Az IP-kamerák műszaki paramétereiről
2011/12. lapszám | Guba Zoltán | 5928 |
Figylem! Ez a cikk 15 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A jelen kiegészítő publikáció az áttekintő táblázatban közölt műszaki paraméterek értelmezéséhez kíván segítséget nyújtani az elektronikus vagyonvédelem területén kevésbé jártas kollégák számára. Mint minden fejlettebb műszaki termék, fogyasztási cikk esetében, az IP-kameráknál is „ökölszabály”, hogy a vásárlás, telepítés előtt kiemelt jelentőségű az alapvető információk elsajátítása. S itt elsősorban nem is csupán a technikai paraméterekben való biztos tájékozódásra utalunk: világosan meg kell határozni azt a feladatot, amelynek kiszolgálására az adott biztonságtechnikai terméket rendszerbe kívánjuk állítani. Itt nagy szükség van a telepítő szakember rutinjára: a megrendelő sok esetben – teljesen legitim módon, hiszen ő a vásárló, aki az általunk nyújtott szolgáltatásért cserébe fizet – nem képes világosan artikulálni elvárásait. Így a biztonságtechnikus feladata az, hogy kimerítő tájékoztatást nyújtson számára mind az elérhető termékválasztékról, mind az általuk megvalósítható szolgáltatási lehetőségekről, mind pedig ennek költségvonzatáról. Halkan az is megjegyezhető, hogy nagyon fontos a telepítők „önmenedzselése”: mindig érdemes figyelni arra, hogy ügyfelünk a számára hasznos többletszolgáltatásokért talán nagyobb költségvetésű árajánlatot is hajlandó befogadni. Az IP-kamerákkal kapcsolatos legfontosabb információ az, hogy ezeket az eszközöket számítástechnikai hálózaton el lehet érni, illetve a képeket digitális formában lehet továbbítani, rögzíteni. A nagyobb felbontásnak köszönhetően nagyobb területeket lehet megfigyelni, illetve az egyes részletek jobban kiemelhetők. Alkalmazásukkal számos új feladat valósítható meg, illetve költséghatékony megoldások kivitelezhetők. A technológia kialakítására az ipar szükségletei miatt került sor: elsősorban az elektronikai sorozatgyártás követelményei határozták meg a fejlődés útját. Például egy-egy chip elhelyezésének helyességét csak új típusú kamerákkal lehetett megfigyelni. A műszaki paraméterlista első helyén a tömörítési eljárásra vonatkozó kérdésfelvetés áll. Ezzel kapcsolatban kiemelendő, hogy az IP-kamera által nyert képtartalom, -információ tömörítésre szorul; szemben például az analóg kamerákkal, ahol ilyen szükséglet nem áll fenn, mivel fix sávszélességen adott képtartalom továbbítására kerül sor. Az IP-kamerák lényegesen nagyobb információ-mennyiség rögzítésére alkalmasak, ugyanakkor ehhez egy rögzített sávszélességű hálózat áll rendelkezésre: ezt nem lehet végletesen leterhelni, tehát innen merült fel a képadatok tömörítésére vonatkozó igény. Ennek eredményeképpen viszonylagosan kisebb sávszélességű hálózaton relatíve nagyobb képmennyiség továbbítható. Ez a fejlődés kezdetén MPEG, M-JPEG formátum volt, ma már a H.263, H.264 standardok a meghatározók.
Hozzá kell tenni azt is, hogy a vezető gyártók a H.264 formátumon belül további eljárásokat is alkalmazhatnak, így érdemes erről a kérdésről is előzetesen bővebb információkat beszerezni a kereskedőpartnerektől, hiszen ez a paraméter nagyságrendileg más-más sávszélességet tesz szükségessé egyes termékek vonatkozásában. Az analóg kameráknál a D1-es, 704*576 képpontszámú felbontás számított általánosan követettnek.
Ez sok gyakorlati alkalmazás számára már kevésnek bizonyult. Megjelentek az IP-kamerák: sorban következtek az 1024x768, 1280x1024, majd az 1600x1200-as, már 2 Mpixel felbontásra képes termékek. A technikai fejlődés ma oda jutott, hogy már biztonságtechnikai, tehát nem ipari felhasználásra, kereskedelmi forgalomban is kapható 10 Mpixeles IP-kamera is. Nem lehet azonban elhallgatni azt sem, hogy ezek a nagyobb felbontású kamerák egy komoly problémával rendelkeznek, nevezetesen a felbontást helyezik előtérbe a szolgáltatott kép folyamatosságával szemben.
Míg az analóg kameráknál D1 felbontás mellett biztosítható volt a 25 frame/sec (25 fps), addig az IP-kameráknál erre nincs lehetőség: egy átlagos kamera 2 Mpixel felbontás mellett max. 15 képkockát tud megjeleníteni másodpercenként, ami nem elégséges a folyamatos képalkotáshoz. Természetesen ma már technikailag van lehetőség ilyen kamerák előállítására is, de egyszerűen annyival drágítja meg a kamerát, hogy nem lehet kifizetődővé tenni a beruházást. Például egy 5 Mpixeles kamera jelenleg 300 000 Ft-ba kerül: a másodpercenkénti képkockák számának folyamatos képalkotás szintjére való emelése nyomán akár 1 000 000 Ft-os költség is fellépne. Talán nem véletlen, hogy kiugró érdeklődés a 25 fps-t biztosító 1-1,3, illetve a 15 fps-t nyújtó 2 Mpixeles IP-kamerák iránt mutatkozik.
