Technischer Stand von Videoanalysesystemen

Fachartikel aus PROTECTOR Special Videoüberwachung 2011

Gefahrenerkennung nicht dem Zufall überlassen

Videotechnik wird immer häufiger mit intelligenter Bildauswertung kombiniert: Software unterstützt die Mitarbeiter in der Leitstelle und reagiert bei Auffälligkeiten automatisch mit einem optischen und akustischen Signal. Videoanalytik arbeitet heute sehr zuverlässig. Es wird in Zukunft denkbar sein, dass sich derzeitige Alarmauslöser, wie Bewegungsmelder, komplett ersetzen lassen.

Bild: Securiton
(Bild: Securiton)

Das Einsatzspektrum für Videotechnik ist breit. Neben der klassischen Grenz- und Arealüberwachung sind Kameras heute auch in vielen Gebäuden fast selbstverständlich. Zunehmend erkennen Firmen die Vorteile von Video etwa in der Qualitätskontrolle von Fertigungsprozessen oder im Arbeitsschutz, zum Beispiel wenn nur eine Person in einem gefährlichen Bereich arbeiten kann und die Tätigkeiten vom Leitstand aus überwacht werden.

Mehr Monitore: Konzentration sinkt rapide

Bilder von immer mehr Kameras sind zu überwachen. Diese Tatsache lässt die Ansprüche an Mitarbeiter von Leitstellen wachsen. Es wird so für das menschliche Auge zunehmend schwerer, Gefahren zu erkennen. Harmlose Vorgänge zu überprüfen, beansprucht viel Zeit und Energie. Es ist erwiesen: Motivation und Aufmerksamkeit der Operatoren sinken nicht linear, sondern überproportional je mehr Monitore und (irrelevanter) Kamera-Output zu sichten sind. Das ist ein Grundgesetz der Arbeitspsychologie. Videoanalyse wird daher zunehmend wichtiger und zu einem unverzichtbaren Instrument.

Bis vor wenigen Jahren gab es im Markt erhebliche Vorbehalte gegenüber der Zuverlässigkeit von Analyse-Software. Entweder produzierte sie so viele Fehlalarme, dass auch bei echten Gefahren das Wachpersonal Alarmen keine Beachtung schenkte („false positive“). Oder das Ansprechverhalten wurde so niedrig eingestellt, dass die Software bei echten Gefahren nicht reagierte („false negative“).

Gute Ergebnisse auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen

Die Situation hat sich aber grundlegend geändert. Videoanalytik mit hochwertigen Algorithmen bietet heute sehr zuverlässige Erkennungsquoten bei einer niedrigen Rate von Täuschungsalarmen – auch in herausfordernden Umgebungen. Weniger als 0,1 Fehlalarme pro Kamera und Woche sind heute selbst im Außenbereich möglich. Zwingende Voraussetzung dafür ist, dass die Kameras richtig projektiert und perfekt auf die Umgebungsbedingungen eingestellt sind. Nach wie vor ist dies eine Aufgabe ausschließlich für Video-Profis, an Hand der konkreten Sicherheitsaufgabe ein System wirtschaftlich und technisch optimal zu planen und zu parametrieren. Dabei sind beispielsweise zu beachten:

  • bauliche Bedingungen vor Ort,
  • optimale Auswahl von Sektoren, in denen Veränderungen zu analysieren sind,
  • Definition der Bewegungsrichtung von Objekten in diesen Flächen, die erkannt werden soll/zu ignorieren ist,
  • Veränderungen der Lichtverhältnisse je nach Sonnenstand, auch durch Wolken,
  • tageszeitabhängige Reflexionen auf Fenstern und sonstigen Gebäudehüllen,
  • lokale Wetterverhältnisse (häufig auftretender Regen, Morgennebel, Schnee),
  • Reflexblendungen von Sonnenschein auf Flächen, die kurzfristig entstehen, aber auch wieder verschwinden (zum Beispiel Pfützen).

Videoprofis kennen zudem etliche kleine Kniffe, um für jede Überwachungsaufgabe eine angemessene Lösung zu finden. Soll etwa die Außenhülle eines Gebäudes überwacht werden, empfiehlt es sich, einen Grünstreifen entlang des Gebäudes anzulegen. In der Regel wird diesen niemand betreten, so dass die Alarmrate drastisch sinkt.

Bild: Securiton
Motivation und Aufmerksamkeit der Operatoren in Leitstellen sinken nicht linear, sondern überproportional je mehr Monitore und Kamera-Output zu sichten sind. Videoanalyse wird daher zunehmend wichtiger und zu einem unverzichtbaren Instrument. (Bild: Securiton)

Eine weitere Herausforderung für die Videoanalyse sind Insekten. Outdoor-Kameragehäuse lassen sich oft beheizen, damit in der dunklen Jahreszeit nicht die Beweglichkeit mechanischer Teile nachlässt, die Linse vereist oder mit Kondenswasser beschlägt sowie die Elektronik Schaden nimmt. Manche Kameras bieten warme Hohlräume – die bei Insekten beliebt sind. Zahlreiches Ungeziefer läuft dann über die Linsen und löst einen Fehlalarm nach dem anderen aus. Spezielle Stromvorrichtungen aber vertreiben die ungebetenen und störenden Gäste.

Hochsicherheitsbereiche vertrauen auf Videoanalyse

Nur wenn gut geplant wurde, sind die Ergebnisse überzeugend. Die Resultate sind dann aber so gut, dass heute Anwender auch in Hochsicherheitsbereichen, wie (Kern-)Kraftwerken, forensischen Psychiatrien, Justizvollzugsanstalten, Luftfahrt oder Rechenzentren, Videoanalytik als unverzichtbar bezeichnen. Die mathematischen Algorithmen der Kamera arbeiten dort korrekt und gleichen den Inhalt des aktuellen Bildes mit zuvor definierten Pixel-Mustern im Erfassungsbereich der Kameras ab. So wird es möglich, der Technik verschiedene Routine-Überwachungsaufgaben zu überlassen:

  • Bewegungserkennung (auch nachts mit Infrarot und Thermalkameras).
  • Tracking von Personen und Gegenständen mit Visualisierung im Lageplan.
  • Fortgeschrittene Systeme beherrschen auch Nachführen von Kameras (Schwenken, Neigen, Zoomen) und die Übergabe an die nächste Aufnahmeeinheit (wenn sich die Erfassungsfelder überschneiden). Personen lassen sich dann mit einprogrammierter Zoom-Funktion automatisch in der Bildmitte halten. Es gibt am Markt erste dieser „Auto-Tracking-Systeme“.
  • Sind die Kamera-Standpunkte georeferenziert, also mit ihren tatsächlichen GPS-Koordinaten („Global Positioning System“) im System hinterlegt, können weitere Kameras mit einem Mausklick auf den CAD-Lageplan auf das zu beobachtende Objekt ausgerichtet werden. Binnen kürzester Zeit zeigen sie das Geschehen aus dieser Perspektive. Dieser 3D-Videoüberwachung wird sicherlich die Zukunft gehören.
  • Brandfrühesterkennung, zum Beispiel in Rechenzentren, ist möglich, da Videoanalysesysteme sich ausreichend sensibel einstellen lassen, um minimalste Veränderungen in Räumen ohne Personen zuverlässig zu bemerken.
  • Weitere Funktionen können etwa „Loitering“ (Erkennen herumlungernder Personen), Graffiti-Detektion, Erkennen über einen längeren Zeitraum nicht bewegter Objekte (zum Beispiel Koffer) und Privacy Protection (Verschleiern von Bildbreichen, wie Fenstern) sein.
  • Multi-Site-Management (Verschiedene Sub-Zentralen an liegenschaftsübergreifenden Standorten lassen sich zusammenschalten) und Multi-Streaming (Bildströme in unterschiedlicher Auflösung und Kompression) sind zwar keine Analyse-Funktion, bieten aber viele Vorteile. Vor allem Multi-Streaming ist in vielen Software-Paketen enthalten.
  • Immer besser können auch Gegenstände erkannt werden, die sich sehr langsam nähern. Bis vor kurzem war das ein immenses Problem. Seit kurzem lassen sich auch Objektgeschwindigkeiten von etwa zwei Zentimetern pro Sekunde detektieren.

Techniker arbeiten momentan weltweit daran, den Pixelstrom immer perfekter um beschreibende Elemente („Metadaten“) im XML-Format zu erweitern. Das wäre der nächste Quantensprung in der Videoanalytik: Videoströme lassen sich dann nach bestimmten Auffälligkeiten durchsuchen – in kürzester Zeit ist so etwa festzustellen, ob ein bestimmtes Muster (also zum Beispiel Objekt A) zu einem anderen Zeitpunkt oder von einer anderen Kamera schon einmal gesehen wurde.

