onvif что это видеонаблюдение
Onvif протокол что это?
Классические камеры аналогового типа не имеют проблем с совместимостью. Можно приобрести устройство от любого производителя, подключить к нему видеорегистратор или другое устройство от другой компании. Никаких трудностей с синхронизацией оборудования не возникнет.
После появления специальных IP-камер, на раннем этапе формирования данных технологий, сразу же возникли определенные трудности. Они касались совместимости устройств от различных производителей. Это связано с тем, что каждая организация начала применять свой личный стандарт, применять индивидуальные протоколы. Оборудование могло синхронизироваться только от одного изготовителя, совмещение приборов от различных компаний сопровождалось возникновением проблем.
Для устранения сбоев в работоспособности было принято решение создать единый протокол. Он в считанные минуты решал возникающие проблемы.
ONVIF – это протокол, который предназначен объединить различное IP- оборудование (IP-камеры, видеорегистраторы) от разных производителей.
Основная цель протокола проста – чтобы видеонаблюдение не было привязано к одному производителю. Например IP-камера одного производителя, видеорегистратор другого.
Особенности общего стандарта безопасности
Разработка единого протокола для IP-камер была начата в 2008 году. Производители “Сони”, Bosch и Axis сделали стандарт, который был назван ONVIF (Open Network Video Interface Forum). Этот протокол предназначен для решения проблем, которые связаны с несовместимостью оборудования от разнообразных изготовителей. Теперь создать систему видеонаблюдения с помощью IP-камер можно было без особых проблем.
Open Network Video Interface Forum отличается специальным интерфейсом цифрового типа. Он объединяет множество форм взаимодействия устройств от разнообразных компаний-производителей:
Ежегодно протокол ONVIF обновлялся и усовершенствовался. В настоящее время имеется несколько стандартных версий, которые отличаются функциональностью.
Какие бывают профили ONVIF?
При создании стандарта ONVIF (на первоначальном этапе) основатели протокола столкнулись с определенными трудностями. Они были вызваны несовместимостью оборудования при использовании различных версий протокола. Именно поэтому производители приняли решение разработать специальную концепцию, которая получила название Profiles.
Концепция подразумевала разделение различных версий этого стандарта на профили. Они нужны для упрощения проведения проверок совместимости используемых приборов. Создать систему IP-видеонаблюдения можно было без анализа технических характеристик каждого устройства.
В настоящее время потребителям представлено шесть профилей стандарта ONVIF. Необходимо заметить, что последний из них находится на стадии диагностики. Создатели проверяют и исправляют ошибки, которые возникают в ходе его использования.
Стоит рассмотреть основные разновидности профилей стандарта ONVIF:
Именно профили ONVIF дали возможность с легкостью определять функциональность устройств, совместимость их с иными типами оборудования без проведения предварительного анализа данных. Профили существенно упростили процесс создания эффективных систем видеонаблюдения.
Чем отличается ONVIF от PSIA?
Протокол PSIA – это еще один стандарт, использование которого нацелено на решение проблем несовместимости. Он позволяет синхронизировать между собой различное IP-оборудование – камеры, датчика, системы КУД, устройства для видеоаналитики и управления информационной безопасностью.
Основная проблема стандарта PSIA – низкая популярность среди производителей оборудования для систем IP-наблюдения. В настоящее время количество организаций подключенных к протоколу PSIA составляет чуть более пятидесяти. Нужно заметить, что стандартом ONVIF пользуется более 500 фирм. Они реализуют более 5 тысяч наименований техники, которые поддерживают этот протокол.
Возможные проблемы, которые могут возникнуть при совместимости
Все производители единогласно утверждают, что проблем с совместимостью у реализуемой ими продукции не возникнет. Несмотря на это, при создании систем IP-видеонаблюдения можно столкнуться с определенными трудностями.
Одна из проблем – при монтаже, настройке камер для IP-наблюдения обнаруживается, что используемый видеорегистратор их не видит. Все устройства находятся в общей локальной сети, а датчики движения и иные программные функции напрочь отказываются выполнять возложенные функции. Сразу же возникает вопрос: «В чем причина сбоя?».
Трудности могут быть связаны с разнообразными причинами. Первоначально требуется удостовериться, что используемое оборудование поддерживает стандарт Open Network Video Interface Forum (ONVIF). Среди производителей встречаются мошенники. Они отмечают в своих продуктах поддержку протокола, но на самом деле это совсем не так. Чтобы исключить вероятность возникновения такого рода проблем, лучше приобретать оборудование у тех фирм-изготовителей, которые являются официальным представителем ONVIF. Эту информацию можно найти в сети.
