Videovigilancia, mucho más que ‘ojos y oídos’

En este detallado análisis de los elementos involucrados en la planificación de una solución de monitorización de vídeo, Rainer W. Kaese, director senior de desarrollo de negocio de productos de almacenamiento de Toshiba Electronics Europe, explica las ventajas de sus dos series HDD, específicamente diseñadas para aplicaciones de videovigilancia.

Detrás de la videovigilancia hay mucho más de lo que podría pensarse. A partir de las técnicas de grabación y reproducción del Siglo XX, la tecnología ha evolucionado para abarcar un amplio abanico de modelos de aplicación, que incluyen desde el reconocimiento facial en tiempo real, hasta la detección de anomalías en todo tipo de eventos y procesos. Incluso en sus aplicaciones más sencillas, la tecnología de videovigilancia juega un papel clave en nuestra vida cotidiana.

Desde tiempos inmemoriales, los humanos han utilizado la observación de los datos para dar forma al futuro y, aunque predecirlo con certeza sigue siendo un desafío, hoy es posible desarrollar modelos y pronósticos bastante precisos.

De hecho, cuanto más exactos podemos llegar a ser en la representación de los diversos aspectos y detalles de los sucesos del pasado, más sencillo resulta reconstruir sus causas, encontrar soluciones o crear modelos que nos ayuden a predecir y gestionar acontecimientos futuros. Para ello, necesitamos capturar secuencias cronológicas de imágenes fijas o vídeo, junto con el sonido.

Un buen ejemplo se encuentra en el pronósticometeorológico, basado en un modelo predictivo que descansa, fundamentalmente, y junto a otro tipo de datos e información, en material visual interpretable.

La captura y análisis de la imagen también es la base de los sistemas de cámaras CCTV (circuito cerrado de televisión) en zonas residenciales o locales comerciales, cuyo uso es cada vez más frecuente ante la necesidad de controlar y actuar ante un acto criminal o para, al menos, disponer de pruebas válidas en un proceso judicial posterior.

Así mismo, y aunque no depende de las imágenes capturadas por satélites meteorológicos, la captura y análisis de imagen también permite la monitorización continua del tráfico en las autopistas o los cruces de carreteras.

En última instancia, este aumento de la vigilancia en los espacios públicos nos aproxima a las denominadas ciudades inteligentes, en las que, teóricamente, es posible monitorizar áreas metropolitanas completas, de forma continua, en ámbitos como el del tráfico, el tiempo o la seguridad. Entre este tipo de aplicaciones y la vigilancia total, existen infinitas posibilidades de carácter positivo.

Aspectos y dimensiones técnicas

Todas las aplicaciones antes mencionadas comparten la necesidad de grabar una cantidad significativa de datos de vídeo y almacenarlos para su recuperación bajo demanda. Para la vigilancia en el hogar, una sola cámara bien puede ser suficiente; pero en el caso, por ejemplo, de la monitorización del tráfico, existen una serie de cuestiones que deben abordarse en términos de alcance técnico y presupuesto para el conjunto del proyecto.

• ¿Cuántas cámaras deberían utilizarse? ¿Qué ángulos de cámara son requeridos?
• ¿Qué resolución es necesario que tengan las cámaras para proporcionar el suficiente detalle?
• ¿Cuántas imágenes por segundo se necesitan? La observación de procesos de alta velocidad como, por ejemplo, el seguimiento y la monitorización de insectos, puede requerir un centenar de imágenes por segundo para permitir la compresión de los componentes del movimiento.
• ¿Durante cuánto tiempo deben almacenarse las grabaciones?
• ¿Cómo debe utilizarse el material de vídeo?

En este estadio, aspectos como la capacidad y el rendimiento del almacenamiento son importantes. Incluso el mejor concepto de vigilancia resultará fallido si existen puntos débiles en la solución técnica. Este artículo no trata explícitamente el análisis de vídeo en tiempo real o modelos similares, ya que se trata de aplicaciones muy específicas y sus soluciones de almacenamiento requieren un alto grado de armonización con el entorno de análisis, incluyendo posibles técnicas de uso de tecnologías de inteligencia artificial y aprendizaje automático.

En su lugar, este artículo pretende proporcionar consejos útiles para los nuevos usuarios que buscan una descripción general de los elementos involucrados en la planificación de una solución de monitorización vía vídeo.

El mercado de videovigilancia

El mercado de este tipo de soluciones -tomando como ejemplo la vigilancia de áreas críticas en locales comerciales- puede dividirse en proveedores de soluciones de almacenamiento on-premise, proveedores de las unidades de disco necesarias y proveedores de aplicaciones software orientadas a la vigilancia.

Las soluciones basadas en la nube y que, en última instancia, utilizan componentes similares son otra alternativa viable. Sin embargo, dada la rapidez con que las aplicaciones de vigilancia se vuelven críticas para el negocio, preferimos soluciones on-premise para eliminar el factor de riesgo de una conexión a Internet.

Al igual que otras soluciones de almacenamiento, los sistemas de vigilancia se basan en sistemas que, en escenarios de pequeña escala, son servidores de almacenamiento conectados a una red (NAS) con las unidades de disco pertinentes. En general, este almacenamiento se basa en discos duros mecánicos o HDD y no incorpora soluciones SSD, ya que sus ventajas son mínimas en el entorno de la videovigilancia.

