szerző:Rohr Linda
megjelent: Magyar Biztonságtechnika Magazin, 2010, II. szám
Egy kis Megapixel IP kitekintés
Ebben a számunkban a megapixel kamerákon alapuló hálózati megfigyelés ez évre vonatkozó kereskedelmileg és műszakilag fontos aspektusait boncolgatjuk, felhívjuk a figyelmet a sokak által gondolt, de nyilvánosság elé még nem tárt gondokra, szakmai félreértésekre, a multi-megapixel terjedését hátráltató kétségekre. Mindez kihívás vagy teher a CCTV piac számára?!
Megapixel jelen-lét
Az 1996-ban megjelent első IP kamera, a NetEye 200 (AXIS Communications) óta sok víz lefolyt a Dunán, főleg Svédország felől érkező áramlatoknak köszönhetően, amelyek ez egyre nagyobb felbontás felé terelték a fejlesztési hullámokat. Mára a megapixel kamerák a leggyorsabban fejlődő ágává váltak a hálózati megfigyelésnek, 2008-ra mintegy 70%-os növekedést realizálva világszinten. A magyar piacra általánosan jellemző lassabb reagálás - ami véleményem szerint az „újjal” szembeni bizalmatlanságnak és a felelősséghárításból fakadó „Pató Pál úr” szindrómának egyszerre tudható be – a megapixel kamerák esetében is megfigyelhető. Annak ellenére, hogy a kamerák eme tulajdonsága erős tervezési döntési faktor, amikor még a folyamat elején az analóg vagy IP rendszerek között kell választani.
Minden termék rendelkezik úgynevezett termék életgörbével (ld.: 1. ábra), amely azt mutatja, általánosan hogyan alakul az adott termék forgalma az idő függvényében. Ez és az általunk végzett felmérés alapján úgy gondolom, hogy a hazai piacon a megapixel kamerák a Növekedési szakaszba a 2010-es évben lépnek be, amely lépés az értékesített mennyiség emelkedésével párhuzamosan az árak csökkenését fogja maga után vonni, megkockáztatom, az ábrán látható egységár és önköltség görbéhez képest meredekebb eséssel az informatikai alapösszetevők költségeinek gyorsabb csökkenése miatt.
A cikk folyamán elemzett problémák és a még esetleg felmerülő kisebb fennakadások az érettségi szakasz eljövetelét maximum hátráltatják, azonban meghiúsítani nem tudják. Főleg, ha olyan technológiai innovációk, extra szolgáltatások válnak elérhetővé, mint az e-PTZ (Electronic Pan Tilt Zoom), amely a mechanikus PTZ irányított felvételek azon hátrányát, hogy az első mozgásra való ráközelítéskor ugyanabban az időben megjelenő második mozgást nem képes detektálni. Vagy a megapixel felbontás eredményeképp a szélesebb tér lefedése mellett a kép bizonyos informatív részeinek (pl.: rendszámtáblák) külön kiemelése és rögzítése.
Termék életgörbe
Márkás gyerekcipőben
A magyar piac kétségkívül gyerekcipőben jár még a megapixel valamint multi-megapixel pályán, és ezt semmiféleképpen sem értem pejoratívan, egyszerűen tényleg olyan, mint amikor a gyerek ugyan már a járás képességének birtokában van, de még nem pontosan tudja, hogy merre induljon, rácsodálkozik az újonnan felfedezendő világra, majd diszpozíciói alapján befogadja az őt érő benyomásokat, hogy később hasznosítsa azokat. Ezekre az információkra a jövőben szüksége is lesz, hiszen a cipő elé akadályok számosan gördülnek.