Analoge Bestandskameras upgraden

Für all diese Aufgaben ist digitale Technik unverzichtbar. Viele Anwender vergessen jedoch, dass sich auch analoge Bestandskameras nachrüsten und so veredeln lassen. Wenn Encoder deren Bilder digitalisieren, können die Daten aus analogen Kameras mit Videoanalyse-Software ausgewertet werden. Auch Altanlagen bieten dann Sicherheit 2.0.

Markus Strübel, Marketingleiter bei der Securiton GmbH

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ViSiTec Video-Sicherheit-Technik GmbH

Auflösungsvermögen von CCTV-Objektiven

Fachartikel aus PROTECTOR Special Videoüberwachung 2011, S. 46 bis 48

Optische Potenziale

Eine hochauflösende Kamera benötigt ein Objektiv mit hohem Auflösungsvermögen, um hochaufgelöste Bilder zu produzieren. Warum das so ist und was den Unterschied zu Standard-Objektiven ausmacht, klärt folgender Fachbeitrag.

Bild: Fujifilm
(Bild: Fujifilm)

Die Verbreitung von Kameras mit hohen Auflösungen nimmt im CCTV-Bereich stetig zu. Die Gründe liegen auf der Hand: Eine höhere Auflösung führt zur besseren Erkennung von Details in einem zu überwachenden Bereich, ermöglicht die Reduktion der Anzahl eingesetzter Kameras, erleichtert die Identifizierung verdächtiger Personen und vieles mehr. Ein Überwachungssystem mit hochaufgelösten Bildern entsteht jedoch nicht alleine durch den Einsatz hochauflösender Kameras, denn das Gesamtsystem einer Videoüberwachung besteht aus vielen verschiedenen Teilen. Jede einzelne dieser Komponenten muss in der Lage sein, mit hohen Auflösungen umzugehen, diese zu verarbeiten (größere Datenmengen) und auch wiederzugeben (hochauflösende Monitore). Dabei ist die erste Komponente des Gesamtsystems nicht die Kamera, sondern das Objektiv.

Viele Details differenzieren

Alle Lichtstrahlen, die zur Abbildung eines Objektes auf den Sensor der Kamera beitragen, passieren zuerst das Objektiv. Das Objektiv muss dementsprechend möglichst viele Details und kleine Strukturen der zu überwachenden Objekte voneinander differenzieren – also „auflösen“ – und auf dem Kamerasensor abbilden. Dazu ist ein hochauflösendes Objektiv in der Lage. Wird jedoch ein Objektiv mit geringerem Auflösungsvermögen eingesetzt, bildet das Objektiv kleine Strukturen nicht getrennt voneinander ab. In diesem Fall entsteht auf dem Kamerasensor ein Bild, in dem weniger Details und Strukturen unterscheidbar sind, obwohl die Kamera die Strukturen prinzipiell auflösen könnte. Dieser Verlust an Auflösung kann nachträglich nicht mehr ausgeglichen werden. Aus diesem Grund kann eine hochauflösende Kamera nur dann hochaufgelöste Bilder liefern, wenn das Auflösungsvermögen des Objektivs die Auflösung der Kamera unterstützt und deren Potential ausschöpft.

Bild: Fujifilm large

Reduziert man die Linienbreite, verringert sich auch der vom Objektiv übertragene Kontrast. (Bild: Fujifilm)

Die Auflösung von Objektiven: die MTF

Die Bestimmung des Auflösungsvermögens von Objektiven erfolgt über die Modulations-Transfer-Funktion (MTF). Dafür wird mit Hilfe eines Testbildes mit unterschiedlich feinen schwarz/weißen Linienpaaren (Frequenzen) der Kontrast gemessen, der vom Objektiv übertragen wird. Bei breiten Linien ist der Kontrast zwischen schwarzen und weißen Linien im Bild gut erkennbar, die Linien sind „aufgelöst“. Reduziert man die Linienbreite, verringert sich auch der vom Objektiv übertragene Kontrast, wie in Abbildung 1 zu sehen ist. Sobald die Linien so fein werden, dass im Bild keine Helligkeitsdifferenzen mehr unterscheidbar sind, werden diese Linien vom Objektiv „nicht aufgelöst“. Die Kamera erzeugt dann trotz höherer Auflösung nur noch eine graue Fläche.

Die maximale Auflösung eines Objektivs resultiert also aus der höchsten Frequenz, die mit einem ausreichenden Kontrast übertragen werden kann. Dabei ist der Übergang von „aufgelöst“ zu „nicht aufgelöst“ fließend. Überträgt man die Änderung des Kontrastes in Abhängigkeit zur Frequenz in ein Diagramm, erhält man die MTF-Kurve. Aus der Kurve ist ablesbar, welche Ortsfrequenz [Linienpaare/Millimeter) mit welchem Kontrast vom Objektiv übertragen wird. Im direkten Vergleich zwischen hochauflösendem und Standard-Objektiv (Abbildung 2) wird deutlich, dass ein hochauflösendes Objektiv höhere Frequenzen mit größerem Kontrast übertragen kann, als ein konventionelles Objektiv.

Allerdings ist die Qualität jeder optischen Abbildung konstruktionsbedingt in der Mitte besser als in den Randbereichen. Das heißt, auch die Auflösung nimmt von der Mitte zum Rand hin ab. Das reale Auflösungsvermögen wird zusätzlich durch weitere Parameter beeinflusst, wie die Blendenöffnung oder die Entfernung zwischen Objekt und Objektiv. Für eine aussagekräftige und vergleichbare Definition des Auflösungsvermögens sollten deshalb Angaben über Blendeneinstellung, Objektdistanz und Bildort (Abstand zur Bildmitte) bei der MTF-Messung vermerkt sein.

Der Unterschied zu konventionellen Objektiven

Häufig wird die Frage gestellt, worin der Unterschied zwischen hochauflösenden Objektiven und Standard-Objektiven besteht. Um diese Frage zu beantworten, muss man wissen, dass eine optische Abbildung immer fehlerbehaftet ist. Abbildungsfehler, wie Verzeichnung, Vignettierung oder Aberrationen, sind physikalisch bedingt und können nicht vollständig beseitigt werden. Jedes Objektiv ist im Endeffekt ein Kompromiss, bei dem möglichst viele Abbildungsfehler so weit wie möglich minimiert werden.

Bild: Fujifilm large

Vergleich MTF-Kurve zwischen hochauflösendem und Standard-Objektiv. (Bild: Fujifilm)

Die Güte eines Objektivs resultiert daraus, wie gut die verschiedenen Abbildungsfehler korrigiert werden und wie gut einzelne Elemente aufeinander abgestimmt sind. Es gibt also nicht „den einen“ entscheidenden Unterschied. Es ist vielmehr ein Zusammenspiel verschiedener Merkmale, wie Beschichtung der Linsen, Konstruktion und Aufbau der optischen Elemente und ähnlichem, die über die Güte eines Objektivs entscheiden und ein hochauflösendes Objektiv von einem Objektiv mit Standard-Auflösungsvermögen abheben.

Dabei gibt es – genau wie bei Kameras – Unterschiede in der Höhe der Auflösung. Die Bezeichnung „Megapixel“ (oder MP) besagt prinzipiell, dass eine Auflösung von einer Million Pixel gegeben ist. Ist das Auflösungsvermögen größer, wird meistens der Wert mit angegeben, wie drei MP oder fünf MP. Zusätzlich findet immer häufiger der Begriff „High Definition“ (oder HD) Verwendung, der ursprünglich aus dem Fernsehbereich stammt (HDTV) und auch in der Unterhaltungselektronik verwendet wird.

Grundsätzlich entspricht HD einer Auflösung von etwa zwei Megapixeln, wenn man die Auflösung von HDTV mit 1.920 mal 1.080 Pixeln zugrunde legt. Allerdings sind die beiden Begriffe MP und HD oftmals nicht genau definiert und werden einfach für jede Auflösung benutzt, die höher als Standard-Auflösung ist. Es gilt also zu differenzieren, welches Auflösungsvermögen genau hinter den Begriffen steckt. Renommierte Kamera- und Objektivhersteller geben in der Regel die konkrete Auflösung mit an.

Bedeutung nicht unterschätzen

Objektive sind nur ein Element in einem aus vielen Einzelkomponenten bestehenden Gesamtsystem einer Videoüberwachung. Die Bedeutung dieses Bausteins sollte jedoch nicht unterschätzt werden. Denn selbst die beste Kamera kann nur so gute Bilder liefern, wie es das Objektiv ermöglicht. Da es im Gegenzug ebenso wenig Sinn ergibt, ein hochauflösendes (und damit teureres) Objektiv auf einer Kamera mit Standard-Auflösung zu verwenden, sollten Auflösung von Objektiv und Kamera aufeinander abgestimmt sein, um ein bestmögliches Ergebnis zu erzielen.

