Sistemas de CFTV Digital

Nos dias de hoje quando falamos em tecnologia, naturalmente surge o termo digital, seja em TV, informática, veículos, medicina, etc, praticamente todas as áreas são afetadas de alguma forma pela revolução digital, a qual obviamente oferece muitas vantagens e atrativos se comparada com sistemas tradicionalmente analógicos. Na área de segurança eletrônica não é diferente, temos sistemas de CFTV, alarmes e controle de acesso cada vez mais poderosos, Mas um fator muito importante a verificarmos é qual a vantagem dos sistemas digitais, qual parte do processo é realmente digital e na prática o que isso implica na operação e resposta do sistema.

Quais as vantagens do CFTV Digital
Os sistemas de CFTV digitais são simplesmente mais rápidos, flexíveis, expansíveis e fáceis de administrar que qualquer sistema analógico. Podendo ser integrado com instalações existentes de Circuito Fechado de Televisão ainda oferecendo acesso imediato as imagens ao vivo ou mesmo as gravadas, o armazenamento é muito mais simples, oferendo um tempo de autonomia muito maior, a qualidade da imagem digital é incomparavelmente superior além de não sofrer degradações com armazenamento. Os sistemas digitais podem alcançar um objetivo primordial: diminuir os custos de operação resultando em um melhor custo e beneficio. Os benefícios de sistemas digitais são obviamente gritantes quando comparamos com as características equivalentes de sistemas analógicos. Cada vez mais os beneficios do CFTV Digital substituem a tecnologia anteriormente dominante, por todas as suas vantagens, mas principalmente pela possibilidade de conexão em rede, permitindo o acesso local ou remoto, redução de infra-estrutura de instalação, melhores recursos de informática, que permitem um acesso a qualquer momento e gerenciamento de permissões de acessos, gerenciamento de histórico de eventos, entre outras.

Qual parte do CFTV é Digital
Primeiramente vejamos o diagrama em blocos básicos do CFTV:

O bloco de captação é formado pelo conjunto lente e câmera, que converte a luz refletida na cena em sinais elétricos que através dos meios de transmissão (Cabos Coaxiais, Par Trançado, Fibra, RF, etc) são encaminhados ao bloco de processamento de vídeo, que pode ser um Quad, sequencial, mux, placa de captura, DVR, etc. Após o bloco de processamento de vídeo temos o bloco de gravação que normalmente nos sistemas analógicos é uma unidade separada (time-lapse), já nos sistemas digitais quase sempre é parte integrante do processamento(DVR ou Placa Captura). Por último temos a interface de visualização e controle, ou seja,,, onde teremos a visualização das imagens e controle do sistema (Monitor, Teclado, Mouse, Interface).

Estes blocos básicos estão presentes em praticamente todos os sistemas de CFTV, sejam analógicos ou digitais. Porém quando tratamos de sistemas analógicos começamos a encontrar algumas limitações críticas, como baixa capacidade de processamento, menor resolução, pouco tempo de gravação, impossibilidade de expansão, e principalmente a ausência de acesso remoto. Desta forma o sistema de CFTV fica órfão em termos de flexibilidade e recursos.

Sistema de CFTV Analógico

Com o advento dos sistemas digitais, ocorreram várias transformações nos sistemas de CFTV, agregando recursos, facilidades, inovações entre outras vantagens. Podemos destacar: maior resolução, maior sensibilidade, mais recursos, gravação inteligente por horários e por detecção de movimento em vídeo, melhores técnicas de compactação, maior período de back-up com imagens de melhor qualidade, entre diversas outras vantagens, porém dentre estes recursos o mais marcante é a conexão e acesso remoto via rede/internet. Aproveitando os recursos altamente desenvolvidos e eficientes disponíveis para as redes o CFTV hoje em dia se tornou muito mais poderoso e completo e juntamente com o desenvolvimento mundial tornou-se uma ferramenta indispensável de controle, administração e segurança, acessível a uma parcela bem interessante da população.

Mas quando adquirimos um sistema digital, o que realmente é digital no nosso sistema? A câmera? O meio de Transmissão? O Processamento?

