Video surveillance, 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. Why?, 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, Video surveillance technology plays a key role in our daily lives.

Since time immemorial, humans have used the observation of data to shape the future and, although predicting it with certainty remains a challenge, today it is possible to develop fairly accurate models and forecasts.

In fact, the more accurate we can be in representing the various aspects and details of past events, the easier it is to reconstruct their causes, find solutions or create models that help us predict and manage future events. For this, we need to capture chronological sequences of still images or video, along with sound.

A good example is found in weather forecasting, basado en un modelo predictivo que descansa, fundamentally, 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 (closed circuit television) 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, at least, 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.

Ultimately, this increase in surveillance in public spaces brings us closer to the so-called smart cities, en las que, theoretically, it is possible to monitor entire metropolitan areas, continuously, in areas such as traffic,, weather or security. Between this type of applications and total surveillance, there are infinite possibilities of a positive nature.

Technical aspects and dimensions

All the aforementioned applications share the need to record a significant amount of video data and store it for on-demand retrieval. For home surveillance, a single camera may be sufficient; but in the case, For example, of traffic monitoring, 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, For example, 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. However, dada la rapidez con que las aplicaciones de vigilancia se vuelven críticas para el negocio, preferimos soluciones on-premise to eliminate the risk factor of an Internet connection.

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. In 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).

For your part, 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.

Nowadays, 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, at the same time, 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.

This is a deliberate choice, since uninterrupted and reliable recording and playback of data streams is vital to achieving video surveillance objectives. This fact also demonstrates, once again, that there is a type of HDD suitable for each application.

Disk options in the video surveillance segment

As a leading specialist storage provider, Toshiba currently offers two series of drives specifically designed for this type of application: the V300 series and the S300 series. These two series cover a wide range of video surveillance applications through a variety of solutions. Both the V300 and S300 are hard drives with 3,5, Serial ATA interfaces (SATA) and a bandwidth of 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.

The Toshiba S300 model is the company's professional series of disks for video surveillance. It includes additional RV sensors and offers a total data write capacity, ranging from 110 y 180 TB por año, depending on the model. It also features an extended temperature range of 0°C to 70°C and offers a longer warranty period.

The S300 series is available in capacities of 4 a 10 TB. With caching algorithms optimized for use in larger video surveillance systems and a rotation speed of 7.200 rpm (starting from 6TB), the S300 disks support systems with up to 64 cameras.

Rainer W. Why?

Senior Director of Business Development for Storage Products Toshiba Electronics Europe