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Gua tcnica de vdeo IP.

Factores y tcnicas a considerar para un correcto uso de las aplicaciones de vigilancia y monitorizacin remota basadas en IP.

2

Bienvenido a la gua tcnica de vdeo en red de AxisEl avance hacia los sistemas de vdeo abiertos, combinados con los beneficios de las imgenes digitales a travs de una red IP y cmaras inteligentes, constituye un medio de vigilancia, seguridad y monitorizacin remota mucho ms efectivo que los conseguidos hasta el momento. El vdeo en red ofrece todo lo que el vdeo analgico proporciona, adems de una amplia gama de funciones y caractersticas innovadoras que slo son posibles con la tecnologa digital. Antes de configurar su propio sistema, deber tener en cuenta qu caractersticas se necesitan. Asimismo, tambin es importante tener en cuenta factores tales como el rendimiento, la interoperabilidad, la escalabilidad, la flexibilidad y una funcionalidad adaptada al futuro. Esta gua le llevar paso a paso a travs de estos factores, ayudndole a lograr una solucin que saque el mximo partido del potencial de la tecnologa de vdeo IP.Lo mejor del vdeo en red Axis es el lder mundial del mercado de vdeo en red. Fuimos la primera empresa en aportar las ventajas de la tecnologa IP a las aplicaciones profesionales de vigilancia por vdeo y supervisin remota, con la presentacin de la primera cmara de red del mundo, en el ao 1996. Con ms de dos dcadas de experiencia en tecnologas de red, la mayor base instalada de productos de vdeo en red, as como asociaciones afianzadas con empresas lderes en todos los continentes, Axis es el socio de vdeo en red ms indicado. Soluciones flexibles y ampliables Al utilizar estndares de tecnologa abiertos que permiten una integracin y escalabilidad de forma sencilla, Axis ofrece un amplio abanico de soluciones de vdeo en red para aplicaciones de vigilancia y supervisin remota en una extensa gama de sectores industriales. Nuestra gama de productos avanzados incluye cmaras de red, as como servidores/codificadores de vdeo que permiten una migracin rentable a los mejores productos de la tecnologa de vdeo en red. Nuestra oferta tambin incluye soluciones completas de software de gestin de vdeo y una amplia gama de accesorios.

nDICE

3

ndice1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 1.3.7 1.3.8

Vdeo en red: visin general, ventajas y aplicaciones 7Visin general de un sistema de vdeo en red Ventajas Aplicaciones Comercio minorista Transporte Educacin Industria Vigilancia urbana Seguridad ciudadana Asistencia sanitaria Banca y finanzas 7 8 12 12 12 12 13 13 13 13 14

Cmaras de red2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.6

Qu es una cmara de red? Tipos de cmaras de red Cmaras de red fijas Cmaras de red domo fijas Cmaras PTZ y cmaras domo PTZ Cmaras de red con visin diurna/nocturna Cmaras de red con resolucin megapxel Directrices para seleccionar una cmara de red

15

15 16 17 17 18 21 23 24 27 28 28 30 31 31 32 33 34 34 34 35 35 35 36 37 37 37 37 38

Elementos de la cmara

Sensibilidad lumnica Elementos del objetivo Campo de visin Adecuacin del objetivo y del sensor Estndares de montura de objetivo Nmero F y exposicin Iris manual o automtico Profundidad de campo Sensores de imagen Tecnologa CCD Tecnologa CMOS Sensores megapxel Tcnicas de barrido de imgenes Barrido entrelazado Barrido progresivo Procesamiento de la imagen Compensacin de contraluz Zonas de exposicin Alcance amplio y dinmico Instalacin de una cmara de red

27

4

nDICE Proteccin de la cmara y carcasas4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4

Carcasas para cmaras en general Cubiertas transparentes Colocacin de una cmara fija en una carcasa Proteccin medioambiental Proteccin contra vandalismo y manipulacin Diseo de la cmara/carcasa Montaje Colocacin de la cmara Vdeo inteligente Tipos de montaje Montaje en techos Montaje en pared Montajes en poste Montaje en parapeto

39

39 40 40 41 41 42 42 43 43 43 43 44 44 44

Codificadores de vdeo5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 6.1 6.2 6.3 6.4

Qu es un codificador de vdeo? Componentes y consideraciones del codificador de vdeo Gestin de eventos y vdeo inteligente Codificadores de vdeo independientes Codificadores de vdeo montados en rack Codificadores de vdeo con cmaras PTZ y cmaras domo PTZ Tcnicas de desentrelazado Decodificador de vdeo Resoluciones nTSC y PAL Resoluciones VGA Resolucin megapxel Resoluciones de televisin de alta definicin (HDTV)

4545 46 47 47 48 49 49 50

Resoluciones

51

51 52 53 54 55 55 56 59 59 60 60 61 61

7.1 7.1.1 7.1.2 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.3 7.4 8.1 8.2 8.3 8.3.1

Compresin de vdeo

Conceptos bsicos de la compresin Cdec de vdeo Compresin de imagen vs. compresin de vdeo Formatos de compresin Motion JPEG MPEG-4 H.264 o MPEG-4 Part 10/AVC Frecuencia de bits variable y constante Comparacin de estndares

55

Audio

Aplicaciones de audio Soporte de audio y equipo Modos de audio Smplex

63

63 64 65 65

nDICE8.3.2 8.3.3 8.4 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3 8.6 9.1 9.1.1 9.1.2. 9.1.3 9.2 9.2.1 9.2.2 9.3 9.4 9.5 9.5.1 9.5.2 9.5.3 9.5.4 9.5.5 Semidplex Dplex completo Alarma por deteccin de audio Compresin de audio Frecuencia de muestreo Frecuencia de bits Cdecs de audio Sincronizacin de audio y vdeo Red de rea local y Ethernet Tipos de redes Ethernet Conmutador Alimentacin a travs de Ethernet Internet Direcciones IP Protocolos de transporte de datos para vdeo en red VLAn Calidad de servicio Seguridad de red Autenticacin mediante nombre de usuario y contrasea Filtro de direcciones IP IEEE 802.1X HTTPS o SSL/TLS VPN (Red privada virtual) 66 66 66 67 67 67 67 67

5

Tecnologas de red

69

69 70 71 73 75 76 80 82 82 84 84 84 84 85 85

Tecnologa inalmbrica10.1 10.2 10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.3

Estndares WLAn 802.11 Seguridad WLAn WEP (Wired Equivalent Privacy) WPA/WPA2 (WiFi Protected Access) Recomendaciones Puentes inalmbricos

8788 88 89 89 89 89

11.1 11.1.1 11.1.2 11.2 11.2.1 11.2.2 11.2.3 11.2.4 11.2.5 11.3 11.3.1 11.3.2 11.3.3 11.3.4

Sistemas de gestin de vdeo

Plataformas de hardware Plataforma de servidor de PC Plataforma NVR Plataformas de software Funcionalidad incorporada Software basado en cliente de Windows Software basado en Web Escalabilidad de software de gestin de vdeo Software abierto vs. especfico de proveedor Caractersticas del sistema Visualizacin Multisecuencias Grabacin de vdeo Grabacin y almacenamiento

9191 91 92 93 93 94 94 94 94 95 95 96 96 97

6

nDICE11.3.5 11.3.6 11.3.7 11.4 11.4.1 11.4.2 11.4.3 11.4.4 11.4.5 11.4.6 Gestin de eventos y vdeo inteligente Caractersticas de administracin y gestin Seguridad Sistemas integrados Interfaz de programacin de aplicaciones Punto de venta Control de acceso Gestin de edificios Sistemas de control industrial RFID 97 102 103 104 104 104 105 105 106 106

12.1 12.1.1 12.1.2 12.2 12.3 12.4 12.5

Consideraciones sobre ancho de banda y almacenamiento

Clculo de ancho de banda y almacenamiento Requisitos de ancho de banda Calcular requisitos de almacenamiento Almacenamiento basado en el servidor nAS y SAn Almacenamiento redundante Configuraciones de sistema

107

107 107 108 110 110 112 113

Herramientas y recursos Academia de Axis Communications Informacin de contacto

115 117 118

VDEo En RED: VISIn GEnERAL, VEnTAjAS y APLICACIonES - CAPTuLo 1

7

Vdeo en red: visin general, ventajas y aplicacionesEl vdeo en red, al igual que muchos otros tipos de comunicaciones como son el correo electrnico, los servicios Web y la telefona por ordenador, se realiza a travs de redes IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet) cableadas o inalmbricas. El vdeo en red y las transmisiones de audio, as como otros datos, se efectan a travs de la misma infraestructura de red. El vdeo en red proporciona a los usuarios, en particular a los del sector de vigilancia y seguridad, muchas ventajas con respecto a los sistemas CCTV (circuito cerrado de televisin) analgicos tradicionales. Este captulo ofrece una visin general del vdeo en red, as como sus ventajas y aplicaciones en diversos sectores industriales. A menudo se realizan comparaciones con un sistema de videovigilancia analgico con el fin de proporcionar una mejor comprensin del mbito y el potencial de un sistema de vdeo en red digital.

1.1

Visin general de un sistema de vdeo en red

El vdeo en red, a menudo denominado videovigilancia basada en IP o vigilancia IP tal como se aplica en el sector de la seguridad, utiliza una red IP inalmbrica o con cable como red troncal para transportar vdeo y audio digital, y otros datos. Cuando se aplica la tecnologa de alimentacin a travs de Ethernet (PoE), la red tambin se puede utilizar para transportar alimentacin a los productos de vdeo en red. Un sistema de vdeo en red permite supervisar vdeo y grabarlo desde cualquier lugar de la red, tanto si se trata por ejemplo de una red de rea local (LAN) o de una red de rea extensa (WAN) como Internet.

8

CAPTuLo 1 - VDEo En RED: VISIn GEnERAL, VEnTAjAS y APLICACIonESCmaras de red Axis Hogar OficinaI/OAUDIO

1

2

3

4

5

6

OUT IN

Codificadores de vdeo AxisPS1NETWORKACTIVITY

RED IP

INTERNET

Navegador Web

PS2

0 -

Power-one

1LOOP

2

3

4

FANS

FNP 30100-240 AC 50-50 Hz 4-2 A AC

0 -

Power-one

FNP 30100-240 50-50 Hz 4-2 A AC

AXIS Q7900 Rack

POWER

POWER

AXIS Q7406 Video Encoder Blade

AXIS Q7406 Video Encoder Blade

Cmaras analgicas

Ordenador con navegador Web

Ordenador con software de gestin de vdeo

Figura 1.1a Un sistema de vdeo en red se compone de muchos componentes diferentes, como las cmaras de red, los codificadores de vdeo y el software de gestin de vdeo. Los dems componentes, incluidos la red, el almacenamiento y los servidores, forman parte del equipo de TI estndar.

Los componentes bsicos de un sistema de vdeo en red son la cmara de red, el codificador de vdeo (que se utiliza para la conexin a cmaras analgicas), la red, el servidor y el almacenamiento, as como el software de gestin de vdeo. Como la cmara de red y el codificador de vdeo son equipos basados en ordenadores, cuentan con capacidades que no pueden compararse con las de una cmara CCTV analgica. La cmara de red, el codificador de vdeo y el software de gestin de vdeo se consideran las piedras angulares de toda solucin de vigilancia IP. Los componentes de red, servidor y almacenamiento forman parte del equipo de TI estndar. La posibilidad de utilizar un equipo listo para su uso comn constituye una de las ventajas principales del vdeo en red. Otros componentes de un sistema de vdeo en red incluyen accesorios, como carcasas para cmaras y midspans PoE y splitters activos. Cada componente de vdeo en red se trata con ms detalle en otros captulos.

