O que é uma câmera de rede?

Uma câmera de rede, muitas vezes conhecida também como “câmera IP”, pode ser descrita como uma câmera e um computador combinados em uma única unidade. Os principais componentes de uma câmera de rede são a lente, o sensor de imagem, um ou mais processadores, e memória. Os processadores são usados para processamento de imagens, compactação, análise de vídeo e funções de conexão de rede. A memória é usada para armazenar o firmware da câmera de rede (programa de computador) e para a gravação local de seqüências de vídeo.

Assim como um computador, a câmera de rede tem seu próprio endereço IP, é conectada diretamente a uma rede e pode ser colocada onde houver uma conexão de rede. Esse tipo de câmera é diferente das “Webcams”, que funcionam apenas conectadas a um computador pessoal (PC) através da porta USB ou IEEE 1394, e, para usá-la, deve ser instalado um software no PC. Uma câmera de rede possui funções de servidor de Web, FTP (Protocolo de Transferência de Arquivos), e e-mail, além de operar com muitos outros protocolos de rede e segurança.

Uma câmera de rede se conecta diretamente à rede.

Uma câmera de rede pode ser configurada para enviar vídeo por uma rede IP para visualização ao vivo e/ou gravação, seja em caráter contínuo, em horários programados, quando ocorrer algum evento, ou mediante solicitação de usuários autorizados. As imagens capturadas podem ser enviadas como Motion JPEG, MPEG-4 ou vídeo H.264, utilizando vários protocolos de rede, ou transferidas como imagens JPEG individuais através de FTP, e-mail ou HTTP (Protocolo de Transferência de Hipertexto). Para saber mais sobre, consulte os formatos de compactação de vídeo e protocolos de rede.
Além de capturar vídeo, as câmeras de rede da Axis realizam o gerenciamento de eventos e possuem funções inteligentes de vídeo, como detecção de movimento, detecção de áudio, alarme ativo contra adulteração e acompanhamento automático. A maioria das câmeras de rede também possui portas de entrada/saída (E/S) que permitem conexões com dispositivos externos, como sensores e relês. Entre os outros recursos podem estar o áudio e entradas incorporadas para Power over Ethernet (PoE). As câmeras de rede da Axis também possuem recursos avançados de gerenciamento de segurança e de rede.

Frente e traseira de uma câmera de rede.

Tipos de câmeras de rede

As câmeras de rede podem ser classificadas de acordo com o seu uso previsto: apenas uso interno ou uso interno e externo. Muitas vezes, as câmeras de rede externas têm lentes com íris automáticas para controlar a intensidade de luz à qual o sensor de imagem é exposto. Uma câmera externa também exige uma caixa de proteção, a menos que o design da câmera já incorpore uma caixa de proteção. Também há caixas disponíveis para câmeras internas que necessitem de proteção contra ambientes adversos (por exemplo, poeira e umidade), e contra vandalismo ou adulteração. Alguns projetos de câmeras já incorporam recursos contra vandalismo e adulteração, dispensando caixas externas.
As câmeras de rede, sejam para uso em interiores ou exteriores, podem ser categorizadas ainda como fixas, domes fixas, PTZ, e domes PTZ.

Câmeras de rede fixas

Uma câmera de rede fixa, que pode ser fornecida com uma lente fixa ou de foco variável (varifocal), é uma câmera cujo campo de visão é fixo (normal/teleobjetiva/grande-angular) quando for instalada. Uma câmera fixa é o tipo de câmera tradicional, no qual a câmera e a direção para a qual aponta são claramente visíveis. Esse tipo de câmera é a melhor opção para aplicações nas quais é vantajoso que a câmera esteja bem visível. Uma câmera fixa normalmente permite que as lentes sejam trocadas. As câmeras fixas podem ser instaladas em caixas de proteção projetados para instalação em interiores e exteriores.

Câmeras de rede fixas, inclusive as versões sem fio e megapixel.

Câmeras de rede dome fixo

Uma câmera de rede tipo dome fixo, também chamada “minidome”, envolve essencialmente uma câmera fixa previamente instalada em dentro de uma pequena cúpula. A câmera pode ser direcionada para apontar em qualquer direção. A principal vantagem deste tipo de câmera está em seu design discreto, passando despercebida, bem como no fato de ser difícil perceber a direção para a qual a câmera aponta. A câmera também é resistente a violações. Uma das limitações de uma câmera dome fixa, é que ela raramente vem com uma lente intercambiável, e mesmo que ela seja intercambiável, há poucas opções de lentes devido ao pouco espaço dentro da cúpula. Para compensar essa limitação, muitas vezes é fornecida uma lente de foco variável para permitir o ajuste do campo de visão da câmera.
As câmeras domes fixas da Axis são projetadas com diferentes tipos de caixas de proteção, como instalações resistentes a vandalismo e/ou instalações do tipo IP66 para exteriores. Não é necessário nenhuma caixa alojamento externa. Esse tipo de câmera é normalmente fixado em uma parede ou no teto.

