Việc thiết kế một giải pháp giám sát hình ảnh bao gồm rất nhiều lựa chọn và các yếu tố liên quan. Làm thế nào để một người mới bắt đầu có thể hiểu rõ và nắm bắt được vấn đề này? Với nội dung tập trung vào những khía cạnh quan trọng của việc thiết kế giám sát hình ảnh, không nghiên cứu quá sâu vào chi tiết và những trường hợp thiết kế cụ thể, các thông tin cơ bản trong bài viết này sẽ giúp bạn.
Dưới đây là 8 vấn đề cơ bản bạn cần tham khảo trước khi đưa ra quyết định thiết kế một giải pháp giám sát hình ảnh:
- Nên dùng loại camera nào?
- Làm thế nào để kết nối camera vào hệ thống quản lý hình ảnh?
- Nên sử dụng hệ thống quản lý hình ảnh nào?
- Nên sử dụng kiểu lưu trữ nào?
- Nên ghi hình ảnh như thế nào?
- Nên sử dụng loại phân tích hình ảnh nào?
- Nên xem hình ảnh giám sát như thế nào?
- Làm thế nào để tích hợp hệ thống camera giám sát với những hệ thống khác?
1. Camera
Camera - theo nghĩa đen - là "con mắt" của hệ thống giám sát hình ảnh, được triển khai trong những khu vực quan trọng nhằm ghi lại hình ảnh có liên quan. Hai nguyên tắc cơ bản trong triển khai camera: (1) sử dụng tại các điểm "chokepoints" và (2) bảo vệ tài sản.
(1) "Chokepoints" là những địa điểm mà người hoặc xe phải vượt qua nếu muốn đi vào một khu vực nhất định. Ví dụ: cổng ra vào, hành lang và đường xe chạy vào gara. Đặt camera tại "chokepoints" là cách đầu tư chi phí hiệu quả, giúp kiểm soát người ra vào một cách dễ dàng.
(2) Tài sản là các đồ vật cụ thể hoặc các khu vực cần được bảo vệ. Ví dụ: két sắt, khu vực hàng hóa, khu vực diễn ra các hoạt động quan trọng như quầy thu tiền mặt, các điểm đỗ xe hoặc hành lang... Tất cả những gì đã được định nghĩa là tài sản đều cần được bạn quan tâm và bảo vệ.
Xu hướng lớn nhất trong giám sát hình ảnh hiện nay là chuyển từ camera analog sang camera IP. Trong tất cả các camera giám sát được số hóa để xem và ghi lại hình ảnh trên máy tính, chỉ có camera IP có thể số hóa hình ảnh bên trong camera. Quan trọng hơn, camera IP hỗ trợ megapixel còn analog thì không. Đây chính là những ưu điểm thúc đẩy camera IP nhanh chóng phát triển trong thị trường giám sát chuyên nghiệp.
Hầu hết các tổ chức thường sử dụng nhiều loại camera khác nhau cho từng khu vực cụ thể. Ví dụ: một tổ chức có thể sử dụng camera hồng ngoại cố định gắn xung quanh đường bao ngoài với một PTZ nhìn ra bãi đậu xe. Khu vực bên trong, có thể dùng một camera megapixel cố định giám sát toàn bộ nhà kho cùng một số camera IP cố định bao phủ các lối vào và hành lang.
2. Kết nối với hệ thống quản lý hình ảnh
Trong các hệ thống giám sát hình ảnh chuyên nghiệp, hầu hết camera luôn được kết nối với hệ thống quản lý hình ảnh nhằm mục đích ghi hình và quản lý truy cập hình ảnh. Có hai đặc điểm chính quyết định việc kết nối:
IP vs. Analog: Video có thể được truyền qua mạng máy tính (IP) hoặc theo kiểu analog truyền thống. Ngày nay, tín hiệu analog được sử dụng để truyền tải hầu hết các luồng dữ liệu hình ảnh, nhưng xu hướng chuyển sang sử dụng tín hiệu IP đang diễn ra nhanh chóng. Trong năm 2012, đối với các dự án giám sát chuyên nghiệp mới, thị trường đã nghiêng hẳn sang IP.
Wired vs Wireless: Dù bạn đang sử dụng IP hoặc analog, hình ảnh đều có thể được truyền qua cáp hoặc qua mạng không dây (sóng wifi). Hiện tại, hơn 90% hình ảnh được truyền qua cáp vì đây là cách truyền tải hình ảnh rẻ nhất và đáng tin cậy nhất. Tuy nhiên trong trường hợp việc triển khai cáp mạng vượt quá mức chi phí cho phép với một số ứng dụng như bãi đỗ xe, đường hàng rào hoặc các tòa nhà từ xa, việc truyền hình ảnh qua mạng không dây đang dần là một lựa chọn ưu thế.