1.2

Ventajas

El sistema de videovigilancia de red digital ofrece toda una serie de ventajas y funcionalidades avanzadas que no puede proporcionar un sistema de videovigilancia analgico. Entre las ventajas se incluyen la accesibilidad remota, la alta calidad de imagen, la gestin de eventos y las capacidades de vdeo inteligente, as como las posibilidades de una integracin sencilla y una escalabilidad, flexibilidad y rentabilidad mejoradas. > Accesibilidad remota: Se pueden configurar las cmaras de red y los codificadores y acceder a ellos de forma remota, lo que permite a diferentes usuarios autorizados visualizar vdeo en vivo y grabado en cualquier momento y desde prcticamente cualquier ubicacin en red del mundo. Esto resulta ventajoso si los usuarios quisieran que otra empresa, como por ejemplo

VDEo En RED: VISIn GEnERAL, VEnTAjAS y APLICACIonES - CAPTuLo 1

9

una empresa de seguridad, tuviera tambin acceso al vdeo. En un sistema CCTV analgico tradicional, los usuarios necesitaran encontrarse en una ubicacin de supervisin in situ para ver y gestionar vdeo, y el acceso al vdeo desde fuera del centro no sera posible sin un equipo como un codificador de vdeo o un grabador de vdeo digital (DVR) de red. Un DVR es el sustituto digital de la grabadora de cintas de vdeo. > Alta calidad de imagen: En una aplicacin de videovigilancia, es esencial una alta calidad de imagen para poder capturar con claridad un incidente en curso e identificar a las personas u objetos implicados. Con las tecnologas de barrido progresivo y megapxel, una cmara de red puede producir una mejor calidad de imagen y una resolucin ms alta que una cmara CCTV analgica. Para obtener ms informacin sobre el barrido progresivo y la tecnologa megapxel, consulte los captulos 2, 3 y 6. Asimismo, la calidad de la imagen se puede mantener ms fcilmente en un sistema de vdeo en red que en uno de vigilancia analgica. Con los sistemas analgicos actuales que utilizan un DVR como medio de grabacin, se realizan muchas conversiones analgicas a digitales: en primer lugar, se convierten en la cmara las seales analgicas a digitales y despus otra vez a analgicas para su transporte; despus, las seales analgicas se digitalizan para su grabacin. Las imgenes capturadas se degradan con cada conversin entre los formatos analgico y digital, as como con la distancia de los cables. Cuanto ms lejos tienen que viajar las seales de vdeo, tanto ms dbiles se vuelven. En un sistema de vigilancia IP digital completo, las imgenes de una cmara de red se digitalizan una vez y se mantienen en formato digital sin conversiones innecesarias y sin degradacin de las imgenes debido a la distancia que recorren por una red. Adems, las imgenes digitales se pueden almacenar y recuperar ms fcilmente que en los casos en los que se utilizan cintas de vdeo analgicas. > Gestin de eventos y vdeo inteligente: A menudo existe demasiado material de vdeo grabado y una falta de tiempo suficiente para analizarlo adecuadamente. Las cmaras de red y los codificadores de vdeo avanzados con inteligencia o anlisis integrado pueden ocuparse de este problema al reducir la cantidad de grabaciones sin inters y permitir respuestas pro gramadas. Este tipo de funcionalidad no est disponible en un sistema analgico. Las cmaras de red y los codificadores de vdeo de Axis incluyen funciones integradas como la deteccin de movimiento por vdeo, alarma de deteccin de audio, Alarma antimanipulacin activa, conexiones de entrada y salida (E/S) y funcionalidades de gestin de alarmas y eventos. Estas funciones permiten que las cmaras de red y los codificadores de vdeo analicen de manera constante las entradas para detectar un evento y responder automticamente a ste con acciones como la grabacin de vdeo y el envo de notificaciones de alarma.

10 CAPTuLo 1 - VDEo En RED: VISIn GEnERAL, VEnTAjAS y APLICACIonES

Figura 1.2a Configuracin de un activador de eventos mediante la interfaz de usuario de una cmara de red.

Las funcionalidades de gestin de eventos se pueden configurar mediante la interfaz de usuario del producto de vdeo en red o a travs de un programa de software de gestin de vdeo. Los usuarios pueden definir las alarmas o eventos configurando el tipo de activadores que se utilizarn as como en qu momento. Asimismo, se pueden configurar las respuestas (p. ej., la grabacin en uno o varios sitios, tanto si es local como si es fuera del centro por motivos de seguridad; la activacin de dispositivos externos como alarmas, luces y puertas; y el envo de mensajes a los usuarios). Para obtener ms informacin sobre la gestin de vdeo, consulte el Captulo 11. > Integracin sencilla y preparada para el futuro: Los productos de vdeo en red basados en estndares abiertos se pueden integrar fcilmente con sistemas de informacin basados en ordenadores y Ethernet, sistemas de audio o de seguridad y otros dispositivos digitales, adems del software de gestin de vdeo y de la aplicacin. Por ejemplo, el vdeo de una cmara de red se puede integrar en un sistema de punto de venta o en un sistema de gestin de edificios. Para obtener ms informacin sobre los sistemas integrados, consulte el Captulo 11. > Escalabilidad y flexibilidad: Un sistema de vdeo en red puede crecer a la vez que las necesidades del usuario. Los sistemas basados en IP ofrecen a muchas cmaras de red y codificadores de vdeo, as como a otros tipos de aplicaciones, una manera de compartir la misma red inalmbrica o con cable para la comunicacin de datos; de este modo, se puede aadir al sistema

VDEo En RED: VISIn GEnERAL, VEnTAjAS y APLICACIonES - CAPTuLo 1 11 cualquier cantidad de productos de vdeo en red sin que ello suponga cambios significativos o costosos para la infraestructura de red. Esto no sucede con un sistema analgico. En un sistema de vdeo analgico, se debe extender un cable coaxial directamente desde cada cmara a un puesto de visualizacin o grabacin. Asimismo, se deben usar cables de audio independientes si se requiere audio. Los productos de vdeo en red tambin se pueden implementar y utilizar en red desde prcticamente cualquier lugar, y el sistema puede ser tan abierto o cerrado como se necesite. > Rentabilidad de la inversin: Un sistema de vigilancia IP tiene normalmente un coste total de propiedad inferior al de un sistema CCTV analgico tradicional. Una infraestructura de red IP a menudo ya est implementada y se utiliza para otras aplicaciones dentro de una organizacin, por lo que una aplicacin de vdeo en red puede aprovechar la infraestructura existente. Las redes basadas en IP y las opciones inalmbricas constituyen adems alternativas mucho menos caras que el cableado coaxial y de fibra tradicionales utilizados por un sistema CCTV analgico. Por otro lado, las transmisiones de vdeo digitales se pueden encaminar por todo el mundo mediante una gran variedad de infraestructuras interoperativas. Los costes de gestin y equipos tambin son menores ya que las aplicaciones back-end y el almacenamiento se ejecutan en servidores basados en sistemas abiertos, de estndar industrial, no en hardware propietario como un DVR en el caso de un sistema CCTV analgico. Adems, la tecnologa PoE (Alimentacin a travs de Ethernet), que no se puede aplicar a un sistema de vdeo analgico, se puede utilizar en un sistema de vdeo en red. PoE permite a los dispositivos en red recibir alimentacin de un conmutador o midspan compatible con PoE a travs del mismo cable Ethernet que transporta los datos (vdeo). Ofrece un ahorro sustancial en los costes de instalacin y puede aumentar la fiabilidad del sistema. Para obtener ms informacin sobre PoE, consulte el Captulo 9.

Cmara de red con PoE integrado3115

Cmara de red sin PoE integrado Splitter activo Conmutador compatible con PoE Alimentacin a travs de Ethernet Ethernet

Sistema de alimentacin ininterrumpida (SAI) Alimentacin

Figura 1.2b Un sistema que utiliza la Alimentacin a travs de Ethernet.

12 CAPTuLo 1 - VDEo En RED: VISIn GEnERAL, VEnTAjAS y APLICACIonES

1.3

Aplicaciones

El vdeo en red se puede utilizar en un nmero casi ilimitado de aplicaciones; sin embargo, la mayora de sus usos quedan dentro del mbito de la vigilancia y seguridad o la supervisin remota de personas, lugares, propiedades y operaciones. A continuacin, se muestran algunas posibilidades de aplicacin habituales en sectores industriales clave.

1.3.1

Comercio minorista

Los sistemas de vdeo en red de las tiendas minoristas pueden reducir de manera significativa los robos, mejorar la seguridad del personal y optimizar la gestin de la tienda. Una ventaja importante del vdeo en red es que se puede integrar con un sistema de vigilancia electrnica de artculos (EAS) o un sistema de punto de venta (TPV) de una tienda para proporcionar una imagen y una grabacin de las actividades relacionadas con las prdidas. El sistema puede permitir la rpida deteccin de incidentes potenciales, as como cualquier falsa alarma. El vdeo en red tambin ofrece un alto nivel de interoperatibilidad y una rentabilidad de la inversin ms rpida. Asimismo, el vdeo en red puede ayudar a identificar las reas ms populares de una tienda y proporcionar una grabacin de la actividad de los consumidores as como de los comportamientos de compras que ayudarn a optimizar la distribucin de una tienda o expositor. Adems, se puede utilizar para identificar cundo es necesario reponer las estanteras y cundo hay que abrir nuevas cajas registradoras debido a las largas colas.

1.3.2

Transporte

El vdeo en red puede mejorar la seguridad personal y la seguridad general en aeropuertos, autopistas, estaciones de trenes y otros sistemas de transporte, as como en el transporte mvil, como en autobuses, trenes y cruceros. El vdeo en red puede utilizarse tambin para supervisar las condiciones de trfico con el fin de reducir los atascos y mejorar la eficacia. Muchas instalaciones del sector del transporte utilizan nicamente los mejores sistemas, lo que supone una alta calidad de imagen (que puede ofrecer la tecnologa de barrido progresivo en las cmaras de red), elevadas velocidades de imagen y largos tiempos de retencin. En algunos entornos exigentes como en autobuses y trenes, Axis ofrece cmaras de red que pueden soportar diversas temperaturas, humedad, polvo, vibraciones y actos de vandalismo.

1.3.3

EducacinDesde centros de guardera infantil hasta universidades, los sistemas de vdeo en red han ayudado a impedir los actos vandlicos y a aumentar la seguridad del personal y de los estudiantes. En los centros educativos en los que ya existe una infraestructura de TI, el vdeo en red supone una solucin ms favorable y rentable que un sistema analgico porque a menudo no es necesario utilizar cableado nuevo.

VDEo En RED: VISIn GEnERAL, VEnTAjAS y APLICACIonES - CAPTuLo 1 13 Adems, las funciones de gestin de eventos del vdeo en red pueden generar alarmas y proporcionar a los operadores de seguridad imgenes precisas en tiempo real en las que poder basar sus decisiones. El vdeo en red tambin se puede utilizar para el aprendizaje a distancia; por ejemplo, para los estudiantes que no pueden asistir a las clases en persona.