A resposta na realidade é bem ampla, pois a topologia do sistema de CFTV atual pode contar com vários níveis de digitalização, os quais veremos a seguir:

Câmeras Digitais: Na realidade este foi um dos primeiros equipamentos de CFTV, digitalizado, onde o sinal analógico convertido pelo sensor CCD é processado de forma digital, ou seja, é convertido para digital analisado, comparado, amplificado e novamente convertido em um sinal de vídeo composto na forma analógica. A limitação está no sinal de saída, pois por melhor que seja a câmera ela ainda vai estar limitada pela largura de banda do sinal de vídeo.

Meio de Transmissão: Os meios de transmissão na sua maioria não são digitais porém nos últimos 3 anos a utilização de conversores de par trançado que aproveitam cabeamento de rede para a transmissão dos sinais de vídeo e tem trazido novos limites de distâncias e qualidade aos sistemas de CFTV. Além disso temos uma utilização em maior escala das fibras óticas com amplos ganhos de distâncias e imunidade a interferências e surtos. Na realidade os meios de transmissão básicos mantiveram-se na forma analógica, porém uma nova topologia está disponível e tende a ser amplamente utilizada conforme veremos mais adiante.

Processamento de Vídeo: Os sistemas básicos de CFTV tiveram suas mudanças mais marcantes no processamento de vídeo, mudanças estas que iniciaram pelos multiplexadores, que nos anos 90 foram uma revolução no CFTV iniciando a aplicação dos sistemas digitais. Porém com o tempo as necessidades de gravação e de maiores recursos acabaram impulsionando a criação de Gravadores Digitais de Vídeo (daqui para frente DVRs) e placas de captura. Estes sistemas acabaram incorporando as funções dos multiplexadores, sequenciais e dos time-lapses, além de muitos outros recursos impossíveis nos sistemas analógicos. As fitas VHS foram substituídas por Hds, a base da informática foi aproveitada pelos seus recursos para trazer novas facilidades, maior capacidade para o CFTV. A gravação realmente útil por detecção de movimento, o back-up em CD ou DVD, a regravação automática do HD, facilidade de operação, maior capacidade e tempo de gravação, maior resolução, além do acesso remoto são apenas algumas das transformações geradas pelo CFTV digital. Além disso outro fator extremamente importante dos sistemas digitais é a utilização de componentes de informática, que baixaram muito os anteriormente quase proibitivos custos de produção em menor escala de equipamentos completos de CFTV.

Gravação: Anteriormente feita em fitas VHS por time-lapses, foi integrada ao processamento de vídeo nos sistemas digitais, utilizando principalmente HDs.

Visualização e Controle: Caracterizada nos sistemas analógicos por grandes monitores P&B, e por uma infinidade de botões com funções específicas, e muita dificuldade de operação e de conhecimento completo dos recursos. Foi gradativamente sendo substituída pela integração de sistemas baseados em PC, fornecendo melhores resoluções e qualidade de imagem, além de uma operação relativamente mais simples, permitindo que um operador com conhecimentos básicos de informática e com algumas horas de treinamento esteja apto a operar o sistema, uma vez que grande parte das funções que anteriormente eram responsabilidade do operador agora estão integradas e automatizadas nas funções básicas do sistema. Atualmente os menus, comandos, funções são muito mais interativos e amigáveis ao operador. Mas aqui permanece a questão da tecnologia digital que processa as imagens e executa os comandos mas no final converte as informações em um sinal analógico para a visualização no monitor seja de imagens ao vivo ou gravadas.

Sistemas com Processamento Digital

Vejamos alguns diagramas com os sistemas descritos:

CFTV Baseado em PC com Placa de Captura

CFTV Baseado em DVR Stand Alone

CFTV Baseado em DVR em Rede

Através destes três diagramas percebemos a entrada de um novo item na estrutura, ou seja a integração com a rede local/internet permitindo assim o acesso remoto ao sistema de CFTV, permitindo visualização, reprodução, controle, análise e supervisão em níveis cada vez maiores e mais completos.

