Кондратюк Дмитрий
Технический специалист
Опубликовано
29 декабря 2024
Опубликовано: 29 декабря 2024
Время чтения: ~ 21 минута
Аудио проясняет детали, недоступные визуальному наблюдению. Подключение IP-камеры - обязательный этап для построения системы со звуком, но после него нужны дополнительные действия. Мы расскажем и о них, и о других аспектах темы.
Рассмотрим основные сценарии, когда видеонаблюдение со звуком может быть полезно.
Когда нет конкретной задачи или специфики, а нужно просто лучше понимать, что происходит на объекте. Грубо говоря, «на всякий случай». Объединив камеру и микрофон, можно улавливать любые звуки и шумы: человеческую речь, работу оборудования и т.д.
В этих условиях подключение микрофонов к IP-камерам нужно для:
- Выявления поломок оборудования. Иногда неисправности можно выявить только по звуку - например, наступившая тишина означает, что техника вышла из строя, хотя визуально это не заметно.
- Мониторинга общения персонала, разбора конфликтных или спорных ситуаций.
Бизнесу часто нужно прослушивать и записывать разговоры. Это позволяет мониторить взаимодействие сотрудников и клиентов - полезно для анализа качества обслуживания. Кроме того, при подключении аудио-наблюдения можно контролировать общение работников друг с другом, чтобы пресекать конфликты и решать проблемные ситуации.
В ритейле подключение микрофона к наблюдению позволяет:
- Следить за общением персонала с покупателями, чтобы оценивать качество обслуживания.
- Фиксировать случаи агрессии, угроз, конфликтов.
- Предотвращать кражи.
- Разоблачать группы злоумышленников.
С камерой и микрофоном можно настроить систему двустороннего общения, которая пригодится:
- Для связи между оператором наблюдения и колоннами экстренных вызовов.
- Для связи между самими операторами в распределенных системах видеонаблюдения.
- В зданиях и помещениях, на входе которых установлены домофоны.
Нужно выбрать камеры с микрофонами (встроенными, отдельными) и установить их в подходящих местах. После подключения всего оборудования - правильно настроить его. Это позволит получать звуковой сигнал, оцифровывать его и передавать программе для видеонаблюдения. Разберемся поподробнее.
Чтобы звук работал, выбранная камера должна быть в списке интегрированных в ПО, которое вы используете или будете использовать для видеонаблюдения. Убедитесь, что софт поддерживает ее аудиоканал, а также реализованные в ней кодеки сжатия. Есть и обходной путь - подключение не интегрированных видеокамер по ONVIF, RTPS или PSIA, но эта хитрость не дает 100% гарантии, что звук будет работать.
IP-камеры со встроенным микрофоном: особенности и преимущества
В этих моделях уже есть все, что нужно для записи звука. Их основные преимущества:
- Удобство и простота. Никакого подключения отдельного микрофона к камере, как и источника питания для него. Вся установка довольно простая и быстрая.
- Компактность. Камеры со встроенным микрофоном занимают меньше места и выглядят эстетичнее.
- Надежность. Аудио-оборудование находится в камере, что исключает дополнительные соединения.
- Экономичность. Докупать отдельные микрофоны не нужно, поэтому вся система будет стоить дешевле.
Однако встроенные решения уступают внешним по этим критериям:
- Невозможно установить камеру и микрофон в разных местах.
- Качество звукозаписи ниже. Особенно в шумных условиях.
- Нельзя подключить два и более микрофона к одной и той же камере.
- Дальность действия меньше.
- Невозможно направить микрофон на определенный источник звука.
Итого, эти камеры подойдут:
- Для относительно тихих, нешумных мест. Например, в офисах, жилых комнатах или небольших магазинах.
- В ситуациях, где важны мобильность и компактность оборудования.