1.3.4

IndustriaEl vdeo en red se puede utilizar para supervisar y aumentar la eficacia de las lneas de produccin, procesos y sistemas de logstica, as como proteger almacenes y sistemas de control de existencias. El vdeo en red puede utilizarse tambin para configurar reuniones virtuales y obtener asistencia tcnica a distancia.

1.3.5

Vigilancia urbanaEl vdeo en red es una de las herramientas ms tiles para luchar contra el crimen y proteger a los ciudadanos. Acta tanto en la deteccin como en la disuasin. La utilizacin de redes inalmbricas ha permitido una eficaz implementacin del vdeo en red en todos los puntos de la ciudad. Las capacidades de vigilancia a distancia del vdeo en red han permitido a la polica responder con rapidez a los crmenes que se cometen en la imagen en vivo.

1.3.6

Seguridad ciudadanaLos productos de vdeo en red se utilizan para proteger todo tipo de edificios pblicos, desde museos y oficinas hasta bibliotecas y prisiones. Las cmaras colocadas en las entradas y salidas de los edificios pueden grabar quin entra y sale las 24 horas del da. Se utilizan para impedir los actos de vandalismo y aumentar la seguridad del personal. Con aplicaciones de vdeo inteligente como el conteo de personas, el vdeo en red puede proporcionar informacin estadstica, como por ejemplo el nmero de visitantes a un edificio.

1.3.7

Asistencia sanitariaEl vdeo en red proporciona soluciones rentables y de alta calidad para la supervisin y la videovigilancia de pacientes, aumenta, adems la seguridad y la proteccin del personal, los pacientes y los visitantes, as como de los recintos. El personal de seguridad autorizado del hospital puede ver el vdeo en directo desde varios lugares, detectar actividad y proporcionar asistencia remota, por ejemplo.

14 CAPTuLo 1 - VDEo En RED: VISIn GEnERAL, VEnTAjAS y APLICACIonES

1.3.8

Banca y finanzasEl vdeo en red se utiliza en las aplicaciones de seguridad de sucursales bancarias, sedes principales y cajeros automticos. Los bancos llevan mucho tiempo utilizando la vigilancia y, aunque la mayora de las instalaciones son an analgicas, el vdeo en red est comenzando a introducirse, sobre todo en los bancos que valoran la alta calidad de imagen y quieren ser capaces de identificar a las personas con facilidad en un vdeo de vigilancia.

El vdeo en red es una tecnologa probada y el cambio de los sistemas analgicos a la vigilancia IP se est produciendo rpidamente en el sector de la videovigilancia. Si desea consultar casos prcticos, visite www.axis.com/success_stories/

CMARAS DE RED - CAPTuLo 2 15

Cmaras de redExiste una amplia gama de cmaras de red diseadas para cumplir gran variedad de requisitos. Este captulo define qu es una cmara de red y describe los distintos tipos de cmara. Asimismo, se proporciona informacin acerca de cmaras de red con visin diurna y nocturna as como de cmaras de red con resolucin megapxel. Al final de este captulo se incluye una gua para seleccionar la cmara que mejor se adapte a sus necesidades. Para obtener ms informacin acerca de los elementos que componen la cmara, consulte el Captulo 3.

2.1

Qu es una cmara de red?

Una cmara de red, tambin llamada cmara IP, puede describirse como una cmara y un ordenador combinados para formar una nica unidad. Los componentes principales que integran este tipo de cmaras de red incluyen un objetivo, un sensor de imagen, uno o ms procesadores y memoria. Los procesadores se utilizan para el procesamiento de la imagen, la compresin, el anlisis de vdeo y para realizar funciones de red. La memoria se utiliza para fines de almacenamiento del firmware de la cmara de red (programa informtico) y para la grabacin local de secuencias de vdeo. Como un ordenador, la cmara de red dispone de su propia direccin IP, est directamente conectada a la red y se puede colocar en cualquier ubicacin en la que exista una conexin de red. Esta caracterstica es la diferencia respecto a una cmara Web, que nicamente puede ejecutarse cuando est conectada a un ordenador personal (PC) por medio del puerto USB o IEE 1394. Asimismo, es necesaria la existencia de software instalado en el PC para que pueda funcionar. Una cmara de red proporciona servidor web, FTP File Transfer Protocol (Protocolo de transferencia de archivos) y funciones de correo electrnico. Tambin incluye gran variedad de protocoles de red IP y de seguridad.

LANCmara de red Axis Conmutador PoE

LAN/Internet

Ordenador con software de gestin de vdeoFigura 2.1a Una cmara de red se conecta directamente a la red.

16 CAPTuLo 2 - CMARAS DE RED Las cmaras de red pueden configurarse para enviar vdeo a travs de una red IP para visualizacin y/o grabacin en directo, ya sea de forma continua, en horas programadas, en un evento concreto o previa solicitud de usuarios autorizados. Las imgenes capturadas pueden secuenciarse como Motion JPEG, MPEG-4 o H.264 utilizando distintos protocolos de red. Asimismo, pueden subirse como imgenes JPEG individuales usando FTP, correo electrnico o HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Para obtener ms informacin acerca de formatos de compresin de vdeo y protocolos de red, consulte los captulos 7 y 9, respectivamente. Adems de capturar vdeo, las cmaras de red Axis ofrecen gestin de eventos y funciones de vdeo inteligentes como deteccin de movimiento, deteccin de audio, alarma antimanipulacin activa y autoseguimiento. La mayora de las cmaras de red tambin dispone de puertos de entrada/salida (E/S) que habilitan las conexiones con dispositivos externos como sensores y rels. Igualmente, pueden incluir prestaciones como funciones de audio y soporte integrado para alimentacin por Ethernet (PoE). Las cmaras de red de Axis, admiten, asimismo, funciones de seguridad avanzada y gestin de red.

Figura 2.1b Vista frontal y posterior de una cmara de red.

2.2

Tipos de cmaras de red

Las cmaras de red se pueden clasificar en funcin de si estn diseadas nicamente para su uso en interiores o para su uso en interiores y exteriores. Las cmaras de red para exteriores suelen tener un objetivo con iris automtico para regular la cantidad de luz a la que se expone el sensor de imagen. Una cmara de exteriores tambin necesitar una carcasa de proteccin externa, salvo que su diseo ya incorpore un cerramiento de proteccin. Las carcasas tambin estn disponibles para cmaras para interiores que requieren proteccin frente a entornos adversos como polvo y humedad y frente a riesgo de vandalismo o manipulacin. En algunos diseos de cmara, las funciones a prueba de vandalismo y manipulaciones ya estn integradas y no requieren ningn tipo de carcasa externa. Para obtener ms informacin acerca de proteccin y carcasas para la cmara, consulte el Captulo 4. Las cmaras de red, diseadas para su uso en interiores o exteriores, pueden clasificarse en cmaras de red fijas, domo fijas, PTZ y domo PTZ.

CMARAS DE RED - CAPTuLo 2 17

2.2.1

Cmaras de red fijas

Una cmara de red fija, que puede entregarse con un objetivo fijo o varifocal, es una cmara que dispone de un campo de vista fijo (normal/telefoto/gran angular) una vez montada. Una cmara fija, por el contrario, es el tipo de cmara tradicional en el que la cmara y la direccin en la que apunta son claramente visibles. Este tipo de cmara es la mejor opcin en aplicaciones en las que resulta til que la cmara est bien visible. Normalmente, las cmaras fijas permiten que se cambien sus objetivos. Pueden instalarse en carcasas diseadas para su uso en instalaciones interiores o exteriores.

Figura 2.2a Cmaras de red fijas que incluyen versiones inalmbricas y megapxel.

2.2.2

Cmaras de red domo fijas

Una cmara domo fija, tambin conocida como mini domo, consta bsicamente de una cmara fija preinstalada en una pequea carcasa domo. La cmara puede enfocar el punto seleccionado en cualquier direccin. La ventaja principal radica en su discreto y disimulado diseo, as como en la dificultad de ver hacia qu direccin apunta la cmara. Asimismo, es resistente a las manipulaciones. Uno de los inconvenientes que presentan las cmaras domo fijas es que normalmente no disponen de objetivos intercambiables, y si pueden intercambiarse, la seleccin de objetivos est limitada por el espacio dentro de la carcasa domo. Para compensarlo, a menudo se proporciona un objetivo varifocal que permita realizar ajustes en el campo de visin de la cmara. Las cmaras domo fijas de Axis estn diseadas con diferentes tipos de cerramientos, a prueba de vandalismo y/o con clasificacin de proteccin IP66 para instalaciones exteriores. No se requiere carcasa externa. Generalmente, las cmaras domo fijas se instalan en la pared o en el techo.

Figura 2.2b Cmaras de red domo fijas. De izquierda a derecha: AXIS 209FD y AXIS 216FD (tambin disponible en versin reforzada y megapxel), AXIS P3301 y AXIS 225FD.

18 CAPTuLo 2 - CMARAS DE RED

2.2.3

Cmaras PTZ y cmaras domo PTZ

Las cmaras PTZ o domos PTZ pueden moverse horizontalmente, verticalmente y acercarse o alejarse de un rea o un objeto de forma manual o automtica. Todos los comandos PTZ se envan a travs del mismo cable de red que la transmisin de vdeo. A diferencia de lo que ocurre con la cmara analgica PTZ, no es necesario instalar cables RS-485. Algunas de las funciones que se pueden incorporar a una cmara PTZ o un domo PTZ incluyen: > Estabilizacin electrnica de imagen (EIS). En instalaciones exteriores, las cmaras domo PTZ con factores de zoom superiores a los 20x son sensibles a las vibraciones y al movimiento causados por el trfico o el viento. La estabilizacin electrnica de la imagen (EIS) ayuda a reducir el efecto de la vibracin en un vdeo. Adems de obtener vdeos ms tiles, EIS reducir el tamao del archivo de la imagen comprimida, de modo que se ahorrar un valioso espacio de almacenamiento. > Mscara de privacidad. La mscara de privacidad, que permite bloquear o enmascarar de terminadas reas de la escena frente a visualizacin o grabacin, est disponible en varios productos de vdeo en red. En una cmara PTZ o domo PTZ, la funcionalidad es capaz de mantener la mscara de privacidad incluso en caso de que el campo de visualizacin de la cmara cambie debido al movimiento de la mscara con el sistema coordinado.

Figura 2.2c Con la mscara de privacidad incorporada (rectngulo gris en la imagen), la cmara garantiza la privacidad de reas que no deben someterse a la aplicacin de vigilancia.