A támogatott protokollok esetében a számítástechnikai rendszerhez való kapcsolódás, a rögzített információmennyiség továbbításának és rögzítésének módja, valamint az erre épülő szolgáltatási lehetőségek kerülnek a figyelem középpontjába. Az alapvető kapcsolódási protokoll a TCP, ez a kamerarendszer alapvető funkcióinak ellátására alkalmas. Ugyanakkor ez ma már kevés: számos további protokoll érhető el, újabb és újabb alkalmazási lehetőségeket kínálva.
FTP-protokoll segítségével például megoldható az, hogy egy-egy kiemelt jelentőségű képkocka az FTP-szerverre kerüljön automatikusan, így nem szükséges bizonyos rögzítési lépéseket megvalósítani. A HTTP-protokoll segítségével az internet- böngészőből közvetlenül elérhetjük az IP- kamerát. Hasonlóképpen mobiltelefonon keresztül is megjeleníthetjük a kamera által aktuálisan közvetített képeket, vagy e-mailre is lekérhetjük a képadatokat az SMTP-protokoll alkalmazásával. Az NTP-protokoll segítségével a kamera belső órája automatikusan frissíti magát, például a Központi Fizikai Kutatóintézet atomórájával létesítve kapcsolatot.
Látható tehát, hogy az IP-kamerák által megvalósítható szolgáltatások döntő része a protokollokon múlik: ezért döntő jelentőségű, hogy vásárlás előtt mérjük fel a választott készüléket, és bizonytalanság esetén kérjünk szakmai tanácsot az eladótól. Az IR-távolságra vonatkozó kérdés tulajdonképpen egy opcióra vonatkozik: mint a válaszokból is kiderül, egyes IP-kamerák rendelkeznek infravetővel, míg mások nem. Az IP-kamerák fejlesztésével párhuzamosan megjelent egy új probléma is: minél inkább növelték a felbontást, annál kevésbé lett érzékeny a fényre a készülék.
A kritikus helyzet az éjszakai képrögzítésnél következik be: ezért szükséges bizonyos telepítéseknél az infravető alkalmazása, hiszen így jó éjszakai képminőséget érhetünk el – természetesen csak fekete-fehérben. Az átlagos IR-távolság 20-30 méterre tehető. Ügyelni kell arra, hogy minél nagyobb az infratartomány, annál jobb minőségű optika szükséges a kamerában. Ezen a #D6D6D6területen is találkozhatunk „trükközéssel”: egyes gyártók az 5 Mpixeles kamerájuk éjszakai üzemmódjánál 4 pixelből egyet vonnak össze, azaz kicsit lebutítják a kép minőségét azért, hogy a fényérzékenységet emeljék. Azaz az éjszakai üzemmódban nem 5 Mpixel, hanem ennek negyede, 1,25 Mpixel fog rendelkezésre állni. Az optikával kapcsolatos információk döntők a készülékek megfelelő alkalmazásával kapcsolatban: Mpixeles nagyságrendben az analóg kameráknál használatos optikák nem használhatók.
Finomabb csiszolásra van szükség, sokkal jobban kell figyelni a széleken fellépő torzulásokra: a nagyobb felbontás miatt ezek a hibák azonnal szembetűnővé válnak. Természetesen a finomabb kidolgozás az árakban is tükröződik: az analóg kamerákhoz használt optikákhoz viszonyítva durva megközelítésben kétszer drágábban lehet ezekhez a termékekhez hozzájutni. A jobb képminőség érdekében a gyártók azt javasolják, hogy fix objektívek kerüljenek felhasználásra: a vario-rendszereknél a fókuszálás problémákba ütközhet: az éjszakai beállítások nem biztos, hogy nappal is megfelelők és vice versa.
Fontos különbség a kereskedők között, hogy a kamera árába belefoglalják-e az objektívet, vagy ezt külön kell megvásárolni: erről a beszerzés előtt feltétlenül érdeklődjünk! A színes képalkotásra vagy a Day/night funkcióra vonatkozó kérdés a fentiek függvényében igazából a figyelemfelhívást szolgálja: feltüntetésük azt szolgálja, hogy serkentse a vásárlót, hogy tisztázza az eladóval azt, hogy például az IP-kamera éjjel is biztosít-e színes képet vagy csak fekete-fehéret, illetve az éjszakai üzemmód milyen paraméterek mellett lehetséges.