IP-камеры с подключаемым внешним микрофоном: когда они нужны
В этой конфигурации камера и микрофон - два отдельных устройства, которые работают в связке друг с другом. Преимущества такого решения:
- Более четкий звук. Качество записи внешних микрофонов лучше, в том числе и в сложных условиях (особенно если настроить шумоподавление).
- Адаптивность под конкретные задачи. Внешние микрофоны могут записывать звук, исходящий от конкретного источника. Посторонние шумы при этом «отсекаются».
- Повышенная дальность работы. Внешние микрофоны можно устанавливать на большом расстоянии от видеокамер. Это позволяет писать звук в больших помещениях или труднодоступных местах.
- Гибкость установки. Отдельное расположение микрофона удобно, когда записывать видео нужно в одной зоне, а звук - в другой.
- Масштабируемость. К IP-камере можно подключить два и более микрофона.
Недостатки на фоне встроенных моделей:
- Подключение внешнего микрофона дольше и сложнее.
- Нужен отдельный источник электропитания.
- Габаритность. Для видеокамеры с внешним микрофоном нужно больше места, чем со встроенным.
- Стоимость выше.
Где и когда эти камеры нужны:
- В шумных местах. Например, на улицах, строительных площадках, в складских или производственных помещениях.
- Когда нужно записывать звук на большом расстоянии или от определенного источника. Например, в конференц-залах или крупных торговых центрах.
Встроенные находятся в камере. Они:
- Обеспечивают базовое качество звука. Дальность записи небольшая, чувствительность ниже.
- Не могут быть направленными. Записывать звук, исходящий с определенного направления или источника, не выйдет.
- Компактны. Не требуют отдельного монтажа и подключения.
- Дешевле.
Внешние микрофоны устанавливаются отдельно. Они:
- Обеспечивают более высокое качество звука.
- Могут быть направленными, что полезно для записи звука, исходящего с определенного направления или источника.
- Требуют отдельного монтажа и подключения.
- Дороже.
Для относительно тихих мест (офисов, жилых помещений, небольших магазинов и т.д.) обычно хватает встроенных микрофонов. Для шумных зон (улиц, производственных объектов и т.д.) лучше установить и настроить внешние.
Пассивные и активные микрофоны: что выбрать
Рассмотрим оба варианта:
- Пассивные - это микрофоны без усилителя звуковых частот. Они дешевле, но уязвимее к помехам и наводкам. Дальность их записи ниже.
- Активные - это микрофоны с усилителем звуковых частот. Дальность их записи выше, как и устойчивость к помехам и наводкам. Из минусов: более высокая цена, необходимость в отдельном питании для усилителя.
Технические нюансы:
- Для подключения пассивного микрофона в видеокамере должен быть микрофонный вход.
- Для подключения активного микрофона нужен линейный вход.
Многие видеокамеры оснащены универсальным аудио-разъемом. Он способен работать в обоих режимах. Переключаться между ними можно в настройках камеры.
Автоматическая регулировка усиления (АРУ)
Эта функция сама настраивает усиление в зависимости от обстановки: увеличивает в тишине, чтобы улавливать малейшие шорохи, и понижает при значительном шуме, чтобы избежать перегрузки аудиотракта. Задумка в том, чтобы все записанные звуки были одинаковой громкости - так их легче разобрать.
На практике у АРУ есть большие недостатки, из-за которых даже сами производители микрофонов часто рекомендуют не пользоваться ею:
- В реальных условиях звук исходит сразу от нескольких источников. АРУ может сфокусироваться не на том, каком нужно.
- Аудио может быть искажено в те моменты, когда происходит авто-регуляция усиления.
- Резкие перепады громкости лишают звук естественности.
Производители микрофонов любят один хитрый трюк - заявлять характеристики, достигнутые с помощью АРУ. На бумаге они всегда лучше показателей без авторегулировки усиления. Изучая спецификации микрофона, обращайте внимание, как они получены: с АРУ или без.