CMARAS DE RED - CAPTuLo 2 19 > Posiciones predefinidas. Muchas cmaras PTZ y domo PTZ permiten programar posiciones predefinidas, normalmente entre 20 y 100. Una vez las posiciones predefinidas se han configurado en la cmara, el operador puede cambiar de una posicin a la otra de forma muy rpida. > E-flip. En caso de que la cmara domo PTZ se monte en el techo y se utilice para realizar el seguimiento de una persona en, por ejemplo, unos grandes almacenes, se producirn situaciones en las que el individuo en cuestin pasar justo por debajo de la cmara. Sin la funcionalidad E-flip, las imgenes de dicho seguimiento se veran del revs. En estos casos, E-flip gira las imgenes 180 grados de forma automtica. Dicha operacin se realiza automticamente y no ser advertida por el operador. > Auto-flip. Generalmente, las cmaras PTZ, a diferencia de las cmaras domo PTZ, no disponen de un movimiento vertical completo de 360 grados debido a una parada mecnica que evita que las cmaras hagan un movimiento circular continuo. Sin embargo, gracias a la funcin Auto-flip, una cmara de red PTZ puede girar al instante 180 grados su cabezal y seguir realizando el movimiento horizontal ms all de su punto cero. De este modo, la cmara puede continuar siguiendo el objeto o la persona en cualquier direccin. > Autoseguimiento. El autoseguimiento es una funcin de vdeo inteligente que detecta automticamente el movimiento de una persona o vehculo y lo sigue dentro de la zona de cobertura de la cmara. Esta funcin resulta especialmente til en situaciones de vdeovigilancia no controlada humanamente en las que la presencia ocasional de personas o vehculos requiere especial atencin. La funcionalidad recorta notablemente el coste de un sistema de supervisin, puesto que se necesitan menos cmaras para cubrir una escena. Asimismo, aumenta la efectividad de la solucin debido a que permite que las cmaras PTZ o domo PTZ graben reas de una escena en actividad. Aunque las cmaras PTZ y domo PTZ comparten funciones similares, existen algunas diferencias entre ellas: > Las cmaras de red PTZ no disponen de un movimiento horizontal de 360 grados debido a la existencia de un tope mecnico. Esto significa que la cmara no puede seguir a una persona que est andando de forma continua en un crculo completo alrededor del dispositivo. Son excepciones de ello las cmaras PTZ que disponen de la funcionalidad Auto-flip, como, por ejemplo, la cmara Axis de red PTZ 215. > Las cmaras de red PTZ no estn diseadas para la operacin automtica continua o las llamadas rondas de vigilancia, en las que la cmara se mueve automticamente de una posicin predefinida a la siguiente. En los siguientes apartados se proporciona ms informacin acerca de cmaras de red PTZ, disponibles en versin mecnica o no mecnica y cmaras de red domo PTZ.

20 CAPTuLo 2 - CMARAS DE RED Cmaras de red PTZ mecnicas Las cmaras de red PTZ mecnicas se utilizan principalmente en interiores y en aplicaciones donde se emplea un operador. El zoom ptico en cmaras PTZ vara normalmente entre 10x y 26x. Una cmara PTZ se puede instalar en el techo o en la pared.

Figura 2.2d Cmaras de red PTZ. De izquierda a derecha: AXIS 212 PTZ-V (no mecnica), AXIS 213 PTZ, AXIS 214 PTZ y AXIS 215 PTZ.

Cmaras de red PTZ no mecnicas Las cmaras de red PTZ no mecnicas, como la AXIS 212 PTZ y su versin a prueba de vandalismo (anteriormente mencionada), ofrecen capacidades de movimiento horizontal, vertical y zoom sin partes mviles, de forma que no existe desgaste. Con un objetivo gran angular, ofrecen un campo de visin ms completo que las cmaras de red PTZ mecnicas.

Figura 2.2e Imgenes de una cmara de red PTZ no mecnica. A la izquierda, una imagen de visin completa de 140 grados en resolucin VGA; a la derecha, la imagen al realizar un zoom 3x.

Una cmara PTZ no mecnica utiliza un sensor de imagen megapxel y permite que el operador aleje o acerque, de forma instantnea, cualquier parte de la escena sin que se produzca ninguna prdida en la resolucin de la imagen. Esto se consigue presentando una imagen de visin general en resolucin VGA (640x480 pxeles) aunque la cmara capture una imagen de resolucin mucho ms elevada. Cuando se da la orden a la cmara de acercar o alejar cualquier parte de la imagen de visin completa, el dispositivo utiliza la resolucin megapxel original para proporcionar una relacin completa 1:1 en resolucin VGA. El primer plano resultante ofrece buenos detalles y una nitidez mantenida. Si se utiliza un zoom digital normal, la imagen acercada pierde, con frecuencia,

CMARAS DE RED - CAPTuLo 2 21 en detalles y nitidez. Una cmara PTZ no mecnica resulta ideal para instalaciones discretas montadas en la pared. Cmaras de red domo PTZ Las cmaras de red domo PTZ pueden cubrir una amplia rea al permitir una mayor flexibilidad en las funciones de movimiento horizontal, vertical y zoom. Asimismo, permiten un movimiento horizontal continuo de 360 grados y un movimiento vertical de normalmente 180 grados. Debido a su diseo, montaje y dificultad de identificacin del ngulo de visin de la cmara (el cristal de las cubiertas de la cpula puede ser transparente o ahumado), las cmaras de red domo PTZ resultan idneas para su uso en instalaciones discretas. Las cmaras de red domo PTZ tambin proporcionan solidez mecnica para operacin continua en el modo ronda de vigilancia, en el que la cmara se mueve automticamente de una posicin predefinida a la siguiente de forma predeterminada o aleatoriamente. Normalmente, pueden configurarse y activarse hasta 20 rondas de vigilancia durante distintas horas del da. En el modo ronda de vigilancia, una cmara de red domo PTZ puede cubrir un rea en el que se necesitaran 10 cmaras de red fijas. El principal inconveniente de este tipo de cmara es que slo se puede supervisar una ubicacin en un momento concreto, dejando as las otras nueve posiciones sin supervisar. El zoom ptico de las cmaras domo PTZ se mueve, generalmente, entre valores de 10x y 35x. Las cmaras domo PTZ se utilizan con frecuencia en situaciones en las que se emplea un operador. En caso de que se utilice en interiores, este tipo de cmara se instala en el techo o en un poste o esquina para instalaciones exteriores.

Figura 2.2f Cmaras de red domo PTZ. De izquierda a derecha: AXIS 231D+, AXIS 232D+, AXIS 233D.

2.3

Cmaras de red con visin diurna/nocturna

La totalidad de los tipos de cmaras de red, fijas, domo fijas, PTZ y domo PTZ, dispone de funcin de visin diurna y nocturna. Las cmaras con visin diurna y nocturna estn diseadas para su uso en instalaciones exteriores o en entornos interiores con poca iluminacin. Las cmaras de red a color con visin diurna y nocturna proporcionan imgenes a color a lo largo del da. Cuando la luz disminuye bajo un nivel determinado, la cmara puede cambiar automticamente al modo nocturno para utilizar la luz prcticamente infrarroja (IR) para proporcionar imgenes de alta calidad en blanco y negro.

22 CAPTuLo 2 - CMARAS DE RED La luz casi-infrarroja, que implica desde 700 nanmetros (nm) hasta cerca de 1.000 nm, est ms all de la visin humana, pero la mayora de los sensores de cmara pueden detectarla y utilizarla. Durante el da, la cmara de visin diurna y nocturna utiliza un filtro de paso IR. La luz de paso IR se filtra de modo que no distorsiona los colores de las imgenes en el momento en que el ojo humano las ve. Cuando la cmara est en modo nocturno (blanco y negro), el filtro de paso IR se elimina, lo que permite que la sensibilidad lumnica de la cmara alcance los 0,001 lux o un nivel inferior.

Figura 2.3a El grfico muestra cmo un sensor de imagen responde a la luz infrarroja visible y a la luz prxima al espectro infrarrojo. La luz prxima al espectro infrarrojo extiende el intervalo de 700 nm hasta 1.000 nm.

Figura 2.3b Imagen izquierda, filtro de paso IR en una cmara de red con visin diurna y nocturna; en el centro, posicin de un filtro de paso IR durante el da y a la derecha, posicin del filtro de paso IR durante la noche.

CMARAS DE RED - CAPTuLo 2 23 Las cmaras diurnas/nocturnas resultan tiles en entornos que restringen el uso de luz artificial. Incluyen vigilancia por vdeo con escasa luz, vigilancia oculta y aplicaciones discretas, por ejemplo, en una situacin de vigilancia del trfico en la que las luces brillantes podran entorpecer la conduccin nocturna. Los iluminadores de infrarrojos que proporcionan luz prxima al espectro infrarrojo tambin pueden utilizarse junto con las cmaras de visin diurna/nocturna para mejorar la capacidad de produccin de vdeo de alta calidad en condiciones de escasez lumnica o nocturnidad. FSi desea obtener ms informacin acerca de los iluminadores de infrarrojos, visite la pgina Web de Axis en www.axis.com/products/cam_irillum

Figura 2.3c infrarrojos.

A la izquierda, imagen sin iluminador de infrarrojos; a la derecha, imagen con un iluminador de

2.4

Cmaras de red con resolucin megapxel

Las cmaras de red con resolucin megapxel, disponible en las cmaras fijas y domo fijas de Axis, incorporan un sensor de imagen megapxel para proporcionar imgenes con un milln o ms megapxeles. Se trata de una resolucin como mnimo dos veces mejor que la que ofrecen las cmaras analgicas. Las cmaras de red fijas con resolucin megapxel pueden utilizarse de una de las dos formas siguientes: pueden permitir a los visualizadores ver detalles ms concretos en una resolucin de imagen ms elevada, lo que puede resultar til para la identificacin de personas y de objetos. Asimismo, pueden utilizarse para cubrir una parte ms amplia de la escena si la resolucin de imagen se mantiene como la de las cmaras sin resolucin megapxel. Actualmente, las cmaras con resolucin megapxel son, en general, menos sensibles a la luz que las cmaras de red que no incorporan esta tecnologa. Las secuencias de vdeo de resolucin ms elevada generadas por las cmaras con resolucin megapxel tambin requieren requisitos ms exigentes en el ancho de banda de la red y el espacio de almacenamiento para las grabaciones, aunque estas exigencias pueden reducirse utilizando el estndar de compresin de vdeo H.264. Para obtener ms informacin acerca del estndar H.264, consulte el Captulo 7.