3. Hệ thống quản lý hình ảnh
Hệ thống quản lý hình ảnh là trung tâm của giải pháp giám sát hình ảnh, có nhiệm vụ nhận dữ liệu hình ảnh từ camera, lưu trữ các video và quản lý việc phân phối hình ảnh đến người xem.
Có 4 tùy chọn cơ bản trong hệ thống quản lý hình ảnh. Thông thường có thể lựa chọn 1 trong 4 tùy chọn này. Tuy nhiên, cũng có thể kết hợp nhiều loại nếu doanh nghiệp có điều kiện chuyển từ loại này sang loại khác.
DVR là thiết bị dựa trên nền tảng máy tính, được tạo ra với mục đích kết hợp phần mềm, phần cứng và lưu trữ hình ảnh - tất cả trong một. Theo mặc định, chúng chỉ chấp nhận luồng dữ liệu từ camera analog. Hầu hết các DVR ngày nay đều hỗ trợ xem từ xa qua Internet. Tuy nhiên, xu hướng sử dụng DVR sẽ ngày cảng giảm xuống và chuyển đến 1 trong 3 thiết bị được nêu dưới đây.
HDVRs hoặc hybrid DVR là những DVR thông thường nhưng có hỗ trợ thêm cho camera IP. Chúng có tất cả các chức năng của một DVR được liệt kê ở trên, cộng thêm các chức năng hỗ trợ cho camera IP và megapixel. Hầu hết các DVR có thể được nâng cấp phần mềm để trở thành HDVRs. Việc nâng cấp này đang trở thành một xu hướng quan trọng và thu hút người dùng vì chi phí chuyển đổi khá thấp (giúp hỗ trợ trực tiếp cho camera analog và IP).
NVRs có tất cả cách thức quản lý và lưu trữ giống như DVRs, ngoại trừ chức năng hỗ trợ cho camera. DVR chỉ hỗ trợ camera analog còn NVR chỉ hỗ trợ camera IP. Nếu muốn NRV hỗ trợ cho camera analog, cần phải sử dụng một bộ mã hóa.
Video Management Software (VMS) là một ứng dụng phần mềm như Word hoặc Excel. Không giống như DVR hoặc NVRs, phần mềm VMS không đi kèm với bất kỳ phần cứng hoặc lưu trữ nào. Người sử dụng phải tải và cài đặt phần mềm cho máy tính/server. Điều này cung cấp nhiều thuận tiện và chi phí thấp hơn so với sử dụng các thiết bị DVR/NVR. Tuy nhiên, giải pháp này đi kèm với sự phức tạp và mất thời gian trong việc thiết lập cũng như tối ưu hóa hệ thống. Mặc dù vậy, phần mềm VMS vẫn đang trở thành phương pháp ghi hình được sử dụng phổ biến nhất trong các triển khai mới.
4. Lưu trữ
Hầu hết hình ảnh giám sát luôn được lưu trữ để dành cho việc xem xét và làm bằng chứng. Thời gian lưu trữ trung bình khoảng 30 ngày. Tuy nhiên, một số ít các tổ chức có nhu cầu sử dụng lưu trữ ngắn hơn (7 ngày) hoặc lâu hơn (một số lên tới vài năm).
Dù chi phí lưu trữ ngày càng rẻ hơn, nhưng nhu cầu giám sát hình ảnh lại đòi hỏi một con số khổng lồ về dung lượng lưu trữ. Hãy so sánh: dịch vụ email của Google cung cấp khoảng 7 GB dung lượng lưu trữ email miễn phí. Đây được coi là một dung lượng lớn dành cho email. Tuy nhiên, một camera duy nhất có thể dùng lượng lưu trữ nhiều hơn 7GB trong một ngày. Việc cần một lượng lưu trữ lớn là khá phổ biến đối với các hệ thống giám sát hình ảnh nhằm đáp ứng nhiều TBs lưu trữ với nhiều camera. Do đó, tổng phí lưu trữ trở thành một con số đáng kể, nhiều kỹ thuật đã được áp dụng nhằm tối ưu hóa việc sử dụng dung lượng lưu trữ.