Направленность микрофона и ее влияние на качество записи
Эту характеристику еще называют «диаграммой направленности». Она определяет чувствительность микрофона к положению источника звука.
Типы направленности:
- Круговая диаграмма - микрофон воспринимает звук с любой стороны (спереди, сзади, по бокам). Т.е. радиус действия - 360°.
- Кардиода - воспринимаются только звуки, идущие спереди. Сзади - практически нет.
- Гиперкардиоида - передняя зона охвата более узкая, по сравнению с кардиоидой. Частично воспринимается звук, идущий сзади. По бокам - глухие зоны (непрослушиваемые).
- Суперкардиоида - передняя зона охвата более узкая, по сравнению с гиперкардиоидой, а задняя - шире.
- Двойная кардиоида - воспринимает звуки с обеих сторон: как спереди, так и сзади. По бокам все так же глухие зоны (непрослушиваемые).
Сценарии использования:
- Круговая направленность - самая универсальная. В охранном видеонаблюдении ею пользуются чаще остальных.
- Все 4 вида кардиоид хороши для фокусировки на конкретных направлениях и источниках звука. Так можно отсечь посторонние шумы, которые могут свести аудиоконтроль на нет.
В документации к микрофонам обычно указывают направленность по горизонтальной плоскости, а по вертикальной - редко. Для круговой диаграммы это не важно. Совсем другое дело - кардиоиды. Перед покупкой микрофона следует уточнять его направленность в обеих плоскостях.
Кодирование звука: что это и зачем нужно
Это преобразование аудиосигнала в цифровой формат. Оно нужно для:
- Сжатия данных и экономии места в архиве.
- Обеспечения совместимости аудиосигнала с ПО системы наблюдения.
- Синхронизации звуковых и видеоданных.
Популярные кодеки: AAC, MP2L2, G.711, G.726. Семейство G.7xx (величина потока - десятки кбит/с) создано с целью разборчиво и понятно передавать человеческую речь, но не более того. Кодеки AAC, MP2L2 и им подобные (величина потока - сотни кбит/с) подходят не только для записи разговоров, но и других звуков (шум оборудования, транспорта и т.д.).
Какой бы кодек вы не выбрали, его частота дискретизации должна быть не менее 32 кГц, а разрядность - минимум 8 бит. Эти нормы установлены в ГОСТ Р 51558-2014 (пункт 5.3.9). Выбранный кодек должен поддерживаться программой для видеонаблюдения. Софт от Vizzara («Интеллект») работает со всеми популярными форматами: AAC, MP2L2, G.711U, G.711A, G.726, PCM, ADPCM.
Это ключевой фактор для качества аудиозаписей. Акустическая обстановка почти всегда непредсказуема из-за многократных отражений звука от предметов и поверхностей, а также влияния посторонних шумов от смежных помещений, работающего оборудования, вентиляции и т.д. Ввиду этого мы дадим ориентировочные советы:
- Для общего наблюдения микрофоны следует размещать на стенах. Оптимальная высота - по среднему росту человека.
- Для прослушивания переговоров микрофоны лучше размещать на высоте ниже головы людей, но выше поверхности рабочих столов, касс, перегородок и т.д.
- Для прослушивания объектов, которые будут находиться на одном и том же месте, подойдут микрофоны узкой направленности - с одной из 4 видов кардиоид (выбирайте в зависимости от задач). Они будут улавливать меньше посторонних шумов и эха (отражений звуковых волн).
- Располагайте аудиооборудование как можно дальше от постоянно шумящих объектов. Особенно это касается моделей с круговой направленностью.
- Прокладывайте кабели к микрофонам как можно более коротким путем.
- Если микрофон активный, то перед его вводом питания можно поставить специальный фильтр. Он будет гасить помехи и наводки.
- Для устранения эха можно отделать твердые стены и потолки звукопоглощающим материалом на основе ворса или поролона.