24 CAPTuLo 2 - CMARAS DE RED

2.5

Directrices para seleccionar una cmara de red

Dada la variedad de cmaras de red disponibles, resulta til disponer de algunas directrices para seleccionar el tipo que mejor se adapte a sus necesidades. > Definir el objetivo de videovigilancia: visin amplia o nivel de detalle ms elevado. El objetivo de las imgenes de visin completa es ofrecer la totalidad de una escena o los movimientos generales de la gente. Las imgenes con un nivel de detalle ms elevado resultan muy tiles para la identificacin de personas u objetos (por ejemplo, el reconocimiento de rostros o matrculas de vehculos o la supervisin de un punto de venta). El objetivo de vigilancia determinar el campo de visin, la ubicacin de la cmara y el tipo de cmara u objetivo requerido. Para obtener ms informacin acerca de los objetivos, consulte el Captulo 3. > Zona de cobertura. Para una ubicacin concreta, se debe establecer el nmero de zonas de inters, el grado de cobertura de dichos espacios y tomar en consideracin si stos estn situados relativamente cerca unos de los otros o si existe una separacin notable entre ellos. La zona de cobertura determinar el tipo y el nmero de cmaras que se utilizarn. - Con resolucin megapxel o sin esta tecnologa. Por ejemplo, si hay dos zonas de inters relativamente pequeas situadas cerca la una de la otra, puede optarse por una cmara con resolucin megapxel con un objetivo de gran angular en lugar de dos cmaras que no incorporen esta tecnologa. - Fijas o PTZ. (En este contexto, el trmino cmaras fijas tambin se refiere a las cmaras fijas domo PTZ as como a las domo PTZ). La vigilancia de las zonas puede cubrirse mediante varias cmaras fijas o pocas cmaras PTZ. Tenga en cuenta que las cmaras PTZ con elevadas capacidades de zoom ptico pueden proporcionar imgenes con un gran nivel de detalle y cubrir una zona de grandes dimensiones. Sin embargo, es posible que las cmaras PTZ proporcionen una vista reducida de una parte de la zona de cobertura, mientras que una cmara fija estar en disposicin de ofrecer cobertura total de la zona en cualquier momento. Para aprovechar al mximo las capacidades de las cmaras PTZ, se requiere la intervencin de un operador o la configuracin de una ronda automtica. > Entorno interior o exterior. - Sensibilidad lumnica y condiciones lumnicas. En entornos exteriores, considere la utilizacin de cmaras diurnas y nocturnas. Tenga en cuenta la sensibilidad lumnica que se requiere y si es necesario el uso de iluminacin adicional o luz especializada, como lmparas IR. Asimismo, recuerde que las medidas en lux de las cmaras de red no pueden compararse con las de los otros proveedores de productos de tecnologa de vdeo, puesto que no existe ningn estndar para la medicin de la sensibilidad lumnica. - Carcasa. Si la cmara va a situarse en el exterior o en entornos que requieran proteccin frente al polvo, la humedad o los actos vandlicos, es necesario utilizar carcasas. Para obtener ms informacin acerca de las carcasas, consulte el Captulo 4.

CMARAS DE RED - CAPTuLo 2 25 > Vigilancia visible u oculta. Ser til para la eleccin de las cmaras, adems de para seleccionar carcasas y monturas que ofrezcan una instalacin visible u oculta. Otras caractersticas que deben exigirse a una cmara son: > Calidad de imagen. La calidad de imagen es uno de los aspectos ms importantes de cualquier cmara, pero resulta difcil de cuantificar y medir. La mejor forma de determinar la calidad de imagen es instalar distintas cmaras y visualizar el vdeo. En caso de que la prioridad sea la captura de objetos en movimiento, es importante que la cmara de red incorpore tecnologa de barrido progresivo. Para obtener ms informacin acerca del barrido progresivo, consulte el Captulo 3. > Resolucin. Para las aplicaciones que exijan imgenes con un alto nivel de detalle, las cmaras con resolucin megapxel pueden ser la mejor opcin. Para obtener ms informacin acerca de la resolucin megapxel, consulte el Captulo 6. > Compresin. Los tres estndares de compresin de vdeo que ofrecen los productos de vdeo en red de Axis son H.264, MPEG-4 y Motion JPEG. H.264 es el estndar ms reciente y ofrece significativos ahorros en lo que a ancho de banda y almacenamiento se refiere. Para obtener ms informacin acerca de la compresin, consulte el Captulo 7. > Audio. En caso de que sea necesario disponer de audio, evale si se requiere audio monodireccional o bidireccional. Las cmaras de red Axis con soporte para audio se entregan con un micrfono incorporado y/o una entrada para micrfonos externos, as como un altavoz o una salida para altavoces externos. Para obtener ms informacin acerca del audio, consulte el Captulo 8. > Gestin de eventos y vdeo inteligente. Las funciones de gestin de eventos se configuran, con frecuencia, utilizando un programa de software de gestin de vdeo y admiten la entrada/ salida de puertos y caractersticas de vdeo inteligentes en una cmara de red o codificador de vdeo. Realizar grabaciones basadas en la activacin de eventos desde puertos de entrada y funciones de vdeo inteligente en un producto de vdeo en red proporciona ahorro en el uso del ancho de banda y el almacenamiento. Asimismo, permite que los operadores puedan supervisar un mayor nmero de cmaras, puesto que no todas requieren la supervisin en vivo a excepcin de que se produzca una alarma o un evento. Para obtener ms informacin acerca de las funciones de gestin de eventos, consulte el Captulo 11. > Funcionalidades de red. Las consideraciones incluyen PoE, cifrado HTTPS para cifrado de secuencias de vdeo antes de que se enven a travs de la red, filtrado de direcciones IP, que permite o deniega los derechos de acceso a direcciones IP definidas, IEEE802.1X para controlar el acceso a una red, IPv6 y funcionalidad inalmbrica. Para obtener ms informacin acerca de tecnologas de conexin en red y seguridad, consulte el Captulo 9.

26 CAPTuLo 2 - CMARAS DE RED > Interfaz abierta y aplicaciones de software. Los productos de vdeo en red con interfaz abierta incorporada ofrecen mejores posibilidades de integracin con otros sistemas. Asimismo, es importante que el producto est respaldado por una buena seleccin de aplicaciones de software y software de gestin que permitan instalar y actualizar fcilmente los productos de vdeo en red. Los productos Axis admiten el software de gestin de video interno y una amplia variedad de soluciones de software de gestin de vdeo procedentes de ms de 550 de sus socios de desarrollo de aplicaciones. Para obtener ms informacin acerca de los sistemas de gestin de vdeo, consulte el Captulo 11. Otra consideracin a tener en cuenta, aparte de la cmara en red en s, es la seleccin del proveedor de productos de vdeo en red. Dado que las necesidades pueden crecer y variar, el proveedor debe considerarse como un socio a largo plazo. Esto significa que es importante seleccionar un proveedor que ofrezca una lnea de productos de vdeo en red y accesorios completa, que pueda dar respuesta a las necesidades actuales y futuras. Asimismo, el proveedor debera proporcionar innovacin, soporte, actualizaciones y ampliacin de la gama de productos a largo plazo. Una vez se ha tomado una decisin de conformidad con los requisitos de la cmara, una buena opcin es adquirir un ejemplar y probar su calidad antes de realizar pedidos de mayor envergadura.

ELEMEnToS DE LA CMARA - CAPTuLo 3 27

Elementos de la cmaraExiste una serie de elementos de la cmara que repercuten en la calidad de la imagen y el campo de visin y que, por tanto, es importante que se comprendan a la hora de elegir una cmara de red. Entre estos elementos se encuentra la sensibilidad lumnica de una cmara, el tipo de objetivo, el tipo de sensor de imagen y la tcnica de barrido, as como las funcionalidades de procesamiento de imagen. De todas ellas se habla en este captulo. Asimismo, se proporcionan al final algunas directrices sobre consideraciones de instalacin.

3.1

Sensibilidad lumnica

La sensibilidad lumnica de una cmara de red a menudo se especifica en trminos de lux, que corresponde a un nivel de iluminacin bajo el que una cmara produce una imagen aceptable. Cuanto ms baja es la especificacin de lux, mejor es la sensibilidad lumnica de la cmara. Normalmente, es necesario un mnimo de 200 lux para iluminar un objeto de manera que se pueda obtener una imagen de buena calidad. En general, cuanta ms luz reciba el sujeto, mejor ser la imagen. Con demasiada poca luz, ser difcil realizar el enfoque y la imagen resultar granulada y/u oscura. Para capturar imgenes de buena calidad en condiciones de poca luz u oscuridad, es necesaria una cmara con visin diurna/nocturna que aproveche la luz prxima al espectro infrarrojo. Para obtener ms informacin sobre las cmaras con visin diurna/nocturna, consulte el Captulo 2. Condiciones lumnicas diferentes ofrecen una iluminancia diferente. Muchas escenas naturales tienen una iluminacin bastante compleja, con sombras y puntos destacados que producen lecturas de lux diferentes en distintas partes de la escena. Por ello es importante tener presente que una lectura de lux no indica la condicin de iluminacin de una escena en su conjunto. Iluminancia 100,000 lux 10,000 lux 500 lux 100 luxTabla 3.1a Ejemplos de diferentes niveles de iluminacin.

Condicin de iluminacin Luz solar intensa Luz plena del da Luz de oficina Habitacin con poca luz

28 CAPTuLo 3 - ELEMEnToS DE LA CMARA Muchos fabricantes especifican el nivel mnimo de iluminacin necesario para que una cmara de red produzca una imagen aceptable. Aunque estas especificaciones son tiles a la hora de realizar comparaciones de sensibilidad lumnica para cmaras del mismo fabricante, es posible que no sea tan til utilizar dichas cifras para comparar cmaras de fabricantes diferentes. Esto se debe a que cada fabricante utiliza un mtodo diferente y tiene un criterio distinto sobre lo que es una imagen aceptable. Para poder comparar adecuadamente el rendimiento de dos cmaras diferentes en condiciones de poca luz, las cmaras deben situarse una al lado de la otra y visualizar un objeto en movimiento con poca luz.

3.2

Elementos del objetivo

Un objetivo o conjunto del objetivo de una cmara de red realiza varias funciones. Algunas son: > Definir el campo de visin; es decir, definir la parte de una escena y el nivel de detalle que se capturar. > Controlar la cantidad de luz que atraviesa el sensor de imagen para que una imagen quede expuesta correctamente. > Enfocar ajustando los elementos internos del conjunto del objetivo o la distancia entre el conjunto del objetivo y el sensor de imagen.

3.2.1

Campo de visin

Una consideracin que se ha de tener en cuenta a la hora de seleccionar una cmara es el campo de visin necesario, es decir, el rea de cobertura y el grado de detalle que se visualizar. El campo de visin viene determinado por la longitud focal del objetivo y el tamao del sensor de imagen; ambos se especifican en una hoja de datos de la cmara de red. La longitud focal del objetivo se define como la distancia entre el objetivo de entrada (o un punto especfico en un conjunto de objetivo complejo) y el punto en el que convergen todos los rayos de luz hacia un punto (normalmente el sensor de imagen de la cmara). Cuanto mayor es la longitud focal, ms estrecho es el campo de visin. La manera ms rpida de averiguar la longitud focal de objetivo necesaria para un campo de visin concreto es utilizar una calculadora de objetivos giratoria o una calculadora de objetivos en lnea (www.axis.com/tools), ambas disponibles en Axis. El tamao del sensor de imagen de una cmara de red, normalmente 1/4, 1/3, 1/2 y 2/3, debe utilizarse tambin en el clculo. (La desventaja de utilizar una calculadora de objetivos es que no tiene en cuenta ninguna posible distorsin geomtrica de un objetivo.)

ELEMEnToS DE LA CMARA - CAPTuLo 3 29 El campo de visin se puede clasificar en tres tipos: > Vista normal: ofrece el mismo campo de visin que el ojo humano. > Telefoto: un campo de visin ms estrecho, en general, con detalles ms precisos de lo que puede ofrecer el ojo humano. Un objetivo de telefoto se utiliza cuando el objeto de vigilancia es pequeo o se encuentra lejos de la cmara. Un objetivo de telefoto generalmente tiene menos capacidad para recoger la luz que un objetivo normal. > Gran angular: un campo de visin ms amplio y con menos detalles que una vista normal. Un objetivo gran angular ofrece por lo general una buena profundidad de campo y un buen rendimiento en condiciones de poca luz. Los objetivos gran angular producen en ocasiones distorsiones geomtricas como el efecto ojo de pez.