Устройства, которые входят в систему IP-видеонаблюдения, могут быть несовместимы из-за использования различных профилей протокола. Одной поддержки ONVIF недостаточно. Это не указывает на то, что применяемое оборудование будет синхронизироваться. В данном случае вам потребуется убедиться, что приборы рассчитаны на работу с Profile S. Этот профиль является универсальным. Он позволяет совместить между собой различные версии ONVIF.
Протокол ONVIF осуществляет работу по стандартизации сетевого оборудования, существенно упрощает монтаж и расширяет возможности IP-систем безопасности. С помощью такого стандарта облегчается масштабируемость систем, открываются новые возможности для потребителя при выборе требуемого оборудования.
ONVIF имеет собственное программное обеспечение, которое позволяет раскрыть весь функционал используемого оборудования. Спецификация позволяет осуществлять поиск и выполнить подключение устройств, управлять телеметрией, передавать и записывать видео, настраивать изображения, проводить видеоаналитику в максимально сжатые сроки. ONVIF существенно увеличивает производительность оборудования.
Еще раз о видеонаблюдении, камерах, RTSP, onvif. И «велосипед»!
Non-Interleaved Mode.
RTSP устанавливает связь и передает в камеру информацию о том «куда слать» данные (UDP порты).
Пример общения RTSP
Запоминаем
Transport: RTP/AVP;unicast;destination=10.112.28.33;source=10.112.28.231;client_port=49501-49502;server_port=6970-6971
Interleaved Mode.
Разница с Non-Interleaved Mode в том что все пакеты будут сыпаться в этот же порт.
Пример:
Запоминаем
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1
Теперь смотрим что и как.
Камеры шлют видео и аудио в разные RTP потоки. 2n поток — данные, 2n+1 поток — RTCP.
На видео нам идет 0 и 1 канал, на аудио 2 и 3 канал.
Теперь смотрим
Transport: RTP/AVP;unicast;destination=10.112.28.33;source=10.112.28.231;client_port=49501-49502;server_port=6970-6971
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1
В первом случае указаны порты, во втором каналы.
С с Non-Interleaved Mode всё понятно. Просто RTP пакеты сыпятся в порты и их можно читать как то так:
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
s.receive(packet);
Проблемы начинаются с Interleaved mode.
По факту ни каких проблем быть не должно. По RFC мы ищем magic char «$», следующий байт — канал (он указывается в подключении 0-4 у нас) и 2 байта Length. Всего 4 байта.
Но есть не нормальные камеры. Например D-ling DCS-2103 «Досыпает» какие то данные после rtp пакета. frame дает размер 1448,
шлет 1448 фрейма, и после 827 байт какого то мусора. (Так делает Dlink DCS-2103 прошивка 1.00 и 1.20) 
И такое у «них» происходит постоянно. Этим частенько страдают китайские камеры. Qihan (356) этим не страдали.
Кроме как пропускать этот мусор идей больше нет.
В RTP сыпятся полезные данные. При DESCRIBE RTSP возвращается SDP пакет
Примеры SDP (h264, mjpeg, mpeg4):
Прочитать про SDP
Так как мода была mjpeg и текущая на h264, то рассмотрим их.
С MJpeg всё предельно ясно. А вот с H264 начинаются различия в камерах.
Формат h264 состоит из блоков с NAL заголовками (7.4.1 NAL unit semantics).
Чтобы можно было декодировать h264 необходимо помимо данных самого h264 иметь данные SPS (Sequence parameter set) и PPS(Picture parameter set). Первый описывает последовательность, второй параметры картинки. Так как сам кодек h264 знаю очень плохо, то большего описания не будет. SPS имеет тип 7, PPS 8. Без них невозможно декодировать h264.
Самое интересное — Qihan шлет SPS и PPS прям в RTP пакетах, Dlink не шлет их в RTP пакетах. Но SPS и PPS шлется в SDP пакете в параметре sprop-parameter-sets в кодировке base64.
sprop-parameter-sets=Z2QAKK2EBUViuKxUdCAqKxXFYqOhAVFYrisVHQgKisVxWKjoQFRWK4rFR0ICorFcVio6ECSFITk8nyfk/k/J8nm5s00IEkKQnJ5Pk/J/J+T5PNzZprQCgDLSpAAAAwHgAAAu4YEAAPQkAABEqjve+F4RCNQ=,aO48sA==
Шлются они через запятую
Вариант декодирования.