Nina Kürten, Product Manager bei der Fujifilm Europe GmbH

Objektivtypen

Das Angebot der Objektivhersteller an hochauflösenden Objektiven wächst ebenso kontinuierlich, wie das der hochauflösenden Kameras. Dabei ist zwischen verschiedenen Konstruktionsformen der Objektive zu unterscheiden:

Eine Baureihe sind Objektive mit fester Brennweite, die in verschiedenen Auflösungen angeboten werden (von ein MP bis fünf MP oder mehr). Festbrennweiten werden hauptsächlich im Bereich der industriellen Bildverarbeitung eingesetzt, da sie für geringe Arbeitsabstände konstruiert sind und in der Regel über eine manuelle Blendensteuerung verfügen.

Im CCTV Bereich dagegen kommen zumeist Varifocal-Objektive zum Einsatz. Dank der variablen Brennweite sind diese flexibel auf den benötigten Bildausschnitt einstellbar und gleichen mit einer automatischen Blendensteuerung schwankende Lichtbedingungen aus. Für den Einsatz rund um die Uhr werden spezielle Tag/Nacht-Modelle verwendet, die die Fokusverschiebung zwischen den Wellenlängen des visuellen Spektrums und denen des Infrarot-Bereiches ausgleichen. Oder anders ausgedrückt: Beim Umschalten zwischen Tag- und Nachtmodus muss nicht nachfokussiert werden. Varifocal-Objektive für Tag/Nacht-Anwendungen sind aktuell mit Auflösungen bis zu drei MP verfügbar und decken alle Brennweitenbereiche von Weitwinkel bis Tele ab.

Zur Überwachung langer Distanzen werden Zoom-Objektive verwendet, mit denen auch auf weite Entfernungen große Gebiete effizient überwacht werden können. Zoom-Objektive sind derzeit für Kameras mit bis zu zwei MP erhältlich und werden oftmals in Hafengebieten oder Flughäfen eingesetzt. Sie können mit Zusatzfunktionen, wie Autofokus, IR-Filter oder Bildstabilisierung ausgestattet werden.

Informationen zu Preisen und Verfügbarkeit erhalten Sie bei Ihrem Fujifilm Vertriebspartner:
ViSiTec Video-Sicherheit-Technik GmbH

Hochauflösende Videotechnik

Fachartikel aus PROTECTOR Special Videoüberwachung 2011, S. 42 bis 45

Megapixel im Mainstream

Videos mit höherer Bildauflösung machen IP-basierte Überwachungssysteme noch besser. Das Marktwachstum spiegelt die Vorteile der Megapixel-Videotechnik für jedes Einsatzgebiet bei der Videoüberwachung wider.

Bild: Arecont
Durch den Einsatz von Megapixellösungen ergeben sich oft wirtschaftliche Vorteile gegenüber Standardsystemen. Es werden nicht nur weniger Kameras gebraucht, auch die verbundenen Kosten für Zubehör, Lizenzgebühren, Verdrahtung, Installation und Wartung sind geringer. (Bild: Arecont)

Wir alle wissen, dass ein Bild mehr als tausend Worte sagt. Aber in der Welt der Megapixel-Videotechnik sagt ein einziges Bild einfach alles. Eine Kombination aus verschiedenen Marktfaktoren hat ein Umfeld geschaffen, das eine schnelle Einführung der Megapixel-Videotechnologien in fast alle Anwendungsgebiete der Videoüberwachung vorantreibt.

Viele Faktoren

Ein maßgeblicher Faktor ist die Umstellung auf IP-basierte Videosysteme. Die Tatsache, dass immer mehr Benutzer sich von analogen Systemen abwenden, hat bereits den Markt verändert und beschleunigt die Entwicklung von höher auflösenden Kameras. Ein weiterer wichtiger Marktfaktor ist das hohe Tempo der Produktentwicklung. Wir erleben eine schnelle Entwicklung von höher auflösenden Kameras, die für eine immer größere Anzahl von Anwendungsbereichen ausgelegt sind. Der wohl größte Vorteil für den Endkunden ist, dass die Preise erschwinglich sind.

Der dritte Aspekt ist die Entwicklung von hoch effizienter Videokomprimierung, insbesondere H.264. Diese Komprimierungsnorm verringert die Anforderungen an die Netzwerkbandbreite und die Speicherkapazitäten erheblich. Ein vierter Faktor, der den Markt immer weiter vorantreibt, ist die technologische Zusammenarbeit von Anbietern von Megapixelkameras und Anbietern von Videomanagement-Systemen, um höher auflösende Videotechnologie in neue Systeme zu integrieren.

Und auch die Vorteile, die die Leistungsfähigkeit, Funktionalität und das Preis/Leistungsverhältnis von Megapixel-Videotechnik bieten, sind perfekt auf den Wunsch der Kunden nach Investitionsrentabilität und die Notwendigkeit für Unternehmen, Ausgaben anhand einer Ergebnisverbesserung rechtfertigen zu können, abgestimmt.

Großes Wachstum

Marktforscher sagen für den Megapixel-Video- und den Überwachungsmarkt ein großes Wachstum über die nächsten drei Jahre voraus. So hat zum Beispiel das Marktforschungsunternehmen IMS Research vorausgesagt, dass mehr als die Hälfte aller Netzwerkkameras, die bis 2014 versandt werden, über High-Definition (HD)- oder Megapixelauflösung verfügen werden. Technologische Fortschritte in verbesserter und schnellerer Bildverarbeitung und H.264-basierte Komprimierung machen Megapixelkameras sowohl leistungsfähiger als auch anpassungsfähiger für eine größere Anzahl von Einsatzgebieten.

Der Einsatz von Megapixelkameras muss nicht länger auf Nischen-Anwendungsgebiete beschränkt sein. Komplette Installationen können heute von der besseren Bildqualität von Megapixel-Videotechnik profitieren. Megapixel-Videotechnik kann jedes Sicherheitssystem verbessern und Integratoren, Endkunden und Technologieanbieter spielen alle eine Rolle bei der Realisierung dieses Potentials. Werfen wir mal einen Blick auf die Rollen, die sie spielen.

Die Rolle der Systemintegratoren

Integratoren verfügen über immer mehr Fachwissen und sind im Einsatz von Megapixelkameras besser geschult. Sie arbeiten daran, Missverständnisse über die Herausforderungen bei der Integration von Megapixelsystemen aus dem Weg zu räumen. Manche dieser Missverständnisse basieren auf einem Mangel an aktuellen Informationen über die technologischen Entwicklungen. Um ihre Kunden besser betreuen zu können, müssen Integratoren sich fortlaufend über die aktuell verfügbaren Produkte und Lösungen informieren.

Zusätzlich zur Technologie müssen sie auch bereit sein, Rechtfertigungen für die Kosten von Megapixel-Videosystemen auszuarbeiten und darzustellen. Das Preisniveau ist keine so große Hürde mehr wie noch vor einigen Jahren. Viele Megapixelkameras sind heute mit standardauflösenden Netzwerkkameras preislich vergleichbar. Und sie bieten einen zusätzlichen Mehrwert durch forensische Megapixelvideos. Statt den 300.000 bis 400.000 Pixel in Standardauflösung, bieten Megapixelkameras 1.000.000 bis 10.000.000 Pixel und mehr.

Ersetzt man analoge oder standardauflösende IP-Systeme durch Megapixellösungen, so stellen die dadurch anfallenden Gesamtkosten kein großes Problem dar. Es werden nicht nur weniger Kameras gebraucht, auch die verbundenen Kosten für Zubehör, Lizenzgebühren, Verdrahtung, Installation und Wartung sind geringer. Die Skalierbarkeitsvorteile von vernetzten Systemen, die forensischen Vorteile von Megapixel-Videotechnik und die erhöhte Funktionalität von Megapixellösungen sind Vorteile, die analoge Systeme nicht bieten können.

Kapitalrendite

Wenn sie mit ihren Kunden über Kapitalrendite sprechen, können Integratoren zum Beispiel auf den Vorteil verweisen, mit weniger Kameras größere Flächen überwachen zu können (dank Megapixelauflösung) und die funktionalen Vorteile zeigen, bestimmte Bereiche eines Bildes heranzoomen zu können, statt in Kameras investieren zu müssen, die physisch schwenken, neigen und zoomen können. Kurz gesagt, Kunden erkennen sofort die hohe Bildqualität, die Kosteneinsparungen, die Kapitalrendite und die funktionalen Vorteile von Megapixel-Videotechnik.

Zu guter Letzt müssen Integratoren in der Lage sein, die Megapixelsysteme zu planen, zu installieren und zu warten. Sie sollten ein Verständnis davon haben, wie die Megapixelfunktionalität genau eingesetzt wird. Sie müssen in der Lage sein, ihren Kunden die richtige Megapixelkamera zu empfehlen, die den Bedürfnissen ihrer Kunden am besten entspricht. Denn letztendlich erwarten Kunden ein gut funktionierendes, zuverlässiges System, das leistungsstark ist und sie bei ihrer Arbeit, dem Schutz ihrer Organisation, ihrer Anlagen, ihrer Mitarbeiter und ihrer Kunden, nicht behindert. Kunden wollen hochwertige Videos, die ihnen brauchbare und gerichtsfähige Informationen über ihre Anlagen und Kunden liefern. Und genau das bietet Megapixel-Videotechnik.