- По возможности проводите не только предпроектный осмотр, но и тестовую эксплуатацию на объекте. Так вы поймете, выполняет ли аудиооборудование свои задачи в данной акустической обстановке или нет.
Что не следует делать:
- Не монтируйте микрофоны прямо на твердую поверхность. Используйте промежуточный изолирующий слой, выполненный из мягких материалов.
- Не располагайте аудиооборудование на потолке. Так все посторонние шумы будут слышнее всего.
- Не прокладывайте кабели к микрофонам вблизи электроприборов или силовых линий. В противном случае помехи и наводки гарантированы.
Внутренние модели не требуют дополнительных действий - они встроены в камеру и готовы к работе. Внешние требуют отдельного подключения, но это элементарно:
- Убедитесь, что IP-камера поддерживает подключение микрофонов. Информация об этом обычно указана в документации или технических характеристиках.
- Подключите микрофон к камере, вставив штекер в аудиовход.
- Если используется внешний усилитель или микшер, подключите его между микрофоном и камерой.
Далее нужно все настроить:
- Откройте веб-интерфейс камеры или ПО системы наблюдения.
- Активируйте аудиоканал, если он отключен.
- Настройте уровень громкости и чувствительности так, чтобы минимизировать помехи и искажения.
- Убедитесь, что запись звука синхронизирована с видеопотоком.
Микрофон выдает аналоговый сигнал, для передачи которого нужен провод с экраном. Наши рекомендации:
- Идеально - двухжильный экранированный кабель с разъемами RCA или 3,5 мм.
- Худший вариант для подключения микрофона к IP-камере - это витая пара.
- Кабель для аналогового видеосигнала тоже подойдет. Его экран будет выполнять еще и функцию «общего» проводника.
Вначале убедитесь, что видеорегистратор или цифровой видеосервер оснащен аудиовходом. Если он есть - можно действовать дальше:
- Подключите микрофон к устройству, вставив штекер в аудиовход.
- Активируйте аудиоканалы в настройках ПО.
- Настройте уровень громкости и чувствительности так, чтобы минимизировать помехи и искажения.
- Убедитесь, что видеорегистратор или сервер записывает видео со звуком.
Этот вопрос стоит только для внешних микрофонов. Им нужна отдельная линия питания, которую можно организовать четырьмя способами.
Выбирайте тот вариант, который вам доступен и удобен. На качество звука влияет не способ, а оборудование для питания. Чем оно лучше, тем меньше пульсаций напряжения.
От самой видеокамеры
Первый способ - фантомное электроснабжение. Понадобится лишь один кабель, чтобы подключить микрофон к камере видеонаблюдения - по нему будут передаваться и звук, и питание. Требования:
- В камере должна быть функция подачи фантомного питания.
- В микрофоне должна быть функция приема фантомного питания.
- Напряжение и сила тока, исходящие от видеокамеры, должны соответствовать требованиям микрофона.
Второй - от IP-камеры. Чтобы подключить микрофон к видеонаблюдению таким способом, понадобятся уже два кабеля: один - для аудиосигнала, второй - для электроэнергии. Требования:
- В самой камере должны быть 2 выхода: аудио (для подключения микрофона) и питания (для любых внешних устройств).
- Напряжение и сила тока, исходящие от такой видеокамеры, должны соответствовать требованиям микрофона.
От других источников
Третий способ - воспользоваться отдельным блоком питания. Нужно подключить камеру видеонаблюдения к регистратору или видеосерверу, затем - к микрофону, а микрофон подсоединить к БП. Как правило, требования к питанию таковы:
- Напряжение - 12 В;
- Сила выходного тока - не менее 100 мА.
Четвертый - от PoE-сплиттера, если камера подключена к системе наблюдения через PoE. Схема такова:
- Подключить IP-камеру к сплиттеру. Тут нужен только один кабель. Он будет передавать и данные, и питания.