Так как камеры 720p или 1080p, то в 1 RTP пакет ни jpeg фрейм, ни h264 фрейм не поместится, то они режутся на пакеты.
RTP Payload Format for JPEG-compressed Video
RTP Payload Format for H.264 Video
JPEG
RTP пакет содержит main JPEG header
а дальше может варьироваться от Type и Q
Для декодирования jpeg нужно знать или вычислить quantization tables.
В моих камерах quantization tables шли в стартовом пакете Jpeg, по этому они просто брались оттуда.
Все вычисления есть в RFC.
Последний пакет фрейма вычисляется по RTP header Marker bit. Если он 1, то это последний пакет фрейма.
Single NAL Unit Packet
Это как раз SPS и PPS. Type=7 или Type=8
Если фрейм h264 не влезает в RTP пакет (1448 байт), то фрейм режется на фрагменты. (5.8. Fragmentation Units (FUs))
Type = 28
Эти заголовки следуют сразу после RTP заголовка
Для декодера h264 NAL — нужная информация. Если идет фрагментация фрейма, то NAL нужно восстанавливать. (FU)
нужно взять первые 3 бита из FU indicator и слить их с 5 последними FU header.
Теперь самое главное — сохраняем поток.
Jpeg
NON_IDR_PICTURE — необходим для декодирования, «разделяем» фреймы. (h264) Тут нужно меня поправить, так как это просто «костыль» и обоснований пока нет. Просто работает.
Получается такой поток: 00000001 + SPS + 00000001 + PPS + 00000001 + NAL…
erlyvideo: 0,0,0,1 — это префикс AnnexB записи H264. Это не часть H264 NAL-юнита, а разделитель между юнитами.
ну и обработка «всего» этого
в 2х словах. Получаем RTSP Interleaved Frame (например Channel: 0x00, 1448 bytes), читаем 1448 байт, делаем writeRawToStream, полиморфизм делает свое дело.
Дальше это нужно обкатать.
Казалось бы что для поддержания потока RTSP нужно делать RTCP отчеты, но нет, всё оказалось проще
Dlink, Qihan, VLC просто «едят» GET_PARAMETER:
шлем его раз в 55 секунд и всё.
При простом просмотре генерируется m3u файл и кормится в VLC
4
При склеивании ffmpeg клеит, после запускается VLC
5
Программа нарезает поток на файлы, интервал задается в настройках
Что делает ffmpeg:
Клеит
«Нормализует» (просчитывает заголовки и т.д.)
На выходе куча файлов
6
По хорошему можно писать в любой OutputStream
Git hub
Дальнейшей жизни программы может и не быть. Возможно допишу когда нибудь RTP классы для звука. (так как увлекаюсь до сих пор SIP)
Ну и самое вкусное.
Есть стандарт видео наблюдения ONVIF
Есть профессиональные железки, которые с камерами работают только по нему.
Есть камеры, которые работают по нему (Qihan, он же Proline), а ссылки rtsp приходится гуглить.
Есть опенсорсный продукт Onvif device manager для управления подобными железяками.
Я же в программу добавил поддержку onvif без авторизации и с авторизацией.
7
Git hub
Если пройтись по ссылкам выше, то можно получить всю документацию по Onvif.
Ответ:
Дальнейшее общение по onvif без авторизации идет в этом же ключе.
А вот пример общения но уже с авторизацией
Т.е. нужно слать заголовок. (тестилось на D-link DCS-2103, остальные камеры без авторизации работали, китай).
и пароль (Password_Digest = Base64 ( SHA-1 ( nonce + created + password ) ))
Всё было сделано в образовательных целях. Если есть вопросы и вдруг понадобиться более подробное описание чего либо — пишите.
Надеюсь кому нибудь пригодится.
PS Не надо писать в комментариях про организацию на большую букву «I». Их Server использует SQLite, SSL, avcodec (ffmpeg), а в папке \Resources есть божественный файлик с названием camera_list.json, но моя наглость не позволила его прикрутить к своей программе 🙂 Но я не видел у них поддержку Onvif, видимо потому что они выпускают «свои» камеры. UPDATED: см комментарии от ivideon
Если прикрутить к программе OpenVPN и OpenCV, то будет забавное решение и «велосипед»
Ну и вот вам полезная ссылка на базу ссылок потоков камер
Что такое ONVIF? И как его использовать при подключении камер в HomeKit через NodeRED
В продолжение к статье о подключении камер в HomeKit через NodeRed Евгений Олейник (permadm).