Die Rolle der Endkunden

Endkunden informieren sich immer schneller über die Kapitalrendite und die höhere Bildqualität von Megapixelkameras. Mit diesem Wissen können sie auch die Vorteile von Megapixel-Videotechnik und die Anwendungsmöglichkeiten der Technologie zur Verbesserung eines unternehmensweiten Sicherheitssystems besser verstehen. Dieses Wissen ermöglicht es den Endkunden auch, Integratoren und Anbieter für die Systeme, die sie planen, installieren und warten, verantwortlich zu machen.

Bild: Arecont
Für jede Kundenanwendung die richtige Kamera: zum Beispiel Tag/Nacht- und Restlicht-Kameras, 180-Grad- und 360-Grad-Panoramakameras, Komplett-Dome-Kameras, Kameras mit hoher Bildrate und Kameras mit gutem Preis/Leistungsverhältnis. (Bild: Arecont)

Wenn sie die Vorteile kennen, sollten Endkunden einen langfristigen Plan entwickeln, um das vorhandene System ihres Unternehmens so umzustellen, dass es die Zielsetzung in Bezug auf Megapixel-Videotechnik erfüllt. Nur wenige Unternehmen werden sich dafür entscheiden, sofort ein komplettes, neues System zu installieren. Der Endkunde muss daher mit seinem Systemintegrator zusammenarbeiten, um einen Plan für den langfristigen Umstieg auf Megapixelvideo zu entwickeln, indem zunächst mit neuen Anlagen begonnen wird und Altsysteme durch neuere Technologie ersetzt werden.

Zusammenarbeit von Abteilungen

Nicht nur die Sicherheitsabteilung, sondern auch die IT-Verantwortlichen und die Geschäftsleitung eines Anwenders müssen über den Wert von Megapixel-Videotechnik informiert sein. Durch die Interoperabilität heutiger IP-basierter Sicherheitslösungen kann der Endkunde auf allen Ebenen Megapixel-Videosysteme auf Basis offener Architekturen sondieren. Neben der Kommunikation mit der Geschäftsführung über die Vorteile und die Bezahlbarkeit von Megapixel-Videotechnik, muss der Leiter der Sicherheitsabteilung effizient mit der IT-Abteilung des Unternehmens zusammenarbeiten. Ein guter Grund, die IT-Abteilung mit in den Prozess zu involvieren, ist es, sie in die Entscheidung über die Aufnahmeplattform, das Speichersystem und die Netzwerkinfrastruktur einzubeziehen und mitverantwortlich zu machen. Die Unterstützung der IT-Abteilung ist für die Implementierung von Megapixel-Videosystemen von äußerster Wichtigkeit.

Die Rolle der Anbieter

Anbieter von Megapixel-Videotechnologie bieten überragende Produkte basierend auf Fachkenntnis der Technologie und dem Wissen über die Bedürfnisse des Marktes. In Anbetracht der großen Anzahl von Anwendungen im Bereich von Sicherheitssystemen sollten Hersteller Auswahlmöglichkeiten anbieten, um sicherzustellen, dass für jede Kundenanwendung die richtige Kamera gefunden wird. Zum Beispiel Tag/Nacht- und Restlicht-Kameras, 180-Grad- und 360-Grad-Panoramakameras, Komplett-Dome-Kameras, Kameras mit hoher Bildrate und Kameras mit gutem Preis/Leistungsverhältnis. Mit einer sehr breiten Auswahl an Kameras kann ein Anbieter den verschiedenen Anforderungen für die marktüblichen Einsatzgebiete von Videoüberwachung nachkommen.

Anbieter haben außerdem die Möglichkeit, den Markt über die Vorteile von Megapixelvideo und technologischen Entwicklungen zu informieren. Sie können dabei helfen, Missverständnissen hinsichtlich Kosten und Netzwerkproblemen entgegen zu wirken. Dank der H.264-Komprimierung bieten heutige Kameras zum Beispiel eine bessere Komprimierungsleistung zur Behebung von Systemproblemen bezüglich Bandbreite und Speichervermögen. Heute gibt es Bildungsforen, Kurse, Seminare und Symposien, um Vertriebspartnern und Anwendern zu helfen, schnell auf Lösungen mit Megapixeltechnologie umzustellen.

Den Nutzen quantifizieren

Eine besonders gute Strategie für Anbieter, um die Verwendung von Megapixelvideo voranzubringen, ist es, den Wert von Megapixel-Videotechnik hinsichtlich einer Ergebnisverbesserung anhand von eigens erstellten Metriken aufzuzeigen. Anbieter kennen sich am Besten mit der Leistungsfähigkeit der Technologie aus und profitieren zudem von einem sehr guten Überblick über die Funktionen ihrer Kameras in verschiedenen Systemen. Zu den besten Strategien, die Kapitalrendite zu veranschaulichen, gehört darzulegen, wie man weniger Kameras für ein System verwenden kann (weniger Infrastruktur) und/oder die Vorteile von höher auflösender Videotechnik in einer bestimmten Anwendung und die Verringerung von Sicherheitspersonal für den effektiven Betrieb des neuen Systems zu quantifizieren.

Anbieter arbeiten häufig mit Integratoren und Endkunden zusammen, wenn es darum geht, einen Business Case aus dem Nutzen von High-Definition-Qualität und hochmoderner Komprimierung zu machen. Sie können dabei helfen zu zeigen, wie in aufgenommenen Bildern digital geschwenkt, geneigt und gezoomt werden kann und den Nutzen dieser Fähigkeit erläutern. Anbieter sind sehr sensibel, was die Preisgestaltung angeht und legen oftmals Preise aggressiv und strategisch fest, um ihre Produkte für den breiten Markt zu positionieren.

Sie müssen außerdem mit Videomanagement-Software- (VMS), Speicher-, Analytik- und Netzwerkanbietern zusammenarbeiten, um die Integration von Megapixel-Videosystemen zu vereinfachen. Kurz gesagt, müssen Anbieter nicht nur an die technische Leistungsfähigkeit denken, sondern auch die Vorteile dieser Leistungsfähigkeit für Integratoren und Anwender darlegen. Dadurch machen es Anbieter den Integratoren und Anwendern noch einfacher, Megapixel-Technologie zu nutzen. Sie können darüber hinaus vorkonfigurierte Dienstleistungen anbieten, die die Installationszeit verringern und Installationsfehler minimieren.

Fließender Übergang

Jetzt ist die richtige Zeit für die Hauptakteure der Sicherheitsindustrie – Integratoren, Anwender und Anbieter – daran zu arbeiten, einen fließenden Übergang zum Einsatz der Megapixel-Videotechnik einzuleiten. Hochauflösende Bilddarstellung sollte nicht mehr nur eine Systemfunktion sein, sondern eine systemweite Voraussetzung, um überzeugende Bildqualität und herausragenden Nutzen für das Unternehmen zu bieten.

Scott Schafer, Vizepräsident Vertrieb und Marketing von Arecont Vision LLC

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Videoüberwachung: Fachmännische Planung

Fachartikel aus PROTECTOR Special Videoüberwachung 2011, S. 40 bis 41

Einsatz von Videoüberwachung

Fachmännische Planung ist alles

Videoüberwachungsanlagen liefern nicht immer das, was in ausschweifenden Worten versprochen wird. Das liegt aber nicht immer am Produkt, sondern häufig an der Planung. Denn auch hier gilt: Fachmännische Planung ist alles und „Geiz ist geil“ nichts.

Bild: Peter Jenni
Kameras einer Videoüberwachungsanlage: Je nach Schutzziel bringt die eine oder andere Technik das optimale Resultat – auswertbare Bilder. (Bild: Peter Jenni)

Videoüberwachungsanlagen boomen. Egal ob im privaten Umfeld oder im professionellen Sicherheitsbereich: Mit Megapixeln und Video over IP umgarnen vom Discounter bis zum High-Tech-Lieferanten die Anbieter von Objektiven, Kameras und Aufzeichnungsgeräten die Kundschaft. Da wird es selbst für den Sicherheitsfachmann schwierig, denn im Grundsatz gilt: „Videoüberwachung schützt nicht. Der Videoeinsatz ist nur ein Teilbereich eines Sicherheitskonzeptes. Video ist passiv, außer bei der bedienten Überwachung.“ Wozu also eine Videoüberwachungsanlage? Und welche Anforderungen müssen im Minimum erfüllt sein, damit eine Videoüberwachungsanlage ihren Zweck auch erfüllt?