- Одним шнуром подключить микрофон к IP-камере (для аудио), а вторым - к сплиттеру (для электричества).
Существует промежуточное устройство - инжектор питания. Он нужен, если при подключении микрофона невозможно соединить его напрямую с БП или PoE-сплиттером. Схема должна быть такой:
- К инжектору подключается внешний источник электроэнергии.
- Микрофон подключается к инжектору одним кабелем, по которому передается и аудиосигнал, и питание.
- Камера тоже подключается к инжектору одним проводом, но по нему передается только звук.
В программах для наблюдения, которые занимают лидирующие позиции на российском рынке, не нужны лицензии ни для подключения микрофона к камере, ни для дальнейшей работы со звуком. В это число входит и софт системы видеонаблюдения «Интеллект» и «Интеллект Х», поставляемый компаний Виззара, как отдельно, так и в составе видеосерверов.
Существуют технологии, которые облегчают работу со звуком и дают новые возможности. Рассмотрим самые важные из них:
- Двусторонняя аудиосвязь. Позволяет настроить переговоры через видеокамеры.
- Детектор превышения порога громкости. Если зафиксирован звук, который громче предела, заданного в настройках, то система уведомляет оператора и/или начинает запись. Это помогает выявлять ситуации, требующие внимания: нарушения тишины, крики, взрывы, стрельбу и т.д.
- Детектор отсутствия звука. Если аудиопоток внезапно прервался, то система сообщает об этом оператору и/или начинает запись. Такие ситуации могут свидетельствовать о поломке промышленного оборудования или о том, что микрофон был намеренно выведен из строя.
- Детектор фонового шума. Распознает такие звуки, как ветер, гул вентиляторов, движение транспорта и т.д. Программа либо подавляет их, либо игнорирует.
Составные видео-аудио каналы - это объединение видео- и аудиодорожек в произвольном порядке. Примеры, когда их используют:
- Помещение можно охватить одной камерой, но оно слишком велико, чтобы охватить его лишь одним микрофоном.
- За одним объектом нужно наблюдать с двух камер: одна снимает его крупным планом, вторая - на фоне общей обстановки. Звуковая дорожка требуется для обоих видеопотоков. Причем со второй камеры («общего фона») невозможно уловить человеческую речь - устройство находится слишком далеко от объекта.
В поставляемом нами ПО «Интеллект» и «Интеллект Х» есть все для комбинирования аудио- и видеопотоков:
- Привязка микрофона с одной IP-камеры на другую.
- Привязка микрофона сразу к двум и более IP-камерам.
- Привязка сразу двух и более микрофонов к IP-камере.
- Одновременное проигрывание аудио со всех привязанных микрофонов.
Формула вычислений зависит от выбранного аудиокодека, а именно от величины его потока:
- Если она составляет сотни кбит/с (как в AAC, MP2L2 и т.д.), то запас должен составлять хотя бы ¼ мегабита на каждый канал.
- Если она составляет лишь десятки кбит/с (как у семейства G.7xx), то хватит запаса в 2-3% от видеопотока.
В них есть встроенные микрофоны или разъемы для внешнего аудиооборудования. Такие камеры можно отличить по маркировке или описанию в документации/характеристиках.
В России это законно, но только при условии, что сотрудники объекта поставлены в известность и дали письменное согласие на наблюдение с аудиозаписью за их рабочими местами. Данный вопрос в основном регулируется Федеральным законом № 152 «О персональных данных», а также статьями 137 и 138 УК РФ.
Уведомлять работников желательно через локальный нормативный акт - приказ или положение о порядке применения систем видеонаблюдения. Аудиозапись должна использоваться только для целей, указанных в документе (например, для обеспечения безопасности или контроля за соблюдением трудовых обязанностей). Сбор аудиоинформации должен быть минимально необходимым для достижения заявленных целей. Наконец, работодатель обязан соблюдать меры по защите персональных данных от утечки и несанкционированного использования.