Que es una camara IP
1.- Introducción
¿No sería útil poder hacer seguimiento de cada una de las personas
que atraviesa un punto de entrada de alta seguridad, o comprobar falsas alarmas
en establecimientos desde el confort de su casa? Estas y muchas otras
aplicaciones interesantes ahora son posibles gracias a la llegada de la
tecnología de la cámara de red.
Comenzando con la primera webcam del mundo en 1991, preparada para
monitorizar remotamente el nivel de café en la cafetera de la Universidad de
Cambridge, el mercado y el uso de la tecnología de la cámara de red ha crecido
considerablemente. Soluciones de seguridad en bancos, aeropuertos y casinos son
sólo unos pocos ejemplos o aplicaciones profesionales basadas en cámaras de
red, que son algo común en nuestros días. La compañía de investigación Frost
& Sullivan predice que para 2005 el mercado mundial de las cámaras de red
alcanzará aproximadamente los 441 Millones de dólares, lo que representa un
aumento de más de diez veces en tan sólo cinco años. Axis Communications ha
estado a la vanguardia de la tecnología de la cámara de red desde sus
principios habiendo desarrollado la primera cámara de red del mundo en 1996.
Hoy, Axis es el líder mundial del mercado de cámaras de red, así como del de
servidores de vídeo.
2.- ¿Por qué usar cámaras de red y
dónde?
Los últimos avances han hecho posible conectar cámaras
directamente a una red de ordenadores basada en el protocolo IP. La tecnología
de las cámaras de red permite al usuario tener una cámara en una localización y
ver el vídeo en tiempo real desde otro lugar a través de la red o de Internet.
El acceso puede ser restringido, de manera que sólo las personas autorizadas
puedan ver las imágenes, o el vídeo en directo puede ser incorporado al web
site de una compañía para que todo el mundo pueda verlo.
Si un edificio está equipado con una red IP, entonces ya cuenta
con la infraestructura necesaria para incorporar las cámaras de red. Una cámara
de red realiza la mayoría de las funciones que lleva a cabo una cámara
analógica estándar de circuito cerrado, pero proporciona más funcionalidades a
un precio notablemente inferior. Dado que las cámaras de red se conectan
directamente a la red existente a través de un puerto Ethernet, las empresas
pueden ahorrar miles de Euros al no precisar en sus instalaciones un cableado
coaxial adicional como necesitan las cámaras analógicas. Cuando se dispone de
ordenadores, ya no se necesita ningún equipamiento adicional para ver las
imágenes de la cámara de red. Las imágenes pueden verse de una forma muy
sencilla desde un navegador web y, en soluciones de seguridad más complejas,
con la ayuda de un software dedicado.
Si la instalación cuenta además con cámaras analógicas, la adición
de un servidor de video puede hacer que las imágenes estén disponibles en
cualquier localización que fuera necesaria.
3.- La Tecnología de la cámara de red.
Una cámara de red tiene su propia dirección IP y características
propias de ordenador para gestionar la comunicación en la red. Todo lo que se precisa
para la visualización de las imágenes a través de la red se encuentra dentro de
la misma unidad. Una cámara de red puede describirse como una cámara y un
ordenador combinados. Se conecta directamente a la red como cualquier otro
dispositivo de red e incorpora software propio para servidor Web, servidor FTP,
cliente FTP y cliente de correo electrónico. También incluye entradas para
alarmas y salida de relé. Las cámaras de red más avanzadas también pueden
equiparse con muchas otras funciones de valor añadido como son la detección de
movimiento y la salida de vídeo analógico.
El componente cámara de la cámara de red captura la imagen, que
puede ser descrita como luz de diferentes longitudes de onda, y la transforma
en señales eléctricas. Estas señales son entonces convertidas del formato
analógico al digital y son transferidas al componente ordenador donde la imagen
se comprime y se envía a través de la red.