Einer, der es wissen muss

PROTECTOR fragte einen, der es wissen muss. Roland Bachofner, Sachbearbeiter im Fachbereich Bild und Daten beim Forensischen Institut Zürich, einer Organisation der Kantonspolizei und der Stadtpolizei Zürich, wertet Tag für Tag Bilder von Videoüberwachungsanlagen aus. Sein Fazit ist ernüchternd: „Die Polizei hat das vordringlichste Ziel, die Täterschaft zu identifizieren und zu überführen. Aus dieser Sicht können 50 bis 80 Prozent der Anlagen die Qualitätsanforderungen zur Erfüllung dieses Ziel nicht erreichen und sind in Bezug auf ein definiertes Schutzziel optimierungsbedürftig.“ Das heißt: Meist stellt der Geschädigte erst nach einem Ereignis fest, dass und wie die Anlage hätte besser eingestellt werden können. Ob dieses Ereignis dann zur Optimierung der Anlage führt, ist allenfalls erst bei einem nächsten (möglicherweise anders ausgeführten) Delikt ersichtlich.

Unbrauchbare Bilder

Viele der Bilder, die er zur Analyse auf seinen Bildschirm kriegt, sind nur bedingt auswertbar oder anders ausgedrückt: In sehr vielen Fällen können nur gerade 20 bis 60 Prozent der Fragen zum Delikt, dem Tathergang und der Täterschaft auf Grund der aufgezeichneten Ereignisse beantwortet werden. Das ergibt für die Fahndung oder die Tatrekonstruktion eine erschreckend kleine Erfolgsquote. Schlechte Ausleuchtung, falsche Blende, zu hoher Kontrastumfang, schnelle Bewegungen, falsche Brennweite, Unschärfe (falscher Fokus) und zu wenig Bilder pro Sekunde sind für den Bildforensiker absolute „no goes“ und sind die häufigsten Faktoren für mangelnde Auswertbarkeit.

Für die polizeilichen Ermittlungen stehen folgenden Fragen im Vordergrund: Wie viele Täter waren beteiligt, wie sind sie vorgegangen, was haben sie berührt, was haben sie für Kleidung getragen, kann ein brauchbares Signalement erstellt werden (wie Geschlecht, Größe, Haare, Alter, Statur, individuelle Merkmale)? Je besser die Qualität des Untersuchungsmaterials ist, umso mehr Fragen können beantwortet werden und umso größer wird die Wahrscheinlichkeit, dass die Täter wiedererkannt und im besten Fall identifiziert werden können.

Bedingte Optimierung

Eine einzelne aufgezeichnete Tat kann leider erfahrungsgemäß wenige der oben erwähnten Fragen auf Grund von Sequenzen aus Überwachungsvideos beantworten. „Es ist so, dass mit zunehmenden gleichartigen Delikten, immer mehr Fragen beantwortet und das Täterprofil besser ausgearbeitet werden kann. Dies, weil verschiedene Überwachungsanlagen zusammengenommen ein breiteres Bild eines Wiederholungstäters aufzeigen können und durch die Abweichung der Schutzziele andere Videosequenzen aufgezeichnet werden“, erklärt Bachofner.

Er könne zwar mit Bildbearbeitungsprogrammen die eine oder andere Optimierung vornehmen, da und dort etwas schärfer, heller oder kontrastreicher stellen oder mehrere Standbilder ineinander integrieren aber: „Pixel können nur anders angeordnet werden. Was nicht auf dem Bild ist, kann auch ich nicht sichtbar machen.“ Als Beispiele nennt er den weiß hinterlegten, übergroßen Datumsstempel im unteren Bilddrittel, der genau die Autonummer abdeckt, die zur Identifizierung des Tankstellenbetrügers hätte führen sollen. Oder jenen Bildausschnitt, der auf mehr als der Hälfte eine Mauer zeigt oder jener, auf dem nur Aktionsplakate zu sehen sind, weil die Marketingabteilung die Ausverkaufsplakate genau vor die Überwachungskamera gehängt hatte. Aber auch stark unter- und überbelichtete Bilder gehören in diese Kategorie.

Will man auf einem brauchbaren Bild „etwas wahrnehmen“, so sind gemäß Bachofner etwa fünf Prozent Bildanteil notwendig. Für eine erfolgreiche Detektion (zum Beispiel einer Autonummer) braucht es bereits zehn Prozent des Bildes, um Personen zu erkennen (ob Mann oder Frau) benötigt man rund einen Viertel des Bildinhalts und soll eine Identifikation erfolgen, sind 80 Prozent Bildanteil erforderlich.

Gutes kostet

Um Fehlbilder (nicht verwertbare Bilder) zu vermeiden, gibt es ein paar Grundsätze, die gemäß Bachofner unbedingt beachtet werden müssen: Ausreichend Licht, Unter- oder Überbelichtung sowie Gegenlicht und Unschärfe vermeiden, genügend Kontrast, das Beschlagen (Anlaufen) oder die Verschmutzung der Linse und der Schutzabdeckung sind zu verhindern und ein optimaler Bildausschnitt zu wählen. Wird Bachofner auf die einzusetzende Technik angesprochen, versiegen seine Ratschläge.

Nicht weil er sich darin nicht auskennt, sondern, weil je nach Schutzziel die eine oder andere Technik das optimale Resultat garantieren kann, und er sich vor allem auf das Endprodukt, das Standbild fokussiert. „Eine Überwachungsanlage kauft man nicht für die eigene Sicherheit, sondern für Sicherheitsfirmen, Polizei, Staatsanwaltschaft und Gerichte, also im weiteren Sinne für mich“, lacht Bachofner und ergänzt: „Man kann gerade beim Kauf einer Videoüberwachungsanlage viel falsch machen.“ Er rät deshalb: „Wenden Sie sich an ausgewiesene Fachleute. Lassen Sie sich was sagen. Lassen Sie sich nicht von Ängsten leiten. Denn Fernsehsendungen sind keine Referenz. Und auch hier gilt: Gutes kostet.“

Peter Jenni

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Auflösung von Netzwerkkameras

Fachartikel aus PROTECTOR Special Videoüberwachung 2011, S. 38 bis 39

Wie viele Pixel braucht man wirklich?

Vor der Anschaffung eines neuen IP-Kameramodells stellt sich für viele Anwender zuerst die Frage nach der Auflösung, das heißt, wie viele Pixel sich im Bildsensor der Kamera befinden. Die Bildqualität hängt jedoch nicht nur von der Anzahl der Pixel ab. Was sind die Entscheidungskriterien für ein bestimmtes Kameramodell, wie können Anwender feststellen, wie viele Pixel sie wirklich für ihre Anwendung benötigen?

Um diese Frage zu beantworten, muss man sich über die Anforderungen klar werden: Möchte man einfach nur einen allgemeinen Überblick über einen Ort bekommen, will man Gesichter, die Nummernschilder von Autos oder sogar die Vorderseite von Spielkarten erkennen können? Die Antwort auf diese Fragen lässt darauf schließen, ob man eine Kamera mit VGA-Auflösung, mit Megapixel- oder sogar mit Multi-Megapixelauflösung benötigt.

Bild: Basler

Bildrauschen bei unterschiedlichen Auflösungen. (Bild: Basler)

Der IP-Markt bewegt sich in Richtung immer kleinerer Pixelgrößen, da eine ständig wachsende Anzahl von Pixeln auf einer Sensorfläche konstanter Größe aufgebracht wird. Auf der einen Seite hat dieser Trend Kostenvorteile, auf der anderen Seite haben die kleineren Pixel eine Reihe von Konsequenzen.

Gute Objektive für kleine Pixel

Wie groß muss also ein Pixel sein, damit die Auflösung des Objektivs bestmöglich genutzt werden kann, um das Objekt auf der Sensorfläche abzubilden? Am Beispiel eines sehr kleinen Punktes auf dem Objekt lässt sich das gut verdeutlichen. Ein sehr gutes Kameraobjektiv bildet diesen Punkt auf dem Objekt in einen Punkt von fünf Mikrometern Durchmesser auf der Bildebene ab. Preisgünstige Objektive dagegen stellen diesen Punkt mit einem „unschärferen“ Durchmesser von bis zu 15 oder 20 Mikrometern dar. Die Größe der Kamerapixel sollte jedoch nicht kleiner sein als die minimale Punktgröße, die das Objektiv in der Bildebene erzeugen kann. Viele kostengünstige Objektive können also nicht das ganze Potenzial einer Kamera mit kleinen Pixeln ausnutzen.

Kleine Pixel – exakte Justage

Bei kleinen Pixeln gibt es besondere Anforderungen an die Optik, aber auch enge mechanische Toleranzen, die eingehalten werden müssen. Je kleiner die Pixel, desto schwieriger die Vorgaben bei der Herstellung der Kamera bezüglich der Ausrichtung der Sensorfläche relativ zum Objektivanschluss. Dies ist wichtig, damit bei optimaler Fokussierung ein gleichmäßig scharfes Bild über die gesamte Sensorfläche erreicht werden kann. Auch für den Anwender wird bei einer Kamera mit kleinen Pixeln die genaue Scharfstellung des Objektivs schwieriger als bei großen Pixeln.