Далеко не всегда в инструкции IP камеры указывается описание RTSP протокола, с которым работает Ваша камера. Тем не менее, иногда возникает необходимость воспользоваться RTSP протоколом для подключения IP камеры к облачному серверу, настройки трансляции изображения на сайт или воспроизведения потокового видео в каком-нибудь плеере на вашем ПК или гаджете, или, в нашем случае, трансляции потока через плагин HomeKit в NodeRed. Рассмотрим все возможные способы, как узнать адрес RTSP IP камеры, если он не представлен в руководстве камеры. Если Ваша камера собрана из китайских xmeye комплектующих (что часто встречается на российском рынке, в том числе и у российских производителей ip камер HiQ, Vesta, SVplus и других бренды), то формат адреса RTSP камеры будет иметь следующий вид:
Если Ваша камера собрана из других комплектующих, то есть два способа, как узнать адрес RTSP потока вашей камеры.
Способ №1
Или пойти сложным путем и найти поток самостоятельно, с помощью прикладного программного обеспечения.
Используемый по умолчанию порт можно проверить в настройках камеры.
Способ №2
Что такое ONVIF протокол?
ONVIF – это международная компания, занимающаяся созданием работающих по определенному стандарту протоколов, содействующих во взаимодействии техники и программного обеспечения, используемого в составе систем безопасности. Эти протоколы часто применяются для совместимости IP-камер, видео регистраторов, IP-кодеров, контроллеров доступа и т. п.
Назначение протокола
Для примера применения представленного протокола можно взять взаимодействие видеорегистраторов. Ранее использовались аналоговые камеры, которые производили преобразование оптического изображения в аналоговый видеосигнал. Их совместимость не вызывала никаких вопросов. Для устройства системы можно было приобрести технику различных производителей.
С развитием технологий востребованными стали IP-видеокамеры. Они являются, по сути, цифровым видеорегистратором, особенностью которого стала передача потокового видео в цифровом формате по сети, применяющей протокол IP. Но с совместимостью этого вида техники стали возникать трудности. Оборудование от разных производителей не могло взаимодействовать между собой, потому что каждая компания применяла отдельный стандарт. По этой причине производители техники пришли к выводу, что придется разработать такой протокол, который бы позволил совмещать эти устройства.
С появлением IP камер на раннем этапе развития технологии возникали определенные затруднения, касающиеся совместимости оборудования
Компания ONVIF смогла создать единый стандарт, который используется на сегодняшний день повсюду. Он позволяет взаимодействовать устройствам различных типов и производителей, а также существенно облегчает процедуру корректировки значений и внедрение новых компонентов в готовую систему. В разработке этого стандарта участвовали 3 компании: Bosch, Sony и Axis. Он стал доступен для использования в 2008 году. С тех пор настройка видеонаблюдения с применением IP-камер, стала намного проще.
С течением времени и развитием технологий происходит совершенствование протокола и выпуск его обновленных версий. Хронология выхода обновлений стандарта:
Основные возможности
Создатели протокола ONVIF избрали самые подходящие технологии и приспособили их для цифровых камер, применяемых в комплексах устройств для наблюдения.
Например, специфика представленного стандарта рассчитана на:
Описания комплекса возможностей по дополнительному назначению объединены в профили. Их делят по спецификациям.
Данный стандарт призван решить проблему несовместимости оборудования различных производителей для упрощения создания системы видеонаблюдения на базе IP камер
Типы профилей ONVIF
На ранних этапах разработки протокола ONVIF возникали некоторые трудности, которые были связаны с несовместимостью разных версий. Для решения этой проблемы специалисты начали работать над концепцией «профилей». Она позволила разделить различные версий программы на конкретные профайлы. Это упростило проверочные мероприятия, направленные на контроль соответствия IP устройств для видеонаблюдения. При этом они не подвергаются анализу технических деталей.
На сегодняшний день можно выделить шесть основных профайлов, относящихся к стандарту ONVIF. Указанный последним в представленном ниже перечне профиль на данный момент проходит стадию тестирования.
Так, разработчики уже успели выпустить протоколы по таким профилям:
На сегодняшний день существует 6 профилей стандарта ONVIF, последний из которых находится пока в стадии тестирования
Применение профайлов ONVIF дает возможность пользователю производить управление функциями, которые поддерживаются используемыми устройствами. При этом отсутствует необходимость проверки совместимости, которая должна быть между версиями программы.
Создание единого стандарта безопасности для IP камер
Протокол ONVIF получил стандартизированный цифровой интерфейс, заключающийся в совокупности средств, методов и правил взаимодействия между элементами системы видеонаблюдения.