Figura 3.2a Diferentes campos de visin: vista gran angular (a la izquierda); vista normal (en el medio); telefoto (a la derecha).

Figura 3.2b Objetivos de cmara de red con diferentes longitudes focales: vista gran angular (a la izquierda); vista normal (en el medio); telefoto (a la derecha).

Existen tres tipos de objetivo principales: > objetivo fijo: este tipo de objetivo ofrece una longitud focal fija, es decir, solamente un campo de visin (normal, telefoto o gran angular). Una longitud focal habitual para un objetivo de cmara de red fijo es de 4 mm.

30 CAPTuLo 3 - ELEMEnToS DE LA CMARA > objetivo de ptica variable: este tipo de objetivo ofrece una gama de longitudes focales y, por ello, diferentes campos de visin. El campo de visin se puede ajustar manualmente. Cuando cambia el campo de visin, el usuario tiene que volver a enfocar manualmente el objetivo. Los objetivos de ptica variable para cmaras de red ofrecen a menudo longitudes focales que varan desde los 3 mm a los 8 mm. > objetivo con zoom: Los objetivos con zoom se parecen a los objetivos de ptica variable en que permiten al usuario seleccionar diferentes campos de visin. Sin embargo, con los objetivos con zoom, no es necesario volver a enfocar el objetivo si el campo de visin cambia. El foco puede mantenerse dentro de la gama de longitudes focales, por ejemplo, entre 6 mm y 48 mm. Los ajustes del objetivo pueden ser manuales o supervisados por el control remoto. Cuando un objetivo indica, por ejemplo, una capacidad de zoom de 3x, se refiere a la relacin entre la longitud focal mayor y la menor del objetivo.

3.2.2

Adecuacin del objetivo y del sensor

Si una cmara de red ofrece un objetivo intercambiable, es importante seleccionar un objetivo adecuado para la cmara. Un objetivo hecho para un sensor de imagen de 1/2 funcionar con sensores de imagen de 1/2, 1/3, y 1/4, pero no con un sensor de imagen de 2/3. Si un objetivo est realizado para un sensor de imagen menor que el que est colocado dentro de la cmara, la imagen mostrar esquinas de color negro (consulte la ilustracin de la izquierda en la Figura 3.2c siguiente). Si un objetivo est realizado para un sensor mayor que el que est colocado dentro de la cmara, el campo de visin ser menor de lo que puede mostrar dicho objetivo, ya que parte de la informacin se pierde fuera del sensor de imagen (consulte la ilustracin de la derecha en la Figura 3.2c). Esta situacin crea un efecto de telefoto ya que muestra todo ampliado.

Objetivo de 1/4

Objetivo de 1/3"

Objetivo de 1/2"

Figura 3.2c Ejemplos de diferentes objetivos montados en un sensor de imagen de 1/3.

A la hora de sustituir un objetivo de una cmara megapxel, se necesita un objetivo de alta calidad ya que los sensores megapxel tienen pxeles mucho ms pequeos que los de un sensor VGA (640x480 pxeles). Es mejor adecuar la resolucin del objetivo a la de la cmara para poder aprovechar al mximo la capacidad de la cmara.

ELEMEnToS DE LA CMARA - CAPTuLo 3 31

3.2.3

Estndares de montura de objetivo

Al cambiar un objetivo, tambin es importante conocer el tipo de montura de objetivo que tiene la cmara de red. Existen dos estndares principales que se utilizan en las cmaras de red: montura CS y montura C. Ambos poseen una rosca de 1 y tienen el mismo aspecto. Lo que difiere es la distancia entre los objetivos y el sensor cuando se encajan en la cmara. > Montura CS: la distancia entre el sensor y el objetivo debera ser de 12,5 mm. > Montura C: la distancia entre el sensor y el objetivo debera ser de 17,526 mm. Es posible montar un objetivo con montura C en un cuerpo de cmara con montura CS utilizando un espaciador de 5 mm (anillo adaptador C/CS). Si es imposible enfocar una cmara, probablemente se est utilizando un tipo de objetivo incorrecto.

3.2.4

nmero F y exposicin

En situaciones con poca luz, especialmente en entornos interiores, un factor importante que hay que tener en cuenta para una cmara de red es la capacidad del objetivo para recoger la luz. sta se puede determinar por el nmero f del objetivo, tambin conocido como f-stop. Un nmero f define la cantidad de luz que puede atravesar un objetivo. Un nmero f es la relacin entre la longitud focal del objetivo y el dimetro de la apertura o dimetro del iris, es decir, nmero f = longitud focal/apertura. Cuanto menor sea el nmero f (longitud focal corta relativa a la apertura, o apertura grande relativa a la longitud focal), mejor ser la capacidad de recogida de luz del objetivo, es decir, podr pasar ms luz por el objetivo hasta el sensor de imagen. En situaciones de poca luz, un nmero f menor producir por lo general una mejor calidad de imagen. (No obstante, pueden haber algunos sensores que tal vez no puedan aprovechar un nmero f menor en situaciones de poca luz debido a la forma en que estn diseados.) Por otro lado, un nmero f ms alto aumenta la profundidad de campo, como se explica en la seccin 3.2.6. Normalmente, un objetivo con un nmero f ms bajo es ms caro que un objetivo con un nmero f alto. Los nmeros f se escriben a menudo como F/x. La barra inclinada indica la divisin. Un valor de F/4 significa que el dimetro del iris es igual a la longitud focal dividida entre 4; as, si una cmara tiene un objetivo de 8 mm, la luz debe atravesar una apertura de iris de 2 mm de dimetro. Aunque los objetivos con iris ajustable automtico (iris DC) presentan una gama de nmeros f, a menudo solamente se especifica el extremo de mxima recogida de luz de la gama (nmero f menor). La capacidad de recogida de luz de un objetivo o nmero f, y el tiempo de exposicin (es decir, la longitud de tiempo que se expone a la luz un sensor de imagen) son los dos elementos principales que controlan la cantidad de luz que recibe un sensor de imagen. Un tercer elemento, la ganancia, es un amplificador que se utiliza para aumentar el brillo de la imagen. Sin embargo, al aumentar la ganancia tambin aumenta el nivel de ruido (grano) de una imagen, por lo que es

32 CAPTuLo 3 - ELEMEnToS DE LA CMARA preferible ajustar el tiempo de exposicin o la apertura del iris. En algunas cmaras Axis se pueden configurar los lmites del tiempo de exposicin y de la ganancia. Cuanto ms largo es el tiempo de exposicin, ms luz recibe el sensor de imagen. Los entornos brillantes requieren tiempos de exposicin ms cortos, mientras que las condiciones de poca luz requieren tiempos de exposicin ms largos. Es importante tener en cuenta que al aumentar el tiempo de exposicin tambin aumenta la distorsin por movimiento, mientras que aumentar la apertura del iris tiene el inconveniente de reducir la profundidad de campo, como se explica en la seccin 3.2.6 ms adelante. A la hora de decidir sobre la exposicin, se recomienda un tiempo de exposicin menor cuando se requiera movimiento rpido o una frecuencia de imagen ms alta. Un tiempo de exposicin ms largo mejorar la calidad de la imagen en condiciones con poca iluminacin, pero puede aumentar la distorsin por movimiento y reducir la frecuencia total de imagen ya que se necesita ms tiempo para exponer cada imagen. En algunas cmaras de red, un valor de exposicin automtica significa que la frecuencia de imagen aumentar o disminuir con la cantidad de luz disponible. Solamente al disminuir el nivel de luz es importante tener en cuenta la luz artificial, la frecuencia de imagen prioritaria o la calidad de imagen.

Figura 3.2d Una interfaz de usuario de cmara con opciones para configurar la exposicin en condiciones de poca luz, entre otros aspectos.

3.2.5

Iris manual o automtico

En entornos interiores donde puede haber niveles de luz constantes, se puede utilizar un objetivo de iris manual. Este tipo de objetivo ofrece un anillo para ajustar el iris, o bien el iris est fijado en un nmero f concreto. Este ltimo procedimiento es el que utiliza Axis en sus cmaras de red para interiores. Se recomienda un objetivo con iris ajustable automtico para aplicaciones de exterior y all donde la iluminacin de la escena vare continuamente. La cmara controla la apertura del iris, que se utiliza para mantener el nivel de luz ptimo para el sensor de imagen si los valores de exposicin y ganancia no estn disponibles o no se utilizan en la cmara de red. El iris tambin se puede utilizar para controlar la profundidad de campo (como se explica en la seccin siguiente) y para obtener imgenes ms ntidas. La mayora de los objetivos de iris automtico son controlados por el procesador de la cmara a travs de una corriente directa (DC) y por ello se les denomina objetivos de iris de tipo DC. Todas las cmaras de exterior Axis, tanto si son fijas, domo fijas, PTZ o domo PTZ, utilizan objetivos de iris de tipo DC o automtico.

ELEMEnToS DE LA CMARA - CAPTuLo 3 33

3.2.6

Profundidad de campo

Un criterio que puede ser importante para una aplicacin de videovigilancia es la profundidad de campo. La profundidad de campo hace referencia a la distancia delante y ms all del punto de enfoque donde los objetos parecen ser ntidos de forma simultnea. La profundidad de campo puede ser importante, por ejemplo, para supervisar un aparcamiento, donde puede haber la necesidad de identificar las matrculas de coches situados a una distancia de 20, 30 y 50 metros (60, 90 y 150 pies). La profundidad de campo puede verse afectada por tres factores: la longitud focal, el dimetro del iris y la distancia de la cmara al sujeto. Una longitud focal larga, una amplia apertura de iris o una distancia corta entre la cmara y el sujeto limitar la profundidad de campo.Punto de enfoque

Profundidad de campo

Figura 3.2e Profundidad de campo: Imagine una cola de personas de pie una detrs de otra. Si el enfoque est en el medio de la cola y es posible identificar las caras de todas las personas que estn delante y detrs del punto medio situadas a una distancia de ms de 15 metros (45 pies), hay una buena profundidad de campo.

Figura 3.2f Apertura del iris y profundidad de campo. La ilustracin anterior es un ejemplo de la profundidad de campo para distintos nmeros f con una distancia focal de 2 metros (7 pies). Un nmero f grande (apertura de iris menor) permite que los objetos estn enfocados con un alcance mayor. (En funcin del tamao de pxel, las aperturas de iris muy pequeas pueden distorsionar una imagen debido a la difraccin.)

34 CAPTuLo 3 - ELEMEnToS DE LA CMARA

3.3

Sensores de imagen

A medida que la luz atraviesa un objetivo, sta se enfoca en el sensor de imagen de la cmara. Un sensor de imagen est compuesto de muchos fotositos y cada fotosito corresponde a un elemento de la imagen, comnmente conocido como pxel, en un sensor de imagen. Cada pxel de un sensor de imagen registra la cantidad de luz a la que se expone y la convierte en un nmero de electrones correspondiente. Cuanto ms brillante es la luz, ms electrones se generan. Cuando se fabrica una cmara, existen dos tecnologas principales que pueden utilizarse para el sensor de imagen: > CCD (dispositivo de acoplamiento de carga) > CMoS (semiconductor de xido metlico complementario)

Figura 3.3a Sensores de imagen: CCD (a la izquierda); CMOS (a la derecha).