Néhány szikla grádics
Elsősorban a kiemelten ár-érzékeny vásárlói hozzáállás elleni küzdelmet kell említenem. Hiába jött el a megapixel kamerák megjelenésével az IP kamerák nyújtotta előnyök kiteljesedése, ahol a nagyarányú képfelbontás elvezeti a szakembereket az egyre több funkcióra kiterjedő képanalízishez, ez azonban mégsem magyarázza az innováció súlyát a magas árak előtt értetlenkedve álló laikus végfelhasználónak. Mint említettem, remélhetőleg a jövőben a hálózati kamerák árszínvonala közelíteni kezd analóg társaik árához az informatikai termékek gyorsabb árcsökkenésének valamint a szabványosítás körüli harcok lefolyásának köszönhetően. Ennek a jelenségnek egyben az is vonzata lehet, hogy nem feltétlenül a kamera szolgáltatás portfóliója lesz a rendszer meghatározó eleme, hanem a videó menedzsment szoftver felhasználó barát kialakítása és szolgáltatásai.
A magasan árazott kamerák erős gátjai a magyar piac meghódításának, pedig a képanalízis megváltást jelent az operátorok számára, levéve vállukról a monotonitástűrés terhét - megszűrve a téves riasztásokat és kiszűrve a bűncselekményeket, arcfelismeréssel azonosítva elkövetőket, személyeket számlálva, ottfelejtett tárgyat detektálva, csak hogy az alapokat említsük. (Természetesen ez nem ennyire egyszerű és evidens, ám eme cikk hossza sem lehet végtelen, így a videokép analízist későbbi számunkban vesszük górcső alá.)
Gátja még a terjedésnek az alacsony színvonalú hálózati infrastruktúra Magyarországon, amely nem képes kiszolgálni a kellő sávszélesség iránti igényt. A Riarex Kft. műszaki támogató csapata így tekint az itthoni helyzetre:
„a lokális hálózatok kialakítása során általános a 10/100-as sebességű rendszerek megléte, ebből is inkább már a 100Mbps, elérhető árú eszközökkel, helyesen megoldott telepítésekkel. Ez egyes helyeken kiegészül a 2,4GHz-es wifi (vezeték nélküli, wireless) hálózatokkal is, ami a névleges 54Mbps, ami kb. 34Mbps tényleges sebességet tudja produkálni. A lokális hálózatok eme sebessége képes lehet akár 8 vagy 10 megapixeles IP csatornát is átvinni (kb. 6Mbps kamera sebességgel számolva), amennyiben ezt zártan teszi, és más forgalom nincs rajta. De amint más adatok is forgalmazásra kerülnek, a darabszámok drasztikusan csökkennek[…]”
A megapixel kamerák szerencséjére egyre több helyen építenek ki Gigabites hálózatokat, amelyek már képesek az internet alapú megfigyelés feladatainak ellátására. Igazán kifinomult megoldást az optikai kábelezés adna, amely nem csak sebességbeli növekedést jelentene, hanem a CAT5, CAT6-os UTP strukturált hálózatok távolsági korlátait is át tudja lépni, akár kilométeres távolságokat lefedve. Ez azonban részint erősen szakképzett munkaerőt igényel, akik drágábban dolgoznak, részint az alapanyag is drágább, továbbá az esetleges javítás és karbantartás is.
Ahogy az eddigi értekezésekből már kitűnik, a biztonságtechnika számára az IP kamerás rendszerek nemcsak még mindig kutatandó, összetett témakört jelent, hanem szerteágazó ismeretekre építő és konstans utánajárást igénylő szegmensét. Ez pedig megállás nélküli tanulást és naprakészséget igényel ahhoz, hogy stabil, átgondolt koncepció legyen a tervezett rendszerek mögött.
Szakember szükséges
Vitathatatlan, hogy a minőségi szolgáltatásokhoz képzett szakemberekre van szükség. A témakörben kívánt képzettség egyfelől biztonságtechnikai CCTV tudást igényel, másfelől informatikai képzettséget, különös tekintettel a hálózati alapismeretekre. A hálózati megfigyelés oktatási-tanulási szervezettsége igen alulfejlett, ennek oka a szakirodalom hiányában és a funkciókra kihegyezett, inkább csak figyelemfelkeltő jellegű szakmai bemutatónapokban keresendő. Szerintem, valamint az alapján, hogy a megkérdezett cégek mindegyike felismerte a megfelelő képzettség fontosságát, a biztos háttértámogatás oldhatja csak meg az „újdonságtól való félelem” problémáját.