Несмотря на все преимущества стандартов onvif, пользователи периодически сталкиваются с различными трудностями, к примеру, ip-камера не обнаруживается видеорегистратором одной локальной сети
Этот стандарт объединил такие возможности:
Преимущества и недостатки Onvif
Стандарты, по которым разрабатывались представленные протоколы, имеют множество плюсов, выделяющих их перед конкурентами. Основными достоинствами считаются:
Представленный стандарт имеет преимущества перед своими конкурентами. Например, протокол RTSP, в отличие от ONVIF, не имеет функций, связанных со сжатием видео. Кроме того, он не оснащен функцией для передачи потоковых данных.
При всех достоинствах стандарта ONVIF, пользователям иногда приходится сталкиваться и с его недостатками. Например, при взаимодействии техники с различными версиями протокола может возникать конфликт.
Протоколы, разработанные организацией Onvif, имеют ряд преимуществ, основными из которых являются: стандартизация обмена данными между всеми видеоустройствами в сети
ONVIF или PSIA
Public Security Investigative Agency (PSIA) – это еще один стандарт, позволяющий решить проблемы несовместимого оборудования.
Он используется для техники, производящей IP-видеонаблюдение, такой как:
Однако представленный стандарт не пользуется высокой популярностью среди потребителей. Количество применяемых его компаний не превышает сотой доли тех, кто предпочитает пользоваться стандартом ONVIF.
Компании, входящие в членство ONVIF, заняли около 60% рынка продукции для видеонаблюдения во всем мире. Техника, работающая со стандартами PSIA, занимает лишь 20% этой сферы.
Open Network Video Interface Forum при разработке стандартов держит фокус на IP-видео. В эту сферу входит аналитика и интерфейс между видеоустройством и клиентом. Спецификация включает PTZ-протокол, обнаружение технических средств, их регулировку, фиксацию событий, анализ видео и настройки видеопотока в реальном времени. На что PSIA отвечает определением более общей специфики, которая подходит для систем хранения и контроля доступа.
Несмотря на то, что производители оборудования утверждают, что оно совместимо со стандартом ONVIF, иногда возникают определенные проблемы
Существует своеобразная борьба между ONVIF и PSIA за нишу, заключающуюся в стандартизации сетевых камер. Но при подробном изучении выясняется, что оба стандарта сходны по своим характеристикам. Они предоставляют одинаковые требования к техническим устройствам для контроля и управления. Во всех спецификациях имеются методики для обнаружения и настройки устройств, управления сетями, безопасности, анализа и применения PTZ-функционала, а также воспроизведения видеопотока по HTTP/RTSP.
Компании производители техники могут применять стандарт ONVIF в профессиональной видеотехнике, где требуется аналитика и взаимодействие камер. PSIA более всего подходят для фирм, которым нужно контролировать PTZ-устройства и прочие сервисы, например, PSIM и системы хранения.
Структурная модель представленных стандартов также имеет лишь небольшие различия. Производитель может применять к выпускаемым камерам одновременно ONVIF и PSIA, так как требования к сетевым устройствам стали преимущественно логическим стандартом, а не физическим. Так, например, компании Cisco и Milestone, выпускающие сетевое оборудование, включают в свою продукцию поддержку обеих спецификаций. К ним в этом плане собирается присоединиться и компания EInfochips, занимающаяся разработкой DVR/NVR-устройств, управляющего программного обеспечения и камер.
Проблемы с ONVIF
От производителей техники часто звучит утверждение, что их продукция совместима со стандартом ONVIF. Но иногда в этом отношении пользователи отмечают некоторые проблемы. Например, затруднительными могут быть действия, направленные на установку и настройку видеокамер для наблюдения, так как видеорегистратор может их не обнаруживать. При этом устройства могут быть в единой локальной сети. Частой проблемой является неработающий датчик движения или отказ функционирования программных функций.
Представленные проблемы могут быть связаны с тем, что не все устройства в сети действительно совместимы с протоколом ONVIF. Иногда производители указывают неправдивые сведения и совместимости со стандартами, принятыми на Open Network Video Interface Forum. Чтобы эти проблемы не возникали, следует приобретать оборудование тех компаний, которые являются официальными членами в ONVIF.
Причиной несовместимости может также быть различие профилей видеооборудования. Стоит учитывать тот факт, что поддержка ONVIF не является гарантией совместимости устройств. Для корректного функционирования системы должен быть использован Profile S. Он позволяет повысить вероятности совместимости в отношении основных характеристик в любой версии протокола.
Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.
Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.