Examinemos más en profundidad los componentes de la cámara de red.
La lente de la cámara enfoca la imagen en el censor de imagen
(CCD). Antes de llegar al censor la imagen pasa por el filtro óptico que
elimina cualquier luz infrarroja de forma que se muestren los colores
correctos. El censor de imagen convierte la imagen, que está compuesta por información
lumínica, en señales eléctricas. Estas señales eléctricas se encuentran ya en
un formato que puede ser comprimido y transferido a través de redes.
Las funciones de cámara gestionan la exposición (el nivel de luz
de la imagen), el equilibrio de blancos (el ajuste de los niveles de color), la
nitidez de la imagen y otros aspectos de la calidad de la imagen. Estas
funciones las llevan a cabo el controlador de cámara y el chip de compresión de
vídeo, ARTPEC (Axis Real Time Picture EnCoder), desarrollados y fabricados por
Axis. La imagen digital se comprime en una imagen que contiene menos datos para
permitir una transferencia más eficiente a través de la red.
La conexión Ethernet de la cámara la proporciona el chip ETRAX de
Axis, una solución optimizada para la conexión de periféricos a la red. El
ETRAX incluye una CPU de 32 bits, conectividad Ethernet 10/100 MBps,
funcionalidad de Acceso Directo a Memoria (DMA) y una amplia variedad de
interfaces de entrada y salida. La CPU, y la memoria flash y DRAM representan
los “cerebros” o funciones de ordenador de la cámara y están específicamente
diseñados para su aplicación en redes.
Juntos, gestionan la comunicación con la red y el servidor Web.
4.- La cámara de red en acción
Ya hemos visto las partes o componentes principales de la cámara
de red. Pero, ¿Cómo funciona en términos de recogida y compresión de imágenes,
y de su posterior transferencia a través de una red para visualización remota?
4.1 Conectar la cámara
a la red.
Para la mayoría de los sistemas de vigilancia de circuito cerrado
es relativamente sencillo ampliar el número de cámaras y monitores dentro de un
edificio, sin embargo ver esas imágenes desde otra localización es otra
historia. En cualquier caso, si un edificio está equipado con una red ya existe
la infraestructura necesaria para incorporar nuevas cámaras y de forma dinámica
ampliar cuando y donde el vídeo puede ser visto.
4.2 Las redes IP
En la actualidad TCP/IP es el protocolo de comunicación más común,
utilizado para Internet y para casi todas las redes que se instalan. En una
oficina típica la mayoría de los ordenadores están conectados a través de una
red Ethernet, por ejemplo en una Red de Área Local (LAN).
Cada dispositivo de una LAN debe tener una dirección única, la
dirección IP, que permite conectar directamente a Internet. Los ordenadores
actuales y los dispositivos de red tienen una alta capacidad para comunicar
simultáneamente con varias unidades diferentes. Una cámara de red de gama alta,
como las de Axis, puede enviar imágenes a diez o más ordenadores
simultáneamente. Con una cámara de red enviar imágenes a un servidor web
externo, en vez de hacerlo directamente a los destinatarios, permite que se
envíe video en tiempo real a un número ilimitado de espectadores.
4.3 Almacenar y
transferir imágenes
Para conectar a Internet están disponibles actualmente muchos
tipos diferentes de transmisión. Entre ellos se incluyen los módems estándar y
RDSI, los módems de televisión por cable, las conexiones dedicadas de alta
velocidad, el ADSL y las conexiones Ethernet a 10, 100 y 1000 Megabites.
Además, también pueden usarse los módems de los teléfonos móviles y otras
opciones de redes inalámbricas. Las imágenes digitales pueden almacenarse en
discos duros.
Habitualmente en un único disco duro pueden almacenarse millones
de imágenes. Cuando el disco duro está lleno, el ordenador puede programarse
para borrar automáticamente las imágenes más antiguas y liberar espacio para
otras nuevas. Existen muchos sistemas de seguridad profesionales que gestionan
las completas aplicaciones de seguridad disponibles actualmente en el mercado.