Az Erando Kft. találóan fogalmazta meg, hogy a jövőben a tervezési alapokat a megszokottól eltérően kell kezdeni, mivel a hálózati megfigyelés más irányú gondolkodást igényel, de csak az irány más, nem pedig az egész tematikája a tárgykörnek.
A Riarex Kft. úgy vélekedik, ehhez megnyugtató kiinduló pontot jelent a meglévő tudásra alapozni, szerintük ugyanis a szakmában jártas szerelők, telepítők jó eséllyel láttak már számítógépet is, nemcsak kamerákat, még ha nem is foglalkoztak az informatikával a kívánt mélységben.
A Sony a „régimódi” telepítők félelmeinek elhessegetése végett áldozz több energiát a szakmai napjaira, anyagaira.
A Cameo Kft. pedig az áttanulmányozatlan, „új” kézikönyvek okán létrejövő telefonos, hirtelen szükséges műszaki támogatás terhét emelte ki.
Cseter István mindannyiunk vágyát fejezte ki azzal, hogy „bár a szakmai folyóiratokban folyamatosan jelennek meg a témával kapcsolatos, magas színvonalú cikkek, azonban egy megfelelő és a témát átfogó szakkönyv megjelenése nagy segítség lenne a szakma számára”.
Megapixel objektívet megapixel kameráknak
A megapixel objektívek olyan nélkülözhetetlen témát képviselnek, amiről kevés szó esik, főleg fontosságukhoz mérten, habár minden megapixel felbontású kamera és használója megérdemli a megfelelő objektívet a tiszta képért. Kiválasztáskor telepítői szemmel tisztán látni azonban nem egyszerű, ám elengedhetetlen feltétele a professzionális képalkotásnak. Egy rosszul megválasztott lencse bármely magas kategóriájú kamerát képes egy olcsóbb analóg kamera szintjére taszítani. Ahol CIF vagy alacsonyabb felbontású videofolyamra kellett a rendszert tervezni, ott a lencsék kiválasztásának kérdése addig terjedt, hogy szükség van-e varifokális vagy D/N objektívre. Az általuk áteresztett „fénykép” felbontása nem volt súlyozottan lényeges attribútum. Ellenben az analóg világban megszokott horizontális 320 pixel helyett egy 3 megapixeles kamera esetében 2000 pixelről beszélhetünk. Ez azt jelenti, hogy a lencsék tiszta fényáteresztő képessége, vagyis minősége többszörösen fontossá válik. A megapixel kamerákhoz gyártott objektíveket általánosan „Mp” jelzéssel látják el, ám ez a pontos választáshoz még nem elég. Az egyre nagyobb felbontásra képes kameráknak egyre „megapixelesebb” lencsékre van szükségük a korrekt működéshez. Segítség a már széles körben elfogadott lp/mm (line pairs/milliméter) mértékegység, amely az egy milliméteren megjeleníthető képsorok számát mutatja meg, amit az adott lencse még átereszteni képes. Körülbelül 60 lp/mm a minimális érték, amit 1,3 megapixeles kamera igényel. A mértékegységnek egy hátulütője van, mégpedig az, hogy a lencsék esetében a felület görbe, így a lencse közepén és szélein nem egységes a mérőszám. Tervezés, vásárlás előtt mindenképp ajánlott a gyártóval konzultálni erről.
H.264/MPG-4 AVC (Advanced Video Coding)
A nagyfelbontás és az emelkedett sávszélesség iránti igény új tömörítést tett szükségessé, a képi minőségromlás nélküli átvitelhez.