Câmeras de rede dome fixas. Da esquerda para a direita: AXIS 209FD e AXIS 216FD (disponíveis também nas versões reforçada e megapixel), AXIS P3301 e AXIS 225FD.

Câmeras PTZ e câmeras dome PTZ

Uma câmera PTZ ou uma câmera dome PTZ pode se movimentar horizontalmente / verticalmente(pan/tilt) e aproximar ou afastar (zoom in/out) a imagem de qualquer área ou objeto. Todos os comandos de PTZ são enviados pelo mesmo cabo de rede usado para a transmissão do vídeo; não é necessário instalar cabos RS-485 como ocorre com uma câmera PTZ analógica.
Alguns recursos que podem ser incorporados a uma câmera PTZ ou uma câmera dome PTZ:

• EIS (Electronic Image Stabilizer, Estabilizador Eletrônico de Imagens). Em instalações externas, as câmeras dome PTZ e fatores de aproximação (zoom) acima de 20x são sensíveis a vibrações e movimentos causados pelo tráfego ou pelo vento. O EIS ajuda a reduzir os efeitos da vibração em um vídeo. Além de proporcionar imagens mais úteis, o EIS reduz o tamanho dos arquivos de imagens compactadas, economizando um valioso espaço de armazenamento.
• Máscara de privacidade. A máscara de privacidade, que permite bloquear ou mascarar a visualização e a gravação de determinadas áreas de uma cena, pode ser disponibilizada em vários produtos de vídeo em rede. Em uma câmera PTZ ou uma câmera dome PTZ, a função permite manter a privacidade, mascarando até mesmo quando o campo de visão da câmera mudar, pois a máscara se move com o sistema de coordenadas.

Com a máscara de privacidade incorporada (retângulo cinza na imagem), a câmera pode garantir a privacidade de áreas que não devem ser cobertas por uma aplicação de vigilância.

• Posições predefinidas Muitas câmeras PTZ e câmeras dome PTZ aceitam a programação de várias posições predefinidas, normalmente entre 20 e 100. Assim que as posições predefini das forem programadas na câmera, o operador será capaz de ir de uma posição para a outra com grande rapidez.
• E-flip (inversão eletrônica). Quando uma câmera dome PTZ é instalada no teto para acompanhar uma pessoa, por exemplo, em uma loja, haverá situações em que a pessoa passará bem embaixo da câmera. Ao seguir a pessoa, se não houvesse a função E-flip, as imagens seriam vistas de cabeça para baixo. Nesses casos, o E-flip gira eletronicamente as imagens 180 graus. Ela é realizada automaticamente e não será percebida pelo operador.
• Auto-flip (inversão automática). Normalmente, as câmeras PTZ, ao contrário das câmeras dome PTZ, não têm um movimento horizontal completo de 360 graus devido a um batente mecânico que impede as câmeras de realizarem um movimento circular contínuo. Entretanto, com a função Auto-flip, uma câmera de rede PTZ pode inverter instantaneamente a câmera a 180 graus e continuar seu movimento horizontal além do ponto zero. Dessa forma, a câmera pode continuar acompanhando uma pessoa ou um objeto em qualquer direção.
• Acompanhamento automático (auto tracking). O acompanhamento automático é uma função inteligente de vídeo que detecta automaticamente uma pessoa ou um veículo em movimento, e o(a) segue dentro da área de cobertura da câmera. Esse recurso é especialmente útil em situações de vigilância não-assistida, na qual a presença ocasional de pessoas ou veículos necessita de atenção especial. A função reduz consideravelmente o custo de um sistema de vigilância, pois são necessárias menos câmeras para cobrir uma cena. Ela também aumenta a eficácia da solução, pois permite que uma câmera PTZ ou uma câmera dome PTZ grave áreas de uma cena onde houver atividade.

Embora as câmeras PTZ e as câmeras dome PTZ possam ter funções semelhantes, existem diferenças entre elas:

• as câmeras de rede PTZ não têm um movimento completo contínuo de 360 graus devido a um batente mecânico. Isso significa que a câmera não pode acompanhar uma pessoa que caminha continuamente em um círculo completo ao redor da câmera. As exceções são as câmeras PTZ que possuem a função auto-flip; por exemplo, a Câmera de Rede AXIS 215 PTZ.
• As câmeras de rede PTZ não foram projetadas para operação contínua automática nem para a chamada “ronda””, na qual a câmera se movimenta automaticamente de uma posição predefinida para a seguinte.

Câmeras de rede PTZ mecânicas

As câmeras PTZ mecânicas são usadas principalmente em interiores e em aplicações que empregam um operador. O zoom óptico das câmeras PTZ normalmente varia de 10x a 26x. Uma câmera PTZ pode ser instalada no teto ou em uma parede.

Câmeras de rede PTZ. Da esquerda para a direita: AXIS 212 PTZ-V (não-mecânica), AXIS 213 PTZ, AXIS 214 PTZ e AXIS 215 PTZ.