Aunque los sensores CCD y CMOS se consideran a menudo rivales, cada uno tiene sus propios puntos fuertes y debilidades que lo hacen apropiado para aplicaciones distintas. Los sensores CCD se producen con una tecnologa que se ha desarrollado expresamente para el sector de las cmaras. Los primeros sensores CMOS se basaban en tecnologa estndar que ya se utilizaba ampliamente en los chips de memoria de los PC, por ejemplo. Los sensores CMOS modernos utilizan una tecnologa ms especializada y la calidad de los sensores aumenta rpidamente.

3.3.1

Tecnologa CCD

Los sensores CCD llevan utilizndose en las cmaras desde hace ms de 30 aos y presentan muchas cualidades ventajosas. Por regla general, siguen ofreciendo una sensibilidad lumnica ligeramente superior y producen menos ruido que los sensores CMOS. Esta mayor sensibilidad lumnica se traduce en mejores imgenes en condiciones de poca luz. Sin embargo, los sensores CCD son ms caros y ms complejos de incorporar a una cmara. Un sensor CCD tambin puede consumir hasta 100 veces ms energa que un sensor CMOS equivalente.

3.3.2

Tecnologa CMoS

Los recientes avances en los sensores CMOS los estn acercando a sus homlogos CCD en trminos de calidad de la imagen. Los sensores CMOS reducen el coste total de las cmaras ya que contienen todas las funciones lgicas necesarias para fabricar cmaras para ellos. En comparacin con los sensores CCD, los sensores CMOS permiten mayores posibilidades de integracin y

ELEMEnToS DE LA CMARA - CAPTuLo 3 35 ms funciones. Los sensores CMOS tambin tienen un tiempo menor de lectura (lo que resulta una ventaja cuando se requieren imgenes de alta resolucin), una disipacin de energa menor a nivel del chip, as como un tamao del sistema menor. Los sensores CMOS megapxel estn mucho ms extendidos y son menos caros que los sensores CMOS megapxel.

3.3.3

Sensores megapxel

Por motivos de costes, muchos sensores megapxel (es decir, sensores que contienen un milln de pxeles o ms) de las cmaras megapxel tienen el mismo tamao o uno ligeramente mayor que los sensores VGA que ofrecen una resolucin de 640x480 (307.200 pxeles). Esto significa que el tamao de cada pxel de un sensor megapxel es menor que el de un sensor VGA. Por ejemplo, un sensor megapxel de 1/3 y 2 megapxeles tiene pxeles de un tamao de 3 m (micrmetros/ micrones). En comparacin, el tamao de pxel de un sensor VGA de 1/3 es de 7,5 m. De este modo, mientras la cmara megapxel ofrece una resolucin ms alta y un mayor detalle, es menos sensible a la luz que su homloga VGA, ya que el tamao de pxel es menor y la luz reflejada desde un objeto se extiende a ms pxeles.

3.4

Tcnicas de barrido de imgenes

El barrido entrelazado y el barrido progresivo son las dos tcnicas disponibles hoy en da para leer y mostrar la informacin producida por los sensores de imagen. El barrido entrelazado se utiliza principalmente en los sensores CCD. El barrido progresivo se utiliza tanto en los sensores CCD como CMOS. Las cmaras de red pueden utilizar cualquiera de las dos tcnicas de barrido. (Sin embargo, las cmaras analgicas solamente pueden utilizar la tcnica de barrido entrelazado para transferir imgenes a travs de cable coaxial y para mostrarlas en monitores analgicos.)

3.4.1

Barrido entrelazado

Cuando se produce una imagen entrelazada a partir de un sensor CCD, se generan dos campos de lneas: un campo que muestra las lneas impares y un segundo campo que muestra las pares. Sin embargo, para crear el campo impar, se combina la informacin de ambas lneas de un sensor CCD. Lo mismo se aplica al campo impar, en el que la informacin de ambas lneas se combina para formar una imagen cada dos lneas. Cuando se transmite una imagen entrelazada, solamente se enva a mitad del nmero de lneas (alternado entre lneas pares e impares) cada vez, lo que reduce el uso del ancho de banda a la mitad. El monitor, por ejemplo, un televisor tradicional, debe utilizar tambin la tcnica de entrelazado. En primer lugar se muestran las lneas impares y despus las pares de una imagen y, a continuacin, se actualizan de manera alternada a 25 imgenes (PAL) o 30 imgenes (NTSC) por segundo, de manera que el sistema visual humano las interpreta como imgenes completas. Todos los formatos de vdeo analgicos y algunos formatos HDTV modernos son entrelazados. Aunque la tcnica de entrelazado crea defectos o distorsiones como resultado de datos que faltan, no se aprecian realmente en un monitor entrelazado.

36 CAPTuLo 3 - ELEMEnToS DE LA CMARA Sin embargo, cuando se muestra un vdeo entrelazado en monitores de barrido progresivo como son los monitores de ordenador, que barren las lneas de una imagen de manera consecutiva, los defectos s resultan apreciables. Los defectos, que pueden verse como un desgaste, son provocados por un pequeo retraso entre las actualizaciones de las lneas pares e impares, ya que solamente la mitad de las lneas se mantienen en una imagen en movimiento mientras que las otras esperan a ser actualizadas. Se aprecia especialmente cuando se detiene el vdeo y se analiza una imagen congelada del mismo.

3.4.2

Barrido progresivo

Con un sensor de imagen de barrido progresivo, los valores se obtienen para cada pxel del sensor y cada lnea de datos de la imagen se barre de manera secuencial, lo que produce una imagen completa. En otras palabras, las imgenes captadas no se dividen en campos separados como ocurre en el barrido entrelazado. En el barrido progresivo, se enva una imagen completa a travs de una red y cuando se muestra en un monitor de ordenador de barrido progresivo, cada lnea de una imagen se coloca en la pantalla en perfecto orden una tras otra. Los objetos en movimiento se muestran mejor en las pantallas de ordenador mediante la tcnica de barrido progresivo. En una aplicacin de videovigilancia, esto puede resultar vital para visualizar detalles de un sujeto en movimiento (por ejemplo, una persona que huye). La mayora de las cmaras Axis utilizan la tcnica de barrido progresivo.

Primer campo: lneas impares

Segundo campo: lneas pares [17/20 ms (NTSC/PAL) ms tarde]

Imagen congelada en punto en movimiento al utilizar el barrido entrelazado

Imagen congelada en punto en movimiento al utilizar el barrido progresivo

Figura 3.4a A la izquierda, una imagen de barrido entrelazado mostrada en un monitor (de ordenador) progresivo. A la derecha, una imagen de barrido progresivo en un monitor de ordenador.

Figura 3.4b A la izquierda, una imagen JPEG de tamao completo (704x576 pxeles) procedente de una cmara analgica que utiliza el barrido entrelazado. A la derecha, una imagen JPEG de tamao completo (640x480 pxeles) procedente de una cmara de red Axis que utiliza la tecnologa de barrido progresivo. Ambas cmaras utilizaron el mismo tipo de objetivo y la velocidad del coche fue la misma de 20 km/h (15 mph). El fondo es claro en ambas imgenes. Sin embargo, el conductor slo se aprecia con claridad en la imagen que utiliza la tecnologa de barrido progresivo.

ELEMEnToS DE LA CMARA - CAPTuLo 3 37

3.5

Procesamiento de la imagen

Tres caractersticas que pueden admitir las cmaras de red para mejorar la calidad de imagen son la compensacin de contraluz, las zonas de exposicin y el alcance amplio y dinmico.

3.5.1

Compensacin de contraluz

Aunque la exposicin automtica de una cmara intenta obtener el brillo de una imagen para que sta aparezca como la vera el ojo humano, se puede ver alterada fcilmente. Un contraluz intenso puede provocar que los objetos en primer plano aparezcan oscuros. Las cmaras de red con compensacin de contraluz intentan ignorar reas limitadas con mucha iluminacin, como si no existieran. Esto permite que se vean los objetos en primer plano, aunque las reas brillantes se muestren sobreexpuestas. Estas situaciones de luz pueden corregirse aumentando el alcance dinmico de la cmara, tal como se explica en la seccin 3.5.3 ms adelante.

3.5.2

Zonas de exposicin

Adems de tratar reas limitadas con mucha iluminacin, la exposicin automtica de una cmara de red debe decidir tambin qu rea de una imagen determina el valor de exposicin. Por ejemplo, el primer plano (normalmente la seccin inferior de una imagen) puede contener informacin ms importante que el fondo, por ejemplo, el cielo (normalmente la seccin superior de una imagen). Las reas menos importantes de una escena no deben determinar la exposicin general. En las cmaras de red Axis avanzadas, el usuario es capaz de utilizar las zonas de exposicin para seleccionar el rea de una escena (centro, izquierda, derecha, superior o inferior) que debe exponerse de forma ms correcta.

3.5.3

Alcance amplio y dinmico

Algunas cmaras de red Axis ofrecen un alcance amplio y dinmico para tratar una amplia gama de condiciones de iluminacin de una escena. En una escena que contenga reas extremadamente claras y extremadamente oscuras o en situaciones de contraluz en las que, por ejemplo, haya una persona situada delante de una ventana muy iluminada, una cmara normal generara una imagen en la que los objetos de las zonas oscuras apenas podran verse. El alcance amplio y dinmico resuelve este problema aplicando tcnicas como el uso de diferentes exposiciones para distintos objetos de una escena con el fin de que puedan verse tanto los objetos de las zonas iluminadas como los de las oscuras.

Figura 3.5a A la izquierda, imagen sin alcance amplio y dinmico. A la derecha, imagen con alcance amplio y dinmico aplicado.

38 CAPTuLo 3 - ELEMEnToS DE LA CMARA

3.6

Instalacin de una cmara de red

Cuando se adquiere una cmara de red, tambin es importante la forma en que se instala. A continuacin se muestran algunas recomendaciones sobre cmo lograr unos resultados de videovigilancia de alta calidad en funcin del posicionamiento de la cmara y de algunas consideraciones medioambientales. > objetivo de vigilancia. Si la finalidad es obtener una visin general de un rea para poder realizar un seguimiento del movimiento de personas u objetos, asegrese de que se coloca una cmara adecuada para la tarea en una posicin que ayude a lograr este objetivo. Si la intencin es poder identificar a una persona u objeto, la cmara debe situarse o enfocarse de tal manera que capte el nivel de detalle necesario para fines identificativos. Las autoridades de polica locales pueden asimismo ofrecer directrices sobre la mejor manera de colocar la cmara. > utilice mucha luz o aada la que necesite. Normalmente resulta fcil y rentable aadir focos de luz intensos tanto en situaciones de interior como de exterior con el fin de obtener las condiciones de luz necesarias para captar buenas imgenes. > Evite la luz directa del sol ya que cegar la cmara y puede reducir el rendimiento del sensor de imagen. Si es posible, coloque la cmara de manera que el sol brille por detrs de la cmara. > Evite el contraluz. Este problema ocurre normalmente al intentar captar un objeto situado delante de una ventana. Para evitarlo, recoloque la cmara o utilice cortinas y cierre las persianas si es posible. Si no es posible volver a colocar la cmara, aada iluminacin frontal. Las cmaras que admiten un alcance amplio y dinmico resuelven mejor una situacin de contraluz. > Reduzca el alcance dinmico de la escena. En entornos de interior, si se muestra demasia do cielo se producir un alcance dinmico demasiado alto. Si la cmara no admite un alcance amplio y dinmico, una solucin es montarla en una posicin alta con respecto al suelo, utilizando un poste si es necesario. > Ajuste la configuracin de la cmara. En ocasiones, puede ser necesario ajustar los valores de balance de blancos, brillo y nitidez con el fin de obtener una imagen ptima. En situaciones de poca luz, los usuarios tambin deben priorizar la frecuencia de imagen o la calidad de imagen. > Consideraciones legales. La videovigilancia puede estar limitada o prohibida por leyes que pueden variar segn el pas. Se aconseja consultar las leyes del pas antes de instalar un sistema de videovigilancia. Por ejemplo, puede ser necesario registrarse u obtener una licencia de videovigilancia, especialmente en reas pblicas. Puede requerirse la sealizacin de la cmara. Las grabaciones de vdeo pueden requerir el marcado de fecha y hora. Pueden existir normas que regulen la conservacin de vdeos de larga duracin. Las grabaciones de audio puede estar o no permitidas.