A H.264 egy olyan szabványos mozgókép tömörítési eljárás, amelyet széleskörű felhasználásra terveztek a valósidejű videós konferenciahívásoktól a kábeltelevízió világán át, a számunkra fontos videós megfigyelésig. A fejlesztést két szakértői csoport együttesen végzi: az ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) és az ISO/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG). Az általuk használt megjelölésekből származnak a szabvány elnevezései, amelyek így azonos technikai hátteret és tartalmat jelentenek. A cél egy olyan blokk orientált, képtartalom-változás vizsgálaton alapuló eljárás létrehozása volt, amely alacsonyabb bitrátát, kisebb sávszélességet igényel, mint elődei, miközben a kódolási eljárás nem válik olyan komplexszé, hogy az már ne legyen rentábilis, mindezt azzal megspékelve, hogy az eljárás veszteségmentes tömörítést eredményezzen. A felhasználás módjától függően különböző alprofilokat alakítottak ki, így a H.264-en belül egy profilskála beosztása alapján az alacsonyabbtól a magasabb minőséget igénylő streamekig más-más tömörítési típusba sorolják a feladatokat és az osztályozás alapján alkalmazzák a célnak pont megfelelő algoritmust. Ez azt jelenti, hogy számunkra nem minden, H.264 jelölés esetében ugyanaz a hatékonyság és képminőség jön szembe. Illetve említenem kell, hogy a jelenlegi fejlesztési szinten a veszteségmentes jelző elé indokolt egy (vagy több) „majdnem” módosító szó használata.
Zártláncú vagy nyíltkörű?
Az elmúlt egy év során weboldalakon, fórumokon, szakmai szóbeszédben számtalanszor szembesültem egy fogalmi problémával, miszerint az IP kamerás rendszerek eleget tesznek-e a CCTV definíciójának. Jelen felmérés válaszaiban is volt némi csekély eltérés, amely árnyalatnyi definíciós különbségeket vetett fel. De ha a többségi döntést vesszük figyelembe, akkor az a teória nyer, amely szerint a zártkörű megfigyelő rendszer fogalma az IP kamerás rendszerekre is kiterjed. Természetesen ez nem népszavazás, ám műszakilag is ez az elfogadott általános álláspont. Ennek technikai indoklása kétrétű: egyrészről mert szoftverében zárt marad a rendszer, másrészről, mert az IP csak egy „transzport felület”, amelyen a videojel folyamot a szabványoktól eltérően kódolva továbbítják, amelyet majd csak a zárt körbe tartozók tudnak dekódolni. Legalábbis alapesetben…
Rémálmok a hálózati támadások világáról
Az alapeset azonban a biztonságtechnika számára csak kiindulópont, amely elindítja a fejlesztő mérnököket a lehetséges támadások, a gyenge pontok, a betömést igénylő repedések felderítésének útján.
Ugyan a hálózati megfigyelés képeit kódolják, illetve tűzfalakkal, vírusölőkkel, VPN (Virtual Private Network) kialakításával igyekeznek magát a hálózatot biztonságossá tenni, Damoklész kardja örökké az IP rendszerek feje felett lebeg. Ahogy azt Ecsedi Ákos találóan megfogalmazta: „Színházi körökben azt mondják, ha előkerül egy puska az első felvonásban az el is sül a harmadikig.” Előbb-utóbb (valószínűleg inkább előbb) lesznek törekvések a kódolási algoritmusok megfejtésére, a kulcsok feltörésére, a digitálisadat visszafejtésére. Azonban élvezhetjük azt az egyértelmű előny, hogy többé nem lesz elég a koaxális hálózatra csatlakozni az információ megszerzéséhez. Ez még akkor is igaz, ha el is jött a véget nem érő információbiztonsági kutatás-fejlesztési harcok ideje.
