CCTV-DVR
O circuito fechado de televisão, (do termo inglês Closed Circuit TeleVision, ou simplesmente CCTV), é um sistema de videovigilância que distribui sinais provenientes de câmaras de vídeo analógicas localizadas em locais específicos, para pontos de supervisão pré-determinados, sendo essa informação armazenada em gravadores digitais (DVRs). A transmissão é realizada com recurso a cabo coaxial ou fibra ótica. A figura 3 ilustra bem o sistema descrito.
Figura 3-Arquitetura do sistema CCTV analógico [6]
Sistemas de Videovigilância IP
Com a evolução das câmaras analógicas para digitais, o sistema de videovigilância passa a ser inteiramente digital. Desde a receção do sinal por parte da câmara digital até ao armazenamento deste e posterior exposição desse conteúdo ao utilizador. Uma vez que a videovigilância é por IP, a câmara pode ser acedida e controlada por via de qualquer rede IP, como a LAN, intranet ou internet. O conteúdo capturado pelas câmaras IP é agora guardado em servidores na rede (do termo inglês, Network Digital Vídeo Recorder, NDVR). É de realçar que devido à elevada quantidade de informação do sinal de vídeo e o facto de se ter uma largura de banda limitada, este sofrerá um processo de compressão, que será abordado na secção 2.3. É então possível visualizar na figura 4 o sistema de videovigilância por IP.
Figura 4-Arquitetura do sistema de videovigilância por IP [7]
Principais codecs de vídeo
A tecnologia de compressão de imagens de vídeo é uma das principais operações de sistemas de videovigilância digital, seja para a gravação de imagens, seja para a transmissão remota. Quanto melhor o algoritmo de compressão, menos espaço será ocupado por determinada imagem e mais rápida será a sua transmissão remota. Existem vários algoritmos disponíveis, cada um com as suas características específicas, com vantagens e desvantagens, dependendo da aplicação. Mas de um modo geral todos têm um bom desempenho e a escolha de um ou outro dependerá basicamente do tipo de aplicação e necessidades específicas.
M-JPEG
O M-JPEG ou Motion JPEG é uma sequência de vídeo digital que é composta por imagens JPEG. Como cada imagem JPEG é independente, os vídeos em M-JPEG são bastante robustos, isto é, se uma imagem for danificada ou perdida durante a transmissão, as restantes imagens que compõem o vídeo não serão afetadas. A principal desvantagem do M-JPEG é que não é explorada redundância temporal, existindo apenas compressão individual de cada imagem JPEG, o que resulta num fator de compressão mais baixo, quando comparado com MPEG-4 e o H.263 [8].
H.263
O H.263 foi projetado para trabalhar com taxas de compressão fixas. No entanto, a qualidade das imagens é baixa. Estes padrões normalmente fornecem resoluções de imagem de até 352x288 pixéis. Como a resolução disponível é bastante limitada, novos produtos tendem a não usar esta norma [9].
MPEG-4
O MPEG-4 (Motion Picture Experts Group-4) é uma norma criada pelo grupo MPEG para compressão de imagens de áudio e vídeo previamente digitalizadas. É uma norma mais avançada que o MPEG-2, além da melhoria nos processos de compressão, que se traduzem em arquivos comprimidos com tamanho muito menor sem perda aparente de qualidade, permite também o uso de outros tipos de informação interagindo com o vídeo (como textos e fotos digitais por exemplo), acionados através de menus inteligentes. A taxa de compressão é variável, ou seja o MPEG-4, pode ser utilizado para comprimir mais ou comprimir menos o conteúdo original. No entanto, ao contrário do MPEG-2, cuja qualidade é mais ou menos fixa em torno do padrão DVD de qualidade, para o MPEG-4 essa variação é bem maior. Praticamente qualquer valor de taxa de compressão pode ser utilizado, permitindo a visualização das imagens do vídeo não importando a capacidade do meio de transmissão. O esforço computacional despendido na manipulação de vídeos no formato MPEG-4 é ainda maior do que o exigido no formato MPEG-2, o que exige um hardware também mais potente. Este codec contém diversas vantagens sobre os outros codecs. Consome menor largura de banda e pode misturar vídeo com texto, gráficos e animação em camadas de 3D e 2D. Embora estes novos recursos possam ser aplicados no vídeo de forma muito eficiente, é necessário um hardware poderoso para gerir este processamento. E portanto é exigido um investimento substancial em computadores/DVRs mais poderosos [10].
Normalmente a utilização da norma MPEG-4 nos sistemas de videovigilância é a mais recomendada, pois é o codec que possui melhores taxas de compressão, porém nem sempre produz as imagens com a melhor qualidade. Alternativamente, os formatos M-JPEG e H.263 também se mostram boas opções para determinadas aplicações, onde o investimento em hardware para o processamento, e o custo devem ser levados em conta. Para a maioria das aplicações de pequeno e médio porte, os sistemas com padrão M-JPEG são uma boa opção, por apresentarem um custo mais baixo e um desempenho satisfatório.