Kleine Pixelfläche – verringerte Lichtempfindlichkeit

Bei schlechter Beleuchtung und wenig Licht bekommt man nur wenig Bildinformation. Wenn die gleiche Szenerie auf einem Sensor mit vorgegebener Größe abbildet wird, ist die Anzahl an Photonen, die auf jedes Pixel treffen, proportional zur Pixelgröße. Das bedeutet, dass für das gleiche Signal-zu-Rausch-Verhältnis ein Fünf-Megapixel-Sensor vier Mal mehr Photonen benötigt als ein 1,3-Megapixelsensor. Im Allgemeinen benötigt man eine gute Beleuchtung, wenn man kleine Pixel einsetzen möchte.

Viele Pixel – viele Daten und geringere Bildfrequenz

Bei IP-Applikationen sind komprimierte Datenformate Standard. Aber auch mit komprimierten Daten erzeugen Sensoren mit höherer Auflösung auch größere Datenmengen. Der Anwender muss letztendlich entscheiden, ob eine größere Auflösung wirklich wichtig ist, wenn es um die Auslegung von Netzwerk und Bilddaten-Speicher geht. Eine höhere Auflösung setzt in der Regel auch die maximale Bildrate herab.

Bild: Basler

Einfluss der Objektivqualität auf die Bildqualität. (Bild: Basler)

Die Anforderungen entscheiden

Bevor sie eine Kamera für ihre Anwendung auswählen, sollten sich Anwender fragen, wie viele Pixel und welche Bildrate sie wirklich benötigen. Keinesfalls ratsam ist der Versuch, beim Objektiv das Geld wieder einzusparen, das man vielleicht für eine hochauflösende Kamera ausgegeben hat. Unter schwierigen Lichtverhältnissen muss der Kamerasensor eine hohe Empfindlichkeit aufweisen. Sensoren mit großen Pixeln sind in vielen Fällen die richtige Wahl bei schlechten Lichtverhältnissen. Darüber hinaus kann ein lichtstarkes Objektiv dabei helfen, so viel Licht wie möglich zu sammeln.

Zunächst sollte man seine Anforderungen sehr genau zusammenstellen und sich anschließend von einem fachlich qualifizierten Anbieter beraten lassen, um herauszufinden, wie viele Pixel man für eine Anwendung wirklich benötigt.

Valeria Mix, Technical Writer bei der Basler AG

Weitere Informationen erhalten Sie bei Ihrem Basler Vertriebspartner:
ViSiTec Video-Sicherheit-Technik GmbH

PROTECTOR Test HD-Netzwerkkameras 2011

Testbericht aus PROTECTOR Special Videoüberwachung 2011, S. 35

HD-Netzwerkkameras im Test

Qualitätsschub

In der IP-Kameratechnik hat sich in den letzten Jahren viel getan: Die Auflösungen stießen in HD-Gefilde vor, immer mehr Intelligenz siedelte sich in den Kameras an und auch die Interoperabilität nahm durch Standardisierung erheblich zu. Gute Gründe, den PROTECTOR-Test Netzwerkkameras einer Frischzellenkur zu unterziehen und ihn mit aktualisiertem Konzept wieder aufleben zu lassen.

Bild: Hagen Zumpe
(Bild: Hagen Zumpe)

Der Kameratest 2011 stand ganz klar im Fokus der Praxisrelevanz und orientierte sich sowohl was die Lichtszenarien als auch die Einstellung der Kameras angeht, an realistischen und gleichzeitig messbaren Grundlagen.

Kern des Tests bildet die Bewertung des Bildeindrucks: Hierbei mussten die Modelle zeigen, wie gut sie einzelne Beleuchtungssituationen meistern und wo ihre Stärken und Schwächen liegen. Getestet wurden in diesem Jahr ausschließlich moderne IP-Kameras mit HD-Auflösung (1080p und 720p) sowie Megapixelmodelle ab 1,3 Megapixel Auflösung. Zugelassen waren Box-Kameras mit Wechseloptik.

Im anderen Licht

Während des Tests galt es nicht nur, unter hellem Tageslicht zu bestehen, sondern auch bei Low-light und ausgeprägtem Gegenlicht. Kriterien waren dabei unter anderem Bildschärfe, Detailauflösung, Farbwiedergabe, Dynamikumfang, Rauschen, Artefakte sowie Reaktion auf Lichtänderung und Bewegung.

Beleuchtungsszenarien

Normalbeleuchtung: Die Auswertung des Motiv-Tisches sowie des Multi-Testcharts erfolgte bei weichem Tageslicht mit 500 Lux Beleuchtungsstärke; zum Einsatz kamen spezielle, dimmbare Tageslicht-Leuchtstoffröhren. Die Kameras wurden bei bester Qualitätseinstellung und höchster Auflösung geprüft.
Low-light-Szenario: Es erfolgte eine visuelle Prüfung und messtechnische Auswertung des Testcharts bei Halogenbeleuchtung mit zehn Lux; zwei PAR64-Spotscheinwerfer simulierten Dämmerlicht.
Gegenlichtaufbau: Visuelle Auswertung des Motiv-Tisches bei 50 Lux Grundbeleuchtung plus zuschaltbarem fokussiertem 50-Watt-Spotscheinwerfer als simulierte Gegenlichtquelle im Bild.
Testequipment und Infrastruktur wurden freundlicherweise zur Verfügung gestellt von der Schille Informationssysteme GmbH aus Hannover. Alle Details dazu finden sich in dieser pdf-Datei: Technik PROTECTOR Test HD-Netzwerkkameras Juli 2011.pdf (pdf, 3.404 KB)

Als Vorlagen diente zum Einen ein Motivtisch, der vor dunklem Hintergrund platziert war und auf dem plastische Alltagsgegenstände wie Blumen, Zeitschriften, Tassen sowie Portraitfotos zur Beurteilung von Hauttönen aufgestellt waren. Zum Anderen lieferte ein eigens erstelltes Multi-Testchart mit Farbtafeln, Grauverläufen, Auflösungscharts und Texten die geeignete Vorlagen für eine visuelle und messtechnische Erfassung der einzelnen Werte.

Zu besseren Vergleichbarkeit wurde das Testchart sowohl unter normal-hellem Tageslicht wie auch im Low-light-Szenario ausgewertet. Der Motivtisch diente als Vorlage bei Tageslicht sowie in der Gegenlichtsituation.

Umfassend geprüft

Neben der reinen Bildqualität ist auch der Encoder einer Netzwerkkamera ausschlaggebend für ihre Leistungsfähigkeit. Hierbei wurde geprüft, wie dieser auf starke Bewegung im Bild und eine Begrenzung der Datenrate reagiert.

Als Codec wurde für den Test das moderne und effiziente H.264-Format gewählt. Zur Simulation von extremer Bildänderung dienten drei 20 Zentimeter messende Siemens-Scheiben. Die mittlere der Scheiben blieb starr, während sich die äußeren beiden gegenläufig mit 30 Umdrehungen pro Minute drehten. Durch An- und Abschalten der Bewegung konnte genau geprüft werden, wie sich Daten- und Bildrate ändern und ob ein Encoder voreingestellte Bandbreiten einhält.

Um ein umfassendes Bild von den Modellen zu erhalten, flossen schließlich auch Kriterien der Handhabung, der Verarbeitung und der Onvif-Kompatibilität in den Test mit ein.

Die einzelnen Testberichte werden in den Ausgaben Special Videoüberwachung, Oktober, November und Dezember des PROTECTOR veröffentlicht. Entsprechend erweitert sich die auf dieser Seite aufgeführte Liste der getesteten Kameras kontinuierlich.

Dallmeier DF4950HD-DN

Bild: Dallmeier
Dallmeier-Kamera DF4950HD-DN. (Bild: Dallmeier)

Die Dallmeier DF4950HD-DN ist eine IP-Boxkamera mit 1/2,8 Zoll großem CMOS-Sensor und einer maximalen Auflösung von drei Megapixeln. Sie liefert bis zu 30 Bilder pro Sekunde, wahlweise in D1-Auflösung oder in verschiedenen hochauflösenden Formaten, wie 720p, 1080p, zwei Megapixel oder drei Megapixel.

Als Tag/Nachtkamera verfügt sie über eine mechanische Umschaltfunktion per Schwenkfilter, die Umschaltschwelle lässt sich dabei frei einstellen. Darüber hinaus wartet die DF4950HD-DN mit umfangreichen Bildoptimierungsfunktionen, wie AWB, AGC und Slow Shutter, auf. Zusammen mit einer hohen Lichtempfindlichkeit von 0,8 Lux (bei F1.0, 50 IRE) macht das die Kamera für nahezu alle Überwachungssituationen einsetzbar.

Einrichtung

Inbetriebnahme, Konfiguration und Bedienung der Kamera gelingen in unserem Test problemlos, das Menü der Browser-Oberfläche ist klar gegliedert und übersichtlich gestaltet, alle benötigten Einstellungen lassen sich hier schnell und einfach vornehmen.

Die Kamera zeichnet sich zudem durch eine sehr schnelle Betriebsbereitschaft und unkomplizierte Stromversorgung über PoE aus. Die Verarbeitung des Gehäuses ist robust und es macht einen hochwertigen Eindruck. Die Kamera ist zur Onvif-Version 1.01 kompatibel, ein Vorschaubild erhält man allerdings nur im JPEG-Modus.