4.4 Técnicas de
compresión y resolución de imagen
La resolución de las imágenes digitales se mide en píxeles. La
imagen más detallada es la que tiene más datos y por tanto mayor número de
píxeles. Las imágenes con más detalles ocupan más espacio en los discos duros y
precisan mayor ancho de banda para su transmisión. Para almacenar y transmitir
imágenes a través de una red los datos deben estar comprimidos o consumirán
mucho espacio en disco o mucho ancho de banda. Si el ancho de banda está
limitado la cantidad de información que se envía debe ser reducida rebajando el
número de frames por segundo o aceptando un nivel de calidad inferior. Existen
múltiples estándares de compresión que resuelven los problemas de número de
frames por segundo y calidad de imagen de diferentes formas. De los estándares
más comunes tanto el JPEG como el MPEG transmiten vídeo de alta calidad,
mientras que los estándares-H, usados normalmente en videoconferencia, no
generan imágenes claras de objetos que se mueven a gran velocidad.
4.5 Requerimientos de
luz de las cámaras
La razón más habitual de una calidad de imagen pobre es la
insuficiencia de luz. Con un nivel de luz muy bajo el nivel de los colores será
sombrío y las imágenes borrosas. El nivel de luz se mide en Lux. La luz solar
fuerte tiene aproximadamente 100.000 Lux, la luz diurna tiene aproximadamente
10.000 Lux y la luz de una vela tiene aproximadamente 1 Lux. Habitualmente se precisan
al menos 200 Lux para capturar imágenes de buena calidad. Las áreas brillantes
deben ser evitadas dado que las imágenes pueden resultar sobre-expuestas y que
los objetos aparezcan muy oscuros. Este problema ocurre igualmente cuando se
intenta capturar un objeto con luz negra. Una cámara ajusta la exposición para
conseguir una buena media de nivel de luz para la imagen, pero el contraste de
color entre el objeto y el fondo influye en la exposición. Para evitar este
problema los objetos oscuros pequeños deberían disponerse delante de un fondo
oscuro para conseguir el color y el contraste correctos.
5. Cómo reconocer una cámara de red
Para mucha gente una cámara de red y una Webcam son lo mismo, sin
embargo son dos cosas muy diferentes. Como se muestra claramente en los
diagramas inferiores una cámara de red tiene su propia “inteligencia” y no
necesita estar conectada a un ordenador para establecer una conexión a través
de la red.
6. Aplicaciones específicas de las
cámaras de red
La tecnología de la cámara de red puede emplearse en literalmente
miles de aplicaciones de valor añadido, y no necesariamente en aspectos de
seguridad. Los usos pueden variar en las oficinas, los establecimientos
comerciales y los casinos, o ampliarse a la monitorización de procesos de
producción y atracción web. A continuación se describen algunas de las
aplicaciones más productivas y económicas de las cámaras de red:
6.1 Seguridad y
Vigilancia
Las cámaras de red se usan en sistemas de seguridad profesionales
y permiten vídeo en directo para que sea visualizado por personal autorizado.
Las cámaras de red se integran fácilmente en sistemas mayores y más complejos,
pero también pueden funcionar como soluciones aisladas en aplicaciones de
vigilancia de bajo nivel.
- Las cámaras de red pueden usarse para vigilar áreas sensibles
como pueden ser edificios, casinos, bancos y tiendas. Las imágenes en vídeo de
estas áreas pueden ser monitorizadas desde salas de control, dependencias
policiales y/o por directores de seguridad desde diferentes localizaciones.
- Las cámaras de red han mostrado igualmente ser efectivos
sustitutos de las cámaras analógicas en aplicaciones tradicionales de refuerzo
a las fuerzas de seguridad, como por ejemplo para mantener seguros determinados
lugares públicos.
