les processus décrits. La quantité de compression n'est pas prévisible et dépend de l'image. L'image statique atteint ainsi la compression la plus forte, tandis que l'image de la nuit bruiyante avec beaucoup de mouvement est probablement la plus faible à comprimer.

Alors qu'un schéma tel que la compression JPEG peut compresser les données de 10 à 20 fois sans perte de fidélité, les systèmes MPEG-4 AVC peuvent dépasser 50 ou même 100 fois cette valeur.

Mise en réseau

Une fois l'image compressée, elle doit être envoyée à l'endroit où elle doit être visualisée ou enregistrée. La méthode préférée d'une connexion physique est le port Ethernet. Avec l'avènement de la technologie Power over Ethernet (PoE), les caméras IP peuvent même être alimentées par un même câble. Les caméras analogiques transmettent par câble coaxial, pas par câble réseau, de sorte que leur bande passante n'est pas un gros problème. La seule application des câbles réseau dans le système analogique est la transmission des données vidéo du DVR via le réseau aux utilisateurs de PC locaux ou à Internet. Les DVR transmettent généralement des vidéos de manière très efficace et consomment même de la bande passante lorsque les utilisateurs regardent les images. D'autre part, les caméras IP utilisent le LAN (réseau local) pour transmettre leur signal au NVR, ce qui fait de la bande passante un gros problème.

La caméra IP réglée sur une résolution de 320x176 avec 30 images par seconde (30 fps) et une compression MPEG4 nécessitera environ 720 Kbps par seconde. Par exemple, nous avons besoin d'environ 72 Mbps de bande passante pour 100 caméras IP dans un réseau. Cette quantité double en double dès que nous transférons les données audio. Toutefois, afin de compliquer le problème de la bande passante pour les caméras IP, leur qualité d'image est constamment améliorée afin que les caméras IP avec résolution mégapixel soient maintenant disponibles. Ceci est, bien sûr, très positif en ce qui concerne la clarté et la taille de l'image des images transmises, mais les modèles plus récents prennent beaucoup plus de bande passante. La caméra IP de 2 mégapixels fonctionnant à 30 fps avec une compression MPEG4 utilisera une bande passante de 6,5 Mbps. Il n'est donc pas surprenant que certaines entreprises aient mis en place des réseaux IP complètement distincts afin de maintenir leur système de caméras.

Les caméras IP modernes offrent un large éventail de possibilités pour en extraire la vidéo. La forme la plus simple d'extraction est l'intégration dans un serveur Web dans la caméra, auquel l'utilisateur peut alors se connecter directement via un navigateur pour regarder des vidéos directement dans l'interface utilisateur Web (WebUI). Si le contrôle offre une bonne compatibilité dans le navigateur, il peut être plutôt restrictif de l'aspect de la fonctionnalité. Par conséquent, les entreprises de caméras offrent des plug-ins qui s'appellent eux-mêmes des "contrôles ActiveX" (en langage Windows). Ce sont de petites applications qui peuvent communiquer avec la caméra.

Beaucoup de caméras ont la possibilité de télécharger leurs vidéos directement sur un disque dur dans le réseau, qu'il s'agisse d'un stockage en réseau (NAS) ou d'un logiciel du Serveur PC. En outre, ils peuvent vous envoyer des courriels avec des images vidéo sélectionnées ou télécharger des images vidéo via FTP vers un serveur Internet. De plus, les mouvements de la caméra sont contrôlés par le logiciel. Au lieu de rouler des câbles pour le contrôle d'une caméra PTZ (zoom panoramique), l'interface du logiciel peut être facilement utilisée.

Système de Caméra IP de Sécurité sans fil

Les systèmes sans fil analogiques ne fonctionnent pas bien. C'est parce que le gouvernement règle la puissance du signal, et la fréquence à laquelle les appareils analogiques sans fil fonctionnent. Les interférences d'autres appareils sans fil tels que les téléphones mobiles peuvent provoquer la déformation de la vidéo de la caméra. L'interférence est particulièrement problématique dans les bâtiments à lumière fluorescente.

L'IP sans fil numérique est beaucoup mieux. La transmission numérique n'entraine pas les interférences d'autres appareils analogiques et sans fil et le mode de veille 802.11x utilise un cryptage intégré. Par conséquent, il n'y a pas de problème avec l'accès non autorisé.

La conception du système de caméras de sécurité sans fil IP est très similaire à celle du système de caméra IP standard, à l'exception de l'ajout de points d'accès sans fil insérés entre le commutateur réseau domestique et les caméras.