Bild: PROTECTOR

Bei Normalbeleuchtung: Ein erstklassiges Bild mit natürlichen Farben, sehr guter Hauttonwiedergabe sowie hoher Schärfe und Auflösung. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Normallicht: Selbst feinste Details des Testcharts und millimetergroße Schriften werden erfasst, nur insgesamt von der Automatik minimal zu dunkel eingestellt. (Bild: PROTECTOR)

Bildqualität

Der Bildeindruck, den die Dallmeier-Kamera unter normalen Lichtbedingungen hinterlässt, ist schon auf dem ersten Blick ausgesprochen positiv. Das Bild zeigt sich in natürlichen, sauber differenzierten Farben und mit sehr guter Hauttonwiedergabe. Schärfe und Auflösung sind sehr hoch, selbst feinste Details des Testcharts und millimetergroße Schriften werden erfasst.

Der Dynamikbereich der Kamera ist generell sehr weit und reproduziert bei unserem Motivaufbau helle und dunkle Bereiche gleichermaßen gut, lediglich im Falle des Aufbaus mit Testchart wird der Dynamikbereich von der Automatik nicht voll ausgeschöpft, so dass das Chart tendenziell etwas zu dunkel gerät. Dennoch bleibt die Zeichnung in allen Bildpartien gut, die Lichter wirken im Automatik-Modus zwar minimal zu hell, die Schatten werden dafür aber sehr gut durchgezeichnet.

Bildrauschen ist bei Normalbeleuchtung genauso wenig wahrnehmbar wie Kompressionsartefakte.

Der Encoder arbeitet insgesamt effizient und zuverlässig. Bei Full-HD wird bei ruhigem Bild eine angenehme Bitrate von etwa 4,5 bis 5,0 Megabit erzeugt. Begrenzt man die Bitrate auf vier Megabit bei einer Auflösung von 720p und 25 Bildern pro Sekunde, wird dieser Wert zuverlässig gehalten und steigt bei zunehmender Bewegung im Bild nicht wesentlich an.

Bild: PROTECTOR

Im Gegenlicht: Trotz der Lichtverhältnisse ein insgesamt sehr ordentliches Bild mit genügend Zeichnung und guter Farbreproduktion. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Low-light: angenehmes Bild ohne Farbstich, etwas weicherer Bildeindruck, dafür nur moderates Rauschen. (Bild: PROTECTOR)

Schwieriges Licht

Auch den Low-Light-Test meistert die Dallmeier-Kamera sehr gut. Das Rauschen ist hier wie erwartet zwar deutlicher, es wirkt aber nicht weiter störend. Da das Bild insgesamt etwas flauer ausfällt, sind auch Schärfe und Detailauflösung nicht so hoch wie unter normalen Lichtbedingungen – allerdings bleiben die Werte relativ gesehen auf einem hohen Niveau.

Sehr positiv fällt die Wiedergabe der Farben auf: Trotz niedriger Beleuchtungsstärke bleiben die Töne gut differenzierbar.

Der Gegenlicht-Test offenbart dann weitere Stärken und kleinere Schwächen: Das Überstrahlen um die Lichtquelle hält sich in Grenzen und die hellen Bildpartien bleiben weitgehend erhalten. In den dunklen Bildbereichen fehlt nun allerdings Zeichnung und auch die Farben werden wegen des leicht milchigen Grundcharakters des Bildes nicht mehr ganz so gut reproduziert.

Ausstattung
Sensor: 1/2,8 Zoll CMOS
Objektiv-Anschluss: CS-Mount, DC-Autoiris
Auflösungen: 3 MP, 2 MP, 1080p, 720p, D1
Codecs: H.264, M-JPEG
Streaming: Simultanes Dual- oder Tri-Streaming
Onvif-Version: 1.01
Anschlüsse: 1 x BNC, 1 x 3,5 mm Klinke, 1 x RJ45, SDHC-Kartenslot, 12V DC
Leistungsaufnahme: max. 4,5 W
Listenpreis: 720,- Euro ohne Objektiv, 899,- Euro inkl. Objektiv

Hervorragend ist dagegen das Pegelverhalten der DF4950HD-DN: Beim Ein- und Abschalten des Gegenlichts zeigt sie eine extrem flotte Reaktion, die Automatik arbeitet sehr genau und regelt das Signal entsprechend nach, so dass trotz der extremen Lichtverhältnisse ein insgesamt sehr ordentliches Bild entsteht.

Axis P1346

Das Modell P1346 von Axis besitzt einen 1/3 Zoll CMOS-Sensor mit einer maximalen Auflösung von drei Megapixeln – es können Formate zwischen 2.048 mal 1.536 und 160 mal 90 Pixeln eingestellt werden. Wie alle Kameras der P13-Serie liefert auch die P1346 mehrere H.264- und M-JPEG-Videoströme mit bis 30 Bildern pro Sekunde.

Bild: Axis
Axis-Kamera P1346. (Bild: Axis)

Die Kamera zeichnet sich durch einen hohen Dynamikbereich und eine Tag-/Nacht-Funktionalität aus, was für gute Videoqualität sowohl bei Tageslicht als auch bei schwacher Beleuchtung sorgt. Die Lichtempfindlichkeit wird bei Farbe mit 0,5 Lux bei F 1.6 angegeben. Eine Besonderheit des Modells ist die neuartige P-Iris-Blendensteuerung, die der Kamera eine präzise Regelung der Blendenöffnung ermöglicht.

Einrichtung

Bei der Inbetriebnahme und Einstellung der Axis-Kamera tauchen keine Probleme auf, dank der Stromversorgung mit Power over Ethernet reduziert sich der Installationsaufwand auf ein Minimum.

Lediglich die Justierung des mitgelieferten Objektivs ist etwas friemelig. Von daher ist man gut beraten, den integrierten Fokus-Assistenten zur Feinabstimmung des Fokus per Computer zu verwenden. Das Browser-Menü ist aufgeräumt und gut bedienbar, die Verarbeitung der Kamera ist tadellos. Onvif-Kompatibilität zur Version 1.0 ist gegeben.

Bild: PROTECTOR

Bei Normalbeleuchtung: Die P1346 liefert ein ausgewogenes und detailreiches Bild, das auch bei der Wiedergabe von Farben und Hauttönen überzeugt. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Normallicht: Feine Details und kleinste Schriften werden gut erfasst und reproduziert. Auch die Darstellung der Farbtafeln gelingt. (Bild: PROTECTOR)

Bildqualität

Auflösungsvermögen und Detailwiedergabe sind bei Normalbeleuchtung sehr gut, die Bildschärfe ist hoch, wirkt aber nicht künstlich. Feine Details und kleinste Schriften werden gut erfasst und reproduziert. Auch die Darstellung von Farbtafeln sowie Haut- und Pastelltönen ist durchweg gut. Alle Farben sind sauber differenzierbar und wirken naturgetreu, vor allem Hauttöne kommen sehr schön zur Geltung.

Der Dynamikumfang der Kamera wird von der Automatik sehr gut ausgenutzt, so dass bei unserem Motivaufbau sowohl helle wie auch dunkle Bildbereiche problemlos erfasst werden. Auch das Testchart kann in allen Partien ohne Verlust von Zeichnung in Lichtern oder Schatten reproduziert werden. Rauschen oder Kompressionsartefakte lassen sich in keinem der Bildbereiche wahrnehmen.

Der Encoder arbeitet zuverlässig und effizient: Er reagiert auf Bewegung im Bild und passt Bildraten und Datenmenge dementsprechend an. So ergeben sich bei ruhendem Bild mit einer Auflösung von 720p Bitraten von netzwerkschonenden 400 Kilobit bei einem bis zwei Bildern pro Sekunde – kommt dann Bewegung ins Bild, steigt die Datenrate auf etwa zwei Megabit, die Bildrate erhöht sich auf 20. So wird immer ein guter Kompromiss aus Bildqualität und Netzwerklast erreicht.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Low-Light: Das Bild wird weicher, die Farbwiedergabe bleibt aber gut und auch das Rauschen hält sich in Grenzen. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Im Gegenlicht: trotz der extremen Lichtverhältnisse ein recht ausgewogenes Bild, in dem alle wesentlichen Teile gut erkennbar sind. (Bild: PROTECTOR)

Schwieriges Licht

Im Low-light-Szenario wird der Bildeindruck generell etwas weicher, Schärfe und Detailauflösung sinken in normalem Umfang ab. Die gute Farbwiedergabe bleibt allerdings weitgehend erhalten, die einzelnen Töne sind gut zu unterscheiden.

Die Automatik produziert zwar einen leichten Farbstich in Richtung Magenta, dieser fällt aber nicht weiter störend auf. Die Dynamik sinkt ebenfalls etwas, so dass das Bild in den dunklen Partien nicht mehr voll durchgezeichnet wird. Das Rauschen bleibt auf einem erfreulich niedrigen Niveau, auch Kompressionsartefakte werden kaum sichtbar.