- Las cámaras de red pueden igualmente emplearse para el control
de accesos. Las personas, al igual que los vehículos, pueden grabarse junto con
la información de la fecha y la hora de entrada de forma que sea sencilla su
revisión y localización. Las imágenes pueden almacenarse en un lugar remoto,
imposibilitando el robo de esta valiosa información.
6.1 Monitorización
Remota
Las cámaras de red se conectan fácilmente a las redes IP
existentes y permiten actualizaciones en tiempo real de vídeo de alta calidad
para que resulte accesible desde cada uno de los ordenadores de una red. Las
áreas sensibles como son la sala de servidores, la recepción o cualquier lugar
remoto pueden ser monitorizadas detalladamente de una forma única y económica,
a través de la red de área local o de Internet.
- Las cámaras de red mejoran la monitorización de un
establecimiento comercial para asegurar que todo está en orden. (Quality of
Service)
- Una cámara de red es una herramienta útil en la oficina. Áreas
como la recepción y las salas de conferencias pueden estar monitorizadas para
controlar su actividad. Además los usuarios pueden hacer seguimiento de quién
ha entrado en la sala de informática, por ejemplo, y tomar las acciones
pertinentes cuando haya problemas.
- Las cámaras de red son herramientas útiles en la industria de la
fabricación. Monitorizar robots, u otras máquinas, y las líneas de producción
desde la oficina o desde casa y permitir a los ingenieros de servicio acceder a
las cámaras remotamente. Con cámaras con funcionalidad Pan/Tilt/Zoom es posible
tomar, además, tanto vistas generales como detalladas.
6.3 Atracción Web
Las cámaras de red permiten vídeo en directo de alta calidad que
puede ser mostrado a toda la comunidad de Internautas. El vídeo en directo es
un método efectivo para invitar a los visitantes a volver a un web site.
- La tecnología de cámara de red puede utilizarse para atracción
web, es decir, para hacer que un web site resulte más dinámico e interesante y,
por tanto, atraer más visitas. Por estos motivos las cámaras para ver el estado
meteorológico de una zona y otras cámaras en directo son fórmulas populares
para generar tráfico de visitas a un web site. Las cámaras pueden colocarse en
el centro de una ciudad, en la universidad, en las zonas montañosas o sobre el
mar para mostrar vídeo en directo.
7. El futuro de las cámaras de red
Hace más de 10 años algunos profesores de la Universidad de
Cambridge usaron un prototipo de tecnología de cámara de red para asegurar que
podrían contar con una taza de café caliente. Unos pocos años después, tras el
nacimiento de la Web, pusieron imágenes de la cafetera a disposición de
cualquiera que tuviera una conexión a Internet. Probablemente debido en parte a
la falta de atractivo de los contenidos de la Web, la Cafetera de Cambridge fue
un gran hito, recibió más de 2.4 millones de visitantes, y se convirtió en la
primera aplicación popular para la tecnología de cámara de red: la atracción
web. La atracción web permaneció como un gran mercado durante los primeros días
de crecimiento de las cámaras de red. A medida que creció el conocimiento y el
interés en ellas, las aplicaciones del mercado de la seguridad basadas en la
monitorización remota y en la vigilancia se han convertido en el mayor mercado.
Al igual que 100 cámaras de red ofreciendo monitorización las 24 horas del día
los 7 días de la semana a espectadores de todas partes del mundo está a años
luz de la primera cafeteracam, el futuro de las cámaras de red es ilimitado. En
el futuro, cámaras “inteligentes” dotadas de sofisticadas CPU’s no sólo
constituirán los ojos de la gestión de la seguridad, sino que serán igualmente
sus “cerebros”. Estas cámaras inteligentes tendrán la capacidad de tomar
decisiones a partir de determinados estímulos y llevarán a cabo acciones que
aporten valor, aumenten la seguridad, o aquello que necesite la aplicación.