PRoTECCIn DE LA CMARA y CARCASAS - CAPTuLo 4 39

Proteccin de la cmara y carcasasLas cmaras de vigilancia suelen estar ubicadas en entornos muy exigentes. A veces requieren proteccin contra la lluvia, entornos fros y calientes, polvo, sustancias corrosivas, vibraciones y vandalismo. Los fabricantes de cmaras y de accesorios para cmaras utilizan varios mtodos para afrontar estas dificultades medioambientales. Las soluciones son colocar las cmaras en carcasas de proteccin separadas, disear carcasas integradas para la cmara con fines especiales y/o utilizar algoritmos inteligentes que puedan detectar y alertar a los usuarios de un cambio en las condiciones de funcionamiento de la cmara. Los siguientes apartados tratan temas como las cubiertas, el posicionamiento de cmaras fijas en carcasas, la proteccin medioambiental, la proteccin contra vandalismo y manipulacin y los tipos de montaje.

4.1

Carcasas para cmaras en general

Cuando las exigencias del entorno van ms all de las condiciones de funcionamiento de la cmara se necesitan carcasas de proteccin. Existen diferentes tamaos y calidades de carcasas para cmaras y tambin caractersticas distintas. Las carcasas estn hechas de metal o de plstico y se pueden clasificar en dos grandes tipos: carcasas para cmaras fijas y carcasas para cmaras domo. A la hora de elegir un tipo, hay que tener en cuenta diversos aspectos: > > > > > Abertura lateral o deslizante (para carcasas de cmaras fijas) Soportes de montaje Burbuja transparente o ahumada (para carcasas de cmaras domo) Gestin del cable Temperatura y otras consideraciones (necesidad de calefactor, parasol, ventilador y limpiaparabrisas) > Fuente de alimentacin (12 V, 24 V, 110 V etc.) > Nivel de resistencia al vandalismo Algunas carcasas tambin tienen perifricos como antenas para aplicaciones inalmbricas. Slo se necesita antena externa si la carcasa es metlica. Una cmara inalmbrica dentro de una carcasa de plstico funciona sin necesidad de antena externa.

40 CAPTuLo 4 - PRoTECCIn DE LA CMARA y CARCASAS

4.2

Cubiertas transparentes

La ventana o cubierta transparente de una carcasa suele estar fabricada en vidrio de alta calidad o de plstico policarbonato resistente. Puesto que las ventanas actan como lentes pticas, deben estar fabricadas en material de alta calidad para minimizar su efecto en la calidad de la imagen. La claridad se ver afectada si hay imperfecciones integradas en el material transparente. Las ventanas de las carcasas para domos y cmaras PTZ son las que requieren mayores exigencias. Las ventanas no slo deben tener una forma perfecta de burbuja, sino que tambin deben tener mucha claridad, ya que podra aumentar las imperfecciones como partculas de suciedad, especialmente en cmaras con altos factores de zoom. Adems, si el grosor de la ventana es desigual, en la imagen resultante una lnea recta puede aparecer curvada. Una burbuja de alta calidad debera tener muy poco impacto en la calidad de la imagen, independientemente del nivel de zoom de la cmara y la posicin del objetivo. El grosor de una burbuja puede aumentarse para que soporte golpes fuertes; sin embargo, canto ms gruesa sea, mayores son las posibilidades de que tenga imperfecciones. Tambin es posible que un mayor grosor cree reflejos no deseados y refraccin de la luz. Por ello, las cubiertas ms gruesas deberan cumplir mayores requisitos con el fin de minimizar el efecto sobre la calidad de la imagen. Existen diversas cubiertas o burbujas para domos, como las transparentes o las ahumadas. Aunque las ahumadas permiten una instalacin ms discreta, tambin actan como unas gafas de sol, reduciendo la cantidad de luz que entra en la cmara. Por lo tanto, afectan a la sensibilidad lumnica de la cmara.

4.3

Colocacin de una cmara fija en una carcasa

Al instalar una cmara fija en una carcasa, es importante que el objetivo se coloque directamente contra el vidrio para evitar deslumbramiento. En caso contrario, los reflejos de la cmara y el fondo aparecern en la imagen. Para reducir los reflejos, pueden aplicarse recubrimientos especiales a cualquier cristal que se use delante del objetivo.Cristal

jo fle Re

Cristal

jo fle Re

CORRECTO

INCORRECTO

igure 4.3a Al instalar una cmara detrs de un cristal es importante posicionarla correctamente para evitar los reflejos.

PRoTECCIn DE LA CMARA y CARCASAS - CAPTuLo 4 41

4.4

Proteccin medioambiental

Las principales amenazas medioambientales para una cmaraespecialmente las exterioresson el fro, el calor, el agua y el polvo. Las carcasas con calefactores y ventiladores pueden utilizarse en entornos con bajas y altas temperaturas. En entornos calurosos las cmaras pueden colocarse en carcasas que dispongan de refrigeracin con un intercambiador de calor separado. Para soportar el agua y el polvo, las carcasas (a menudo con una clasificacin IP66) estn cuidadosamente selladas. En las situaciones en las que las cmaras estn expuestas a cidos, como en el sector de la alimentacin, se requieren cmaras fabricadas en acero inoxidable. Algunas cmaras especializadas pueden ser presurizadas, sumergibles, a prueba de balas o especiales para su instalacin en ubicaciones con riesgo de explosiones. Tambin es posible que se requieran carcasas especiales por cuestiones estticas. Otros elementos del medio ambiente son el viento y el trfico. Para minimizar las vibraciones, especialmente para cmaras montadas en postes, sera preferible una carcasa pequea y con una sujecin segura. Los trminos carcasa interior y carcasa exterior se refieren con frecuencia al nivel de proteccin medioambiental. Las carcasas interiores se utilizan mayoritariamente para evitar que penetre polvo y no disponen de calefactor y/o ventilador. Estos trminos son confusos, ya que la ubicacin, tanto interior como exterior, no siempre se corresponde con las condiciones en el lugar de la instalacin. Una cmara situada en una cmara refrigerada, por ejemplo, necesitar una carcasa exterior que dispone de calefactor. El nivel de proteccin que proporcionan las carcasas, tanto si estn separadas como integradas en la cmara, a menudo se indica con clasificaciones establecidas por estndares como el IP, siglas de Ingress Protection (proteccin de entrada), tambin conocido como Internacional Protection, que se aplican en todo el mundo; el NEMA (National Electrical Manufacturers Association Asociacin Nacional de Fabricantes Elctricos) de los EE.UU., y las clasificaciones IK para impactos mecnicos externos, que se aplica en Europa. Para cmaras que deban instalarse en entornos con riesgo de explosiones se aplican otras normas como IECEx, que es un certificado a nivel mundial y ATEX, un certificado europeo. Podr encontrar ms informacin acerca de clasificaciones IP en: www.axis.com/products/cam_housing/ip66.htm

4.5

Proteccin contra vandalismo y manipulacin

En ciertas aplicaciones de vigilancia, las cmaras se enfrentan al riesgo de ataques hostiles y violentos. Aunque una carcasa nunca puede garantizar el 100% de proteccin ante comportamientos destructivos en cada situacin, el vandalismo se puede mitigar teniendo en cuenta varios aspectos: el diseo de la carcasa/cmara, el montaje, la ubicacin y el uso de alarmas de vdeo inteligentes.

42 CAPTuLo 4 - PRoTECCIn DE LA CMARA y CARCASAS

4.5.1

Diseo de la cmara/carcasa

Las carcasas y los componentes fabricados en metal proporcionan mejor proteccin contra el vandalismo que las de plstico. Otro factor es la forma de la carcasa de la cmara. Una carcasa o una cmara fija convencional que sobresalga de una pared o techo es ms vulnerable a ataques (patadas o golpes) que las carcasas con un diseo ms discreto para domos fijas o domos PTZ. La cubierta suave y redondeada de una domo fija o domo PTZ dificulta ms el hecho de, por ejemplo, bloquear la visin de la cmara colgando una pieza de ropa sobre ella. Cuanto ms disimulada quede una carcasa o cmara en el entorno, o ms se parezca a otra cosa distinta de una cmara, por ejemplo, a una luz exterior, mejor protegida estar contra el vandalismo.

Figura 4.5a Ejemplos de carcasas de cmaras fijas. Slo las carcasas del medio y de la derecha se consideran resistentes al vandalismo.

Figura 4.5b Ejemplos de carcasas resistentes al vandalismo para una cmara de red fija pequea o compacta (izquierda), para una cmara de red domo fija (centro) y para una cmara PTZ (derecha).

4.5.2

Montaje

Tambin es importante el modo en el que estn montadas las cmaras y las carcasas. Una cmara de red fija convencional y una cmara domo PTZ montadas en la superficie del techo son ms vulnerables a ataques que una domo fija o domo PTZ montadas a ras del techo o pared, donde slo se ve la parte transparente de la cmara.

Figuras 4.5c Ejemplos de carcasas para cmaras de red fijas montadas a ras del techo.

Otra consideracin importante es cmo se instala el cableado en la cmara. La mxima proteccin se proporciona cuando el cable pasa directamente a travs de la pared o techo detrs de

PRoTECCIn DE LA CMARA y CARCASAS - CAPTuLo 4 43 la cmara. De este modo no hay ningn cable visible que pueda manipularse. Si no es posible, deber utilizarse un tubo metlico para proteger los cables contra ataques.

4.5.3

Colocacin de la cmara

La colocacin de la cmara tambin es un factor importante a la hora de disuadir el vandalismo. Si se coloca fuera de alcance en paredes altas o en el techo, se pueden evitar la mayora de ataques espontneos. La desventaja es el ngulo de visin que, hasta cierto punto, puede compensarse con un objetivo distinto.

4.5.4

Vdeo inteligente

La funcin de alarma antimanipulacin de Axis ayuda a proteger las cmaras contra el vandalismo. Puede detectar si se ha modificado la direccin de la cmara, si se ha tapado o manipulado y puede enviar alarmas a los operadores. Esta funcin es especialmente til en instalaciones con cientos de cmaras situadas en un entorno exigente donde es difcil controlar su correcto funcionamiento. Tambin es til en situaciones en las que no se visualizan las imgenes en directo y se puede avisar a los operadores cuando se manipulen las cmaras.

4.6

Tipos de montaje

Las cmaras necesitan c