4 loại lưu trữ cơ bản:
- Lưu trữ nội bộ (Internal) sử dụng ổ đĩa cứng gắn bên trong của NVR, DVR hoặc máy chủ. Hiện tại, đây vẫn là hình thức lưu trữ phổ biến nhất. Thông thường, lưu trữ nội bộ sử dụng dung lượng ổ đĩa cứng phổ biến là 2 TB, mức dung lượng tổng có thể từ 4TB đến 8TB. Lưu trữ nội bộ là lựa chọn rẻ nhất nhưng cũng có ít khả năng mở rộng hơn so với các tùy chọn khác.
- Lưu trữ gắn kèm trực tiếp (Directly attached storage) là ổ đĩa cứng lưu trữ nằm bên ngoài NVR, DVR hoặc máy chủ. Các thiết bị lưu trữ như NAS hoặc SAN được sử dụng để quản lý ổ đĩa cứng. Giải pháp này cung cấp khả năng mở rộng nhiều hơn, có tính linh hoạt và dự phòng tốt hơn. Tuy nhiên, chi phí cho mỗi TB thường cao hơn so với lưu trữ nội bộ.
- Lưu trữ mạng (Networked Storage), chẳng hạn như NAS hay SAN, dựa trên nền tảng IP trong việc lưu trữ hình ảnh với số lượng camera lớn. Đa số DVRs, NVRs hoặc các máy chủ đều có thể truyền hình ảnh đến những cụm lưu trữ. Chúng cung cấp khả năng lưu trữ hiệu quả, linh hoạt và dễ dàng mở rộng với một số lượng camera rất lớn.
- Lưu trữ bên trong camera (Onboard Camera) cho phép lưu trữ hình ảnh trực tiếp bên trong camera, thường sử dụng bằng thẻ SD và thỉnh thoảng dùng ổ đĩa cứng. Với phương pháp này, các camera có thể lưu trữ hình ảnh trực tiếp tại camera, giảm việc phụ thuộc và sử dụng mạng. Trong số 4 loại, đây là loại lưu trữ ít được sử dụng nhất nhưng có tiềm năng phát triển lớn nhất trong tương lai.
5. Ghi hình
Người sử dụng thường phải đối mặt với 3 lựa chọn quan trọng khi quyết định nên ghi hình như thế nào:
Ghi hình với độ phân giải nào?
Độ phân giải được giới hạn theo những gì mà các camera có thể ghi lại. Nếu sử dụng một camera Standard Definition, bạn không bao giờ có thể ghi hình ở độ phân giải cao. Trên thực tế, người dùng thường chọn ghi hình ở độ phân giải cao nhất của camera.
Nên ghi hình liên tục hay ghi hình dựa vào chuyển động?
Cả hai cách này đều có sự đánh đổi. Ghi hình liên tục đảm bảo hình ảnh luôn được ghi đầy đủ, nhưng sẽ lãng phí không gian lưu trữ. Ghi hình dựa vào chuyển động giúp tiết kiệm đáng kể dung lượng lưu trữ, nhưng nguy cơ các hình ảnh quan trọng có thể bị mất lại gia tăng. Hiện nay, hầu hết các hệ thống thường sử dụng ghi hình dựa vào chuyển động.
Nên chọn tốc độ khung hình nào?
Việc quan trọng cuối cùng khi thiết lập chế độ ghi hình là lựa chọn tốc độ khung hình. Bạn có thể sử dụng tốc độ khung hình thấp khoảng 1fps hoặc có thể tăng lên sử dụng ở mức 30fps như truyền hình. Theo số liệu thống kê của chúng tôi về cách sử dụng tốc độ khung hình cho thấy, 6-10 fps là tốc độ phổ biến nhất.
Năm vấn đề cơ bản nêu trên thường được quan tâm nhiều nhất trong việc thiết kế một giải pháp giám sát hình ảnh. Tuy nhiên, người thiết kế cũng nên tham khảo thêm vài vấn đề bên dưới để có cái nhìn toàn diện về một hệ thống giám sát hình ảnh.
6. Phân tích hình ảnh
Phân tích hình ảnh giúp xem xét một cách cẩn thận các luồng hình ảnh được ghi nhằm mục đích: (1) tối ưu hóa lưu trữ hoặc (2) xác định các sự kiện đe dọa/quan tâm.
Tối ưu hóa lưu trữ là ứng dụng được sử dụng phổ biến nhất của phân tích hình ảnh. Trong thiết lập đơn giản nhất của mình, phân tích hình ảnh giúp kiểm tra luồng dữ liệu hình ảnh nhằm xác định những thay đổi trong chuyển động. Dựa trên sự có mặt hay vắng mặt của chuyển động, hệ thống quản lý hình ảnh có thể quyết định không lưu trữ video hoặc lưu trữ video ở tốc độ khung hình/độ phân giải thấp hơn.