A valós Day/Night kamerák általában infraszűrővel vannak felszerelve, azaz a képminőség javítása érdekében az infratartományt kezelik. A WDR (Wide Dinamic Range, széles dinamikájú kép) technológia az analóg kamerákhoz nyúlik vissza: ennek lényege az, hogy bizonyos helyzetekben a fényforrás helyzetéből fakadóan elsötétíti a képet, így bizonyos részletek kontúrosabban rajzolódnak ki. Ennek eredményeképpen a fehér-egyensúly megvalósítása válik lehetővé: ma már meghatározó arányban szinte minden chip rendelkezik ilyen opcióval.
A chip mérete a fényérzékenység meghatározó paramétere. A képérzékelő chip az analóg technológiában 1/4"-ról indult: az IP-kameráknál is ez a méret volt meghatározó, de ma már a legelterjedtebbek az 1/3"-os chipek. A nagyobb gyártóknál az utóbbi időben jelentek meg a 1/2"-os kivitelek is. Az Effio képjavító eljárás kifejlesztése a Sonyhoz kapcsolható, de ma már lényegében minden gyártó palettájában megtalálható. Hasonló, zajszűrésre kifejlesztett funkciót hordoz magában az NR is. Az OSD-vel kapcsolatban érdemes kiemelni, hogy noha sokan csupán beállítási menüként tekintenek rá, de azért itt lényegesen többről van szó: utasításokat adhatunk bizonyos elemek elhelyezésére (dátum, idő), vagy éppen azonosításra szolgáló egyéni karakterek alkalmazására nyílik lehetőség általa.
A dome-kamerák közül egyesek bizonyos protokoll segítségével mozgásvezérelhetők: ezeknek elkészítették IP-kamerákra vonatkozó változatát is, amelyeket gyakran emlegetnek IP Speed Dome kameráknak. Az elfordulási lehetőséget érintő kérdés két tényezőt érint: vannak eszközök, amelyek csak „zoom”-olnak, és vannak, amelyek csupán elfordulásra képesek. A legfejlettebbek pedig mindkét mozgást képesek koordinálni.
Hasonlóképpen, igen fontos az elfordulás sebessége is: egyáltalán nem mindegy, hogy a kamera másodpercenként 50 vagy 300 fokot fordul-e. A nagyítás funkcióra vonatkozó kérdés már a készülékek intelligens megoldásaiba enged bepillantást: egyes típusok ugyanis lehetővé teszik az on-line nagyítást, azaz egyes képterületek kijelölését és kiemelését on-line üzemmódnál. A tápellátásnál külön érdemes felhívni a figyelmet a POE jelentőségére: ez azt jelenti, hogy nem szükséges önálló tápegység felszerelése a kamerához, hanem az RJ45-ös csatlakozón keresztül történik az ellátás.
Ennek az a nagy előnye, hogy például egy 8-csatlakozós POE-s switch esetén 8 kamera szünetmentes tápellátása önmagában megoldott, csak magának a switch-nek kell a szünetmentesítését megoldani. A vásárlás előtti egyik legfontosabb lépés a költséghatékonyság érdekében a telepítési költségek mérlegelése: kevesen gondolnak abba bele, hogy a nagyobb felbontású kameráknál, kamerarendszereknél már önálló hálózat telepítése szükséges. Az analóg kamerákhoz viszonyítva, a kevesebb képkocka ellenére rendkívül nagy információmennyiségről van szó.
Erre a piaci helyzetre reagálnak újabban a piacon megjelent, ún. HD-SDI rendszerek: ezek 1920x1080 képpontot rögzítenek, ugyanakkor hagyományos koax kábelen továbbítják az információ-mennyiséget. Tehát a régi, analóg kamerás rendszerhez használt vezetékeket kívánják felhasználni. A kísérlet gyenge pontja az lehet, hogy vajon ezek a régi koax-rendszerek mennyiben tudják majd kiszolgálni az új, 720 TV-soros kamerák igényelte adatmennyiséget. A jövő fog dönteni ebben a kérdésben is. Végül érdemes néhány alkalmazást is kiemelni.
A legújabb arcfelismerő algoritmus segítségével valós időben lehet a kameraképen az embereket azonosítani, és az őket mutató képeket egy külön adatbázisban tárolni. Az indexállomány segítségével lehetőség nyílik arra, hogy a szóban forgó képek gyorsan visszakereshetők legyenek anélkül, hogy a teljes rögzített anyagot újra kelljen játszani.
Mindeközben az arcfelismerő rendszer jelzéseket tud adni a felhasználónak, vagy más rendszerek számára: kamera-mozgatás, sziréna megszólaltatása stb. Képzeljük el, mennyivel megkönnyíti ez például a bolti tolvajok elleni küzdelmet! Egy másik jellemző és általánosan igényelt szolgáltatás a tárgyvédelem: a kamera a képek alapján analizálja a területet, és amennyiben az előre kijelölt tárgyakat eltávolították, úgy a rendszer automatikusan riasztásjelzést küld a kezelőszemélyzet felé. Elsősorban a forgalomirányításban, vagy az áruházakban a vásárlási szokások feltérképezésére használják az objektum-számlálást: a videokép-algoritmus valós időben leképezi a mozgó személyeket, tárgyakat, és ezeket egy külön adatbázisban rögzíti.