Apesar de todos os recursos e funções adicionados e integrados nos sistemas de CFTV analisados até aqui, notamos que a digitalização no sentido mais técnico foi feita de forma parcial, ou seja na realidade ainda foram utilizados componentes e principalmente a forma de sinal analógica que acarreta em limitações de resolução e capacidade, mas de qualquer forma, estes sistemas digitais são incomparavelmente superiores aos sistemas analógicos dadas as suas vantagens, recursos e capacidades.

CFTV
Ao mesmo tempo que os sistemas de DVRs e Placas de Captura, se desenvolvem e agregam cada vez mais recursos, uma topologia alternativa está ganhando muito espaço no mercado internacional, que é a topologia baseada em IP (Internet Protocol), na qual o processamento não é mais centralizado em uma unidade ou PC, mas sim distribuído nas câmeras e no sistema, além de utilizar uma base de conexão direta a rede Ethernet ou IP.

Um sistema de CFTV utilizando Web Servers é um exemplo de um sistema parcialmente digital, formado por câmera(s), web server, switch ou hub e PC com software de gerenciamento. As câmeras analógicas são conectadas ao servidor de vídeo por cabeamento coaxial, sendo o sinal de vídeo digitalizado e compactado pelo web server que fica acessível através da rede e transporta as informações de vídeo o PC, onde é visualizado e armazenado em Hds. Caracterizando-se pelo uso de de dispositivos de rede ethernet convencionais, escalonável, gravação remota além das facilidades de expansão e gerenciamento.

Uma câmera IP combina uma câmera de CFTV com características de um web server, incluindo a digitalização, compactação de vídeo, assim como a conectividade de rede. A partir da rede o vídeo é transportado através de uma rede IP, através de switches e hubs, e gravado em um PC com o Software de Gerenciamento e Controle de Vídeo (NVR). Isto representa um sistema totalmente digital de CFTV em rede, e é também um sistema de vídeo plenamente baseado em rede, onde nenhum componente analógico está sendo utilizado. Um sistema de vídeo em rede utiliza o processamento nas câmeras IP como forma de reduzir a utilização da banda, permitir a utilização da infraestrutura de rede existente, ampliar as capacidades e conectividades do sistema de CFTV. Proporcionando ainda uma resolução superior (mega pixel), qualidade de imagem consistente, possibilidade de POE – Alimentação sobre Ethernet, utilização de dispositivos de rede Wireless (Wi-Fi), possibilidade de Pan/Tilt/Zoom Integrados, áudio, entradas e saídas digitais, acionamento de dispositivos, maior flexibilidade e capacidade.

Uma câmera convencional digital tem uma resolução máxima de 640 x 480 com aproximadamente 300.000 Pixels ou 0,3 Megapixel, já uma câmera IP poderá ter resoluções de até 2592 x 1944 ou aproximadamente 5 Megapixel. Com resoluções desta dimensão a capacidade de reconhecimento e verificação de detalhes em uma imagem fica muito facilitada, mas acima de tudo são possíveis novos recursos como movimentação no escopo da área de visualização, zoom em parte da imagem, etc.

Conclusões

Estas são algumas opiniões sobre os sistemas de CFTV Digital. Contudo, independentemente do tipo de sistema utilizado, é necessário estudar e praticar cada vez mais, seja o profissional de venda, instalação, manutenção ou operação, como forma de utilizar com qualidade e conhecimento os recursos disponibilizados pelos equipamentos. O CFTV é realmente uma área de alta tecnologia e que a cada dia tem novos desenvolvimentos e lançamentos. A integração com redes digitais e câmeras IP e Wi-Fi é uma das principais tendências para o futuro do CFTV, porém a existência destas novas tecnologias não exclui as topologias digitais atuais, assim como os sistemas analógicos que ainda estão presentes em inúmeras aplicações e componentes.

Baseado no Technical Guide to Network Vídeo da Axis Communications

Algumas imagens são de propriedade da Axis

Sobre o Autor:

Marcelo Peres
mpperes@guiadocftv.com.br
Editor do Guia do CFTV

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