En el caso de la videovigilancia corporativa a gran escala o en ciudades inteligentes, el procesamiento continuo en tiempo real de las fuentes de vídeo entrantes resulta, en general, innecesario, ya que es fácil cubrir una amplia gama de tareas a partir de fuentes de imagen críticas seleccionadas o anomalías preseleccionadas.

Las soluciones de almacenamiento a menudo se dividen en grabadores de vídeo digital para vigilancia (sDVR) y grabadores de vídeo en red para vigilancia (sNVR).

Por su parte, las unidades de disco adecuadas para la videovigilancia a menudo se derivan de los HDD actualmente disponibles de grandes fabricantes, que adaptan sus características de rendimiento para optimizarlos para la grabación y reproducción de secuencias de vídeo, incluyendo múltiples secuencias simultáneas. El lector más técnico apreciará que los HDD tradicionales son perfectos en este contexto.

Construidos para durar

El mercado de HDD normalmente se divide en almacenamiento de gama alta (por rendimiento) y almacenamiento intermedio (una combinación entre capacidad de almacenamiento y rendimiento), aunque en la última década ha emergido una clasificación adicional en función del uso al que se destinan los discos.

Hoy en día, hay unidades de disco desktop para PC, modelos para aplicaciones RAID, unidades NAS para un uso intensivo de lectura y escritura en una amplia variedad de escenarios, eco-derivados energéticamente eficientes, múltiples unidades de disco empresariales para centros de proceso de datos y también unidades adaptadas para la vigilancia.

En la práctica, las unidades de disco para vigilancia no tienen que hacer frente a demandas extremas, pero sí deben cumplir unos requerimientos específicos. Por esta razón, a menudo tienen características propias de los modelos empresariales y están diseñadas para una operación continua a largo plazo.

Las unidades de disco de nivel profesional suelen estar equipadas con sensores de vibración rotativa (RV), que detectan las vibraciones generadas por los motores del eje, los discos giratorios o los ventiladores, lo que ayuda a garantizar el posicionamiento óptimo de los cabezales de lectura/escritura. Este enfoque garantiza que el rendimiento se mantenga dentro de un rango predecible y fácilmente gestionable.

Existen otras características indispensables en las tareas de videovigilancia diaria, como son los algoritmos de almacenamiento en caché o las tecnologías de cabezales de lectura/escritura optimizadas para múltiples transmisiones de vídeo en paralelo.

Otros ejemplos incluyen la grabación y reproducción simultáneas de secuencias de vídeo con una mínima latencia, una razón por la que muchos de los modernos HDD de videovigilancia son también ideales para el reconocimiento facial en tiempo real y otras aplicaciones que no se tratan en este artículo

En resumen, los HDD para aplicaciones de videovigilancia son dispositivos especializados y, al mismo tiempo, bastante convencionales. Muchos de los modelos del mercado no están disponibles con las capacidades más altas, ni tampoco alcanzan niveles máximos (técnicamente posibles) de rendimiento.

Esta es una elección deliberada, ya que la grabación y reproducción ininterrumpida y fiable de los flujos de datos es vital para cumplir con los objetivos de la videovigilancia. Este hecho también demuestra, una vez más, que existe un tipo de HDD indicado para cada aplicación.

Opciones de disco en el segmento de videovigilancia

Como proveedor especialista líder en almacenamiento, Toshiba ofrece actualmente dos series de unidades específicamente diseñadas para este tipo de aplicaciones: la serie V300 y la serie S300. Estas dos series cubren gran cantidad de aplicaciones de videovigilancia a través de una variedad de soluciones. Tanto el V300 como el S300 son discos duros de 3,5, con interfaces ATA serie (SATA) y un ancho de banda de 6 Gbit/s.

Toshiba V300 es una serie de discos de nivel de entrada para videovigilancia, adecuada para su uso con hasta ocho cámaras HD y unos volúmenes de escritura de datos que no superen los 72 TB por año. Puesto que su capacidad de entre 500 GB y 3 TB es bastante común, es una serie de discos perfectamente indicada para el procesamiento de vídeo en PC, decodificadores, receptores de cable, sistemas DVR y NVR, así como en soluciones de videovigilancia con unidades individuales.

La serie V300 también está diseñada para registrar un nivel bajo de emisiones de calor y puede utilizarse en un rango de temperatura de entre 0°C y 65°C, debido a su velocidad de eje inferior a 6.000 rpm.

El modelo Toshiba S300 es la serie profesional de discos para videovigilancia de la compañía. Incluye sensores RV adicionales y ofrece una capacidad total de escritura de datos, de entre 110 y 180 TB por año, dependiendo del modelo. También cuenta con un rango de temperatura ampliado de entre 0°C y 70°C y ofrece un plazo de garantía más largo.

La serie S300 está disponible en capacidades de 4 a 10 TB. Con algoritmos de almacenamiento en caché optimizados para su uso en sistemas de videovigilancia más grandes y una velocidad de rotación de 7.200 rpm (desde 6TB), los discos S300 soportan sistemas con hasta 64 cámaras.

Rainer W. Kaese

Director senior de desarrollo de negocio de productos de almacenamiento de Toshiba Electronics Europe

 

 

 

 

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