Khi giám sát hình ảnh ghi lại các vị trí không có hoạt động trong thời gian dài (như hành lang và cầu thang, các tòa nhà khi đã đóng cửa...), việc sử dụng phân tích chuyển động có thể giúp giảm dung lượng lưu trữ từ 60% - 80% so với ghi hình liên tục.
Việc xác định các sự kiện đe dọa/quan tâm là một tính năng "lý thú" và được mong đợi nhất của phân tích hình ảnh. Điển hình của việc xác định các sự kiện đe dọa/quan tâm này là khả năng phát hiện sự vi phạm ngoài khu vực đã được xác định trước, vật bị bỏ rơi, đếm người và nhận dạng biển số xe. Phân tích hình ảnh giúp bạn chủ động xác định sự cố an ninh và ngăn chặn chúng tiếp diễn. Ví dụ: xác định được nơi tên trộm sẽ nhảy qua hàng rào để bạn có thể ngăn chặn chúng trong thời gian thực, nhận dạng biển số xe giúp xác định xe của tội phạm đang bị truy nã, nhờ đó tóm được anh ta dễ dàng hơn.
Tuy nhiên trong thời gian qua, phân tích hình ảnh chỉ mang đến cho khách hàng sự thất vọng vì nhiều lý do khác nhau. Trong khi nhiều nhà quan sát tin rằng nhu cầu đối với phân tích hình ảnh sẽ được cải thiện, thực tế lại cho thấy thị trường phân tích hình ảnh đang bị thu hẹp dần (do phản ứng của khách hàng với các lỗi của hệ thống phân tích hình ảnh và chi phí quá cao).
7. Xem hình ảnh
Việc giám sát hình ảnh cuối cùng sẽ được xem bởi con người. Tuy nhiên, hầu hết các đoạn hình ảnh giám sát thường không bao giờ được xem. Các hình ảnh hiếm hoi được xem thường phục vụ cho mục tiêu điều tra trong quá khứ. Cũng có một vài hình ảnh giám sát được xem trực tiếp và liên tục, thường dùng trong bán lẻ (để nhận ra kẻ cắp giả dạng khách hàng) và giám sát công cộng (nhằm xác định các mối đe dọa liên quan đến tội phạm). Hầu hết các giám sát hình ảnh trực tiếp được thực hiện một cách định kỳ nhằm đối phó với những mối đe dọa bên trong chính tổ chức, hoặc để kiểm tra về tình trạng của một cơ sở từ xa. 3 lựa chọn cơ bản phổ biến của việc xem hình ảnh:
- Xem cục bộ (Local Viewing) trực tiếp từ DVR, NVR hoặc máy chủ là cách thức lý tưởng để dễ dàng quan sát các khu vực nhỏ. Xem cục bộ cho phép hệ thống quản lý hình ảnh tăng gấp đôi điểm quan sát, giúp bạn tiết kiệm chi phí trong việc thiết lập hoặc sử dụng máy tính. Cách tiếp cận này được dùng phổ biến trong các điểm bán lẻ, ngân hàng và doanh nghiệp nhỏ.
- Xem qua máy tính từ xa (Remote PC Viewing) là cách xem hình ảnh giám sát phổ biến nhất. Trong cách tiếp cận này, các máy tính tiêu chuẩn được sử dụng để xem trực tiếp và ghi lại hình ảnh thông qua một ứng dụng độc quyền được cài đặt trên máy tính hoặc trình duyệt web.
- Xem trên di động (Mobile Viewing) cho phép các nhà giám sát an ninh kiểm tra hình ảnh giám sát ngay lập tức. Khi máy bộ đàm và bảo vệ lưu động là phổ biến trong an ninh, việc xem qua điện thoại di động ngày càng có tiềm năng lớn.
8. Tích hợp hình ảnh với những hệ thống khác
Nhiều tổ chức sử dụng giám sát hình ảnh một cách độc lập, họ đơn giản chỉ giám sát hình ảnh thông qua các ứng dụng dành cho khách hàng của hệ thống quản lý hình ảnh. Tuy nhiên, với các tổ chức lớn và những người có nhu cầu cao về đảm bảo an ninh, đây là cách dùng không hiệu quả và rất lạc hậu. Thay vào đó, các tổ chức này đòi hỏi cách tiếp cận tương tự như hình ảnh hoạt động thông thường của quân sự (COP), nơi có rất nhiều hệ thống an ninh được hiển thị trên một giao diện đơn.
Có 3 hệ thống thường được cung cấp tích hợp với giám sát hình ảnh: Access Control, PSIM (Physical Security Information Management), Video Management System.
0 comments:
Post a Comment