Câmeras de rede PTZ não-mecânicas

Uma câmera de rede PTZ não-mecânica, como a AXIS 212 PTZ e sua versão resistente a vandalismo (vista acima), oferece recursos instantâneos de pan, tilt e zoom, sem peças móveis, o que evita o desgaste. Utilizando uma lente grande-angular, ela oferece um campo de visão mais amplo do que uma câmera de rede PTZ mecânica.

Imagens de uma câmera de rede PTZ não-mecânica. À esquerda, uma imagem panorâmica de 140 graus com resolução VGA; à direita, imagem com zoom de 3x.

Uma câmera PTZ não-mecânica usa um sensor de imagem megapixel e permite que o operador aproxime instantaneamente qualquer parte de uma cena sem nenhuma perda de resolução de imagem. Isso é realizado com a apresentação de uma imagem panorâmica com resolução VGA (640x480 pixels), mesmo que a câmera capture uma imagem com resolução muito mais alta. Quando a câmera é instruída para aproximar-se de qualquer parte da imagem panorâmica, a câmera usa a resolução megapixel original para oferecer uma proporção 1:1 completa com resolução VGA. A imagem aproximada resultante oferece boa qualidade de detalhes, sem perder a nitidez. Com zoom digital normal, a imagem aproximada perde detalhes de nitidez na maioria das vezes. Uma câmera PTZ não-mecânica é ideal para instalações discretas em paredes.

Câmeras de rede dome PTZ

As câmeras de rede dome PTZ podem cobrir uma área extensa, aumentando a flexibilidade das funções de pan, tilt e zoom. Elas permitem movimentos horizontais (pan) contínuos de 360 graus, e movimentos verticais (tilt) normalmente de 180 graus. As câmeras dome PTZ são ideais para uso em instalações discretas, devido ao seu design, à instalação (especialmente em instalações no teto), e à dificuldade de perceber o ângulo de visão da câmera (as cúpulas podem ser transparentes ou fumê).
Uma câmera de rede dome PTZ também proporciona robustez mecânica para operação contínua no modo “ronda””, quando a câmera passa automaticamente de uma posição predefinida para a posição seguinte em uma ordem predeterminada ou aleatória. Normalmente, podem ser definidas até 20 rondas de armazenamento, ativadas durante horários diferentes do dia. No modo de ronda, uma única câmera de rede dome PTZ pode cobrir uma área que exigiria 10 câmeras de rede fixas. A principal desvantagem é que apenas um local pode ser monitorado por vez, deixando as outras nove posições sem monitoramento.
O zoom óptico de uma dome PTZ normalmente varia de 10x a 35x. Uma dome PTZ é usada freqüentemente em situações que empregam um operador. Esse tipo de câmera é normalmente instalada no teto se for usada em interiores, ou em um poste na lateral de um edifício (para instalações exteriores).

Câmeras de rede dome PTZ. Da esquerda para a direita: AXIS 231D+, AXIS 232D+, AXIS 233D.

Câmeras de rede para dia e noite

Todos os tipos de câmeras de rede — fixas, domes fixas, PTZ e domes PTZ— podem funcionar durante o dia ou à noite. Uma câmera para dia e noite é projetada para uso em instalações externas ou em ambientes internos com pouca iluminação.

Uma câmera de rede em cores, para dia e noite, gera imagens coloridas durante o dia. Quando a iluminação cai abaixo de um determinado nível, a câmera pode passar automaticamente ao modo noturno para usar a luz quase-infravermelha (IV) para gerar imagens de alta qualidade em preto-e-branco.
A luz infravermelha, que cobre uma faixa de onda de 700 nanômetros (nm) a aproximadamente 1000 nm, está além do que o olho humano pode captar, mas a maioria dos sensores da câmera pode detectá-la e usá-la. Durante o dia, uma câmera para dia e noite usa um filtro de corte de IV. A luz IV é filtrada para que ela não distorça as cores das imagens quando o olho humano as vir. Quando a câmera estiver no modo noturno (preto-e-branco), o filtro de corte de IV é desativado, permitindo que a sensibilidade da câmera à luz capte até 0,001 lux ou menos.

O gráfico mostra como um sensor de imagem reage à luz visível e Infra Vermelho. A luz IV cobre a faixa de onda de 700 nm a 1000 nm.

Imagem à esquerda, filtro de corte de IV em uma câmera de rede para dia/noite; no meio, posição do filtro de corte de IV durante o dia; à direita, posição do filtro de corte de IV durante a noite.

As câmeras para dia e noite são úteis em ambientes que restringem o uso de luz artificial. Entre eles estão situações de vigilância por vídeo com baixa iluminação, vigilância disfarçada e aplicações discretas, por exemplo, em uma situação de vigilância de tráfego na qual luzes muito intensas perturbariam os motoristas à noite.
Um iluminador IV que gera luz infravermelha também pode ser usado junto com uma câmera para dia e noite para aumentar ainda mais a capacidade da câmera de gerar vídeo de alta qualidade em condições de baixa iluminação ou à noite. Para saber mais sobre os iluminadores IV

At left, image without an IR illuminator; at right, image with an IR illuminator.