Made in…
Made in China, Made in Taiwan, Made in EU, Made in Japan - melyik feliratnak adnánk több hitelt?! A válasz egyre kevésbé egyértelmű. Erre az évtizedre a balul ítélt távol-keleti gyártók már nemcsak a tömeggyártás előnyeit használják fel, hanem egyre inkább ügyelnek a minőségre is. Természetesen a top kategóriás, intelligens kamerákat továbbra is az európai, amerikai és japán fejlesztők tudhatják magukénak. A piaci körkép felmérésekor azonban egyértelműen kiderült, hogy a kereskedők az ár-érzékeny magyar piacon a távol-keleti gyártók megállíthatatlan térnyerésére számítanak, ahogy azt az analóg példa is demonstrálja.
A Sony kihangsúlyozta az őt, mint a világ vezető CCD és CMOS chip gyártóját érintő sajátos problémát: folyton csatákat kell vívniuk a Sony logó illetéktelen használata ellen, amelyet egyes kameragyártók szívesen tüntetnek fel, nagyvonalúan elfelejtve megemlíteni, hogy ez csak a CCD-re vagy CMOS-ra vonatkozik és nem az egész kamerának a kialakítására, technológiájára.
Felelősséget bármely hiteles kereskedő csak a minőségi termékekért vállalna, méghozzá minőségi szolgáltatással karba öltve. Ez jelenti a pontos igény felméréstől az ellenőrzött, átadott rendszeren át a garanciáig történő folyamatos gondviselést, amelyet a végfelhasználó a barkácsáruházakban nem kap meg.
HD vs. MP
High Definition vagy Megapixel? A kettő vajon versenytársa lesz egymásnak, vagy komplementere? Aleksandar Dobnikar, a Sony közép- és délkelet-európai régiójáért felelős sales managere szerint, mivel a HD 16:9-es megjelenítési képarányának köszönhetően az LCD monitorokon lehetővé válik a torzításmentes megjelenítés, az ezt nem támogató megapixel kamerák jelentőségüket veszíthetik.
Továbbá a HD nagy előnye nem a jobb felbontásban keresendő, hanem a szabványosított háttérben. (Bővebben: MBT 2009/4. Felbontás mizéria c. cikkben). Az IP kamerás rendszerek terjedését nagyban gátolta és a mai napig gátolja is az egységes szabványrendszer hiánya. Az analóg rendszereknél megszokott strukturált kompatibilitás magabiztosságot adott a telepítőknek, szerelőknek, tervezőknek. Nem kellett olyan extra paraméterekre ügyelniük, hogy mi illeszkedik az egyik (ONVIF) és mi a másik (PSIA) szabványához, ahogy a képarányokra és felbontásokra sem. Ennek ellenére a megapixel és HD kamerák közötti döntést az adott alkalmazás igényei szabják meg, itt gondolok a pénztárak esetében bankjegy felismerésének igényére, a megapixel malmára hajtva a vizet.
Előrejelzés
Milyen irányba, meddig tart a fejlődés? Lássuk, hogy a felmérésben résztvevő cégek miket tartottak a múlt év kiemelkedő fejlesztéseinek és az 2010-es év reménységeinek.
Általánosságban olyan innovációk említhetők, mint az analóg és IP kamerákat egyszerre kezelő hibrid képrögzítők, amelyek szerintem talán jó „átszoktató eszközök” lehetnek, de csak az aktuális piaci helyzetre és kisebb rendszereknél nyújtanak félmegoldást.
A képanalitika szélesebb körben való felhasználása - feltéve, hogy azt már az installáláskor a kívánt funkciónak megfelelően telepítik, majd állítják, hangolják be.
Többek számára az év áttörése a megapixeles thermokamera megjelenése volt, amely a sötét, illetve kevésbé szolid tárgyak által fedett területen engedi az esetleges bűncselekmények detektálását, még ha egyelőre nem is biztosítja az azonosításhoz szükséges részletgazdagságot.
Konkrétumokat kiemelve:
- A Geovision nyáron bocsátja ki 2 és 5 megapixeles kameráit, amelyektől az árverseny felpezsdülését várják (forgalmazó: Riarex Kft.).