Im Gegenlicht-Test schlägt sich die P1346 ebenfalls gut. Das Regelverhalten der Kamera ist insgesamt in Ordnung, allerdings dauert es nach Zu- und Abschalten des Gegenlichts immer etwas, bis die Kamera nachgeregelt hat. Dann liefert sie unter diesen extremen Lichtverhältnissen ein recht ausgewogenes Bild, in dem alle wesentlichen Teile gut erkennbar sind.

Ausstattung
Sensor: 1/3 Zoll CMOS
Objektiv-Anschluss: CS-Mount
Auflösungen: u.a. 3 MP, 2 MP, 1080p, 720p, diverse SD
Codecs: H.264, M-JPEG
Streaming: Multi-Streaming
Onvif-Version: 1.0
Anschlüsse: 1 x RJ45, 2 x 3,5mm Klinke (Mic-In, Audio-Out), SDHC-Kartenslot
Leistungsaufnahme: max. 9,6 W
Listenpreis: 849,- Euro

Zwar ist wie auch im Low-light-Aufbau die Bildschärfe und Detailauflösung nicht auf dem höchsten Niveau, dafür nutzt die Kamera die Dynamik extrem gut aus. Weil das Überstrahlen um die Lichtquelle nur einen recht kleinen Bereich betrifft, bleibt das restliche Bild gut erkennbar.

Brickcom FB-130NP

Bild: Brickcom/EFB
Brickcom-Kamera FB-130NP. (Bild: Brickcom/EFB)

Das Modell FB-130NP von Brickcom ist eine Tag/Nacht-Kamera mit einem 1/3 Zoll Sony Exmor CMOS-Sensor, der eine Auflösung von maximal 1,3 Megapixeln liefert – kleinere Auflösungen sind in verschiedenen Seitenverhältnissen bis zu minimal 320 mal 240 Pixeln einstellbar. Die maximale Bildrate beträgt 25 Bilder pro Sekunde.

Die Kamera verfügt über einen schwenkbaren IR-Cut-Filter und eine Superior-Night-Vision-Funktion, die sie auch für den Einsatz bei wenig Licht prädestiniert. Die Mindestbeleuchtung wird mit 0,2 Lux bei F1.3 angegeben. Eine intelligente Bildautomatik, ein SD-Speicherkartensteckplatz und Zwei-Wege-Audio runden den Funktionsumfang ab.

Einrichtung

Bedienung und Konfiguration der Kamera gelingen ohne Schwierigkeiten, die Benutzerführung sowie der Aufbau der Menüs sind logisch und übersichtlich gestaltet. Dank Power-over-Ethernet entfällt eine separate Stromversorgung, was die Installation vereinfacht.

Die Gestaltung und Verarbeitung der Kamera wirken solide und gut durchdacht. Zahlreiche Anschlussmöglichkeiten erlauben einen flexiblen Einsatz. Onvif wird in den Versionen 1.0/1.01 voll unterstützt, lediglich ein Vorschaubild wird nicht angezeigt.

Bild: PROTECTOR

Bei Normalbeleuchtung: ein scharfes Bild, bei dem vor allem die gute und neutrale Reproduktion von Hauttönen angenehm auffällt. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Normallicht: Die Detailauflösung leidet an der einen oder anderen Stelle etwas unter Artefaktbildung, aber ansonsten ein sauberes und ausgewogenes Bild. (Bild: PROTECTOR)

Bildqualität

Unter normalen Lichtbedingungen liefert die Brickcom-Kamera bei unserem Test hinsichtlich der Helligkeiten ein ausgewogenes Bild, die hellsten Bildpartien überstrahlten zwar ein wenig, dafür wurden die Schattenpartien sehr gut durchgezeichnet.

Rein visuell bewertet, wirkt die Schärfe des Videobildes sehr hoch, anscheinend wird aber von Haus aus relativ stark elektronisch geschärft, so dass die Detailauflösung an der einen oder anderen Stelle etwas unter Artefaktbildung leidet und feinste Details tendenziell etwas unsauber wiedergegeben werden.

Sehr angenehm fällt dagegen die gute und neutrale Reproduktion von Hauttönen und Farbtafeln auf. Das Rauschen bleibt ebenfalls erfreulich niedrig.

Der Encoder arbeitet bei H.264 sehr effizient und erzeugte bei ruhender Vorlage standardmäßig eine ungefähre Datenrate von 1,9 Megabit. Leichte Kompressionsartefakte werden bei diesen Werten aber bereits sichtbar.

Begrenzt man die Datenrate im 720p-Modus auf vier Megabit bei 25 Bildern pro Sekunde wird dieser Wert zuverlässig eingehalten – kommt starke Bewegung ins Bild, bleiben sowohl Daten- wie auch Bildrate konstant.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Low-light: Das Rauschen steigt deutlich an, aber Schärfe und Farben bleiben auf gutem Niveau. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Im Gegenlicht: deutliches Überstrahlen und ein leicht magentafarbener Saum um die Lichtquelle, aber nach wie vor hohe Schärfe und brauchbare Farben. (Bild: PROTECTOR)

Schwieriges Licht

Das Low-light-Szenario verlangt der FB-130NP einiges ab: Sie reagiert mit deutlich stärkerem Rauschen und (in der Automatik-Einstellung) zudem mit einem leicht rötlichen Farbstich. Ein manueller Weißabgleich auf 3.000 Kelvin beseitigte diesen aber weitgehend.

Die Dynamik ist insgesamt in Ordnung, lediglich die dunklen Bildpartien können nicht mehr voll differenziert erfasst werden. Ein weiterer unangenehmer Nebeneffekt des starken Bildrauschens schlägt sich in der Bitrate nieder: Begrenzt man diese nicht, klettert sie schnell auf über zehn Megabit. Was die Farbtreue angeht, kann die Brickcom punkten und überzeugt mit einer guten Reproduktion des Testcharts.

Den Gegenlichtaufbau meistert die Kamera souverän. Dank eines extrem schnellen Regelverhalten beim Ein- und Ausschalten der Lichtquelle erhält man als Betrachter stets ein brauchbares Bild ohne Helligkeitssprünge oder Pumpen. Dennoch zeigt sich ein deutliches Überstrahlen und ein leicht magentafarbener Saum um die Lichtquelle.

Ausstattung
Sensor: 1/3 Zoll CMOS
Objektiv-Anschluss: CS-Mount
Auflösungen: 1,3 MP, 720p, diverse SD
Codecs: H.264, MPEG-4, M-JPEG
Streaming: Multi-Streaming
Onvif-Version: 1.0/1.01
Anschlüsse:1 x RJ45, 2 x 3,5 mm Klinke (Mic-In, Audio-Out), SDHC-Kartenslot, General I/O, RS485, 12V DC, 24V AC
Leistungsaufnahme: max. 10 W
Listenpreis: 578,- Euro

Die Dynamik wird so weit wie möglich ausgereizt, so dass trotz des Gegenlichts sowohl dunkle wie auch helle Bereiche im Bild gut wiedergegeben werden. Wie bereits in der Low-light-Situation zeigt sich aber teilweise auch hier ein akzentuiertes grobes Rauschen in den Schattenbereichen, in dem die Details etwas untergehen. Die guten Farben und die noch recht hohe Bildschärfe bleiben davon aber erfreulicherweise weitgehend unberührt.

Grundig GCI-H0503B

Bild: Grundig
Grundig-Kamera GCI-H0503B. (Bild: Grundig)

Das Modell GCI-H0503B von Grundig ist eine Tag/Nacht-Kamera mit hochauflösendem 1/3 Zoll CCD-Sensor und schwenkbarem Infrarot-Filter. Sie liefert 1,3 Megapixel oder 720p HD-Auflösung in H.264, MPEG-4 oder M-JPEG mit maximal 25 Bildern pro Sekunde.

Die Lichtempfindlichkeit wird mit 0,03 Lux in Farbe sowie 0,001 Lux in Schwarzweiß bei F 1.2 angegeben. Die Kamera hat eine 3D-Rauschreduktion integriert, die für geringeren Speicherbedarf sorgt, und besitzt zudem eine SD/SDHC-Speicherkartenschnittstelle für Dauer- und Zeitplanaufzeichnung. Bidirektionale Audioübertragung, BNC-Videoausgang und PoE-Spannungsversorgung sind ebenfalls vorhanden.

Einrichtung

Die Installation und Einrichtung der Grundig-Kamera verläuft ohne Probleme, dank Power over Ethernet entsteht kaum Installationsaufwand. Alle wichtigen Funktionen und Einstellmöglichkeiten finden sich im gut gegliederten Kameramenü schnell, Anpassungen lassen sich mühelos vornehmen.

Auch äußerlich ist die Kamera gelungen, die Verarbeitung des Gehäuses wirkt robust und langlebig. Das getestete Modell bot Onvif-