- A MESSOA NCR875 típusú kamerája az első olyan kültéri, megapixeles kamera, amely IP66-os védelemmel, IR LED-ekkel, napfény tetővel és rejtett kábelezésű, 3 tengelyes gömbcsuklós kamerakonzollal rendelkezik (forgalmazó: Delton Bt.).
- A felsőkategóriás Sony EXwavePRO CCD szenzorja és az új Sony CMOS szenzor, valamint a View-DR, amely egyedülálló technológiájának köszönhetően 125 dB-es WDR-rel rendelkezik, kifejezetten Sony HD kamerákba fejlesztve.
- SWIR tartományban (rövid hullámhosszú infravörös sugárzás tartománya: 1,4-3 µm) működő TriWave© kamerák, amelyek az éjszakai atmoszférikus fény mellett segédvilágítás nélkül is működőképesek – a germániummal megerősített CMOS érzékelőnek köszönhetően (megjegyzést tette: Cameo Kft.).
A felsorolásokból kitűnik, hogy a megapixel kamerák kutatás-fejlesztési irányvonala a biztonságtechnikai megfigyelést törékennyé tevő éjszakai megvilágítás ellen veszi fel a kesztyűt. A képalkotó CCD és CMOS szenzorok az IP kamerákkal kapcsolatban új kihívásokkal szembesültek. Bár a CCD chipek a megapixel alatti kameráknak jobb fényérzékenységet biztosítottak, nagyfelbontású képek alkotására kevésbé alkalmasak, ráadásul fizikai kiterjedésük sem csökkenthető bizonyos határon túl, így a jövő egyik tendenciája a CMOS érzékelők fényérzékenységének javítása felé fordul.
Hazai lehetőségek
Természetesen senki sem tud pontos dátumot mondani arra, hogy mikor lesz az IP kamerák értékesítése dominánsabb, avagy mikor szorulnak kispadra az analóg kamerák. Külföldi szakfolyóiratok szerint ez már 2008-ban megtörtént. A magyarországi helyzet alapján itthon még várat magára, a kereskedői becslések 2-10 év közöttire teszik a vázolt állapot bekövetkezését.
A hazai jövőkép körvonalairól Bata Miklóst, az Aspectis Kft. ügyvezető igazgatóját kérdeztük, aki egyrészről szintén kitért az oktatás és tanulás fontosságára, másrészről felhozta az intelligens videó képanalízis előretörését, elsősorban kameraoldalon, amely az Intellio erős hazai marketingjének köszönhető.
Rendelkezésünkre bocsátott eredményeik szerint, amíg a 2008-ban elkelt 1300 darab IP kamera 24%-a volt megapixel felbontású, ez a százalék 44%-ra nőtt a 2009-ben értékesített 1700 darab IP kamerára vetítve.
„Egyértelműen látszik, hogy a trend milyen irányba megy. Ez az elmozdulás 2010-ben valószínűleg még tovább erősödik. Én úgy gondolom, hogy a (multi)megapixel és HD, FullHD kamerák aránya az idén eléri az 55-60%-ot.” – fűzte hozzá az adatokhoz Bata Miklós. (Végül pedig kiemelte, hogy a hőkamerával az AXIS elindított valamit, amit szerinte többen is követni fognak és természetesen ők is tovább fognak fejleszteni.)
Addig is, a topológiailag nagyobb rendszereknél és olyan alkalmazásokban, ahol az analóg technológia nem használható, vagy korlátjai miatt nem elegendő, ott az IP kamerák bizonyítják rendszerbeli rugalmasságukat, felbontásbeli és szolgáltatási szintekbeli előnyeiket.
Köszönet a részvételért:
Bata Miklósnak, Aspectis Kft.
Ecsedi Ákosnak, Cameo Kft.
Cseter Istvánnak, Delton Bt.
Dóczi Sebestyénnek, Erando Kft.
A Riarex Kft. műszaki támogató csapatának
Aleksandar Dobnikarnak, a Sony Central and Southeast Europe Kft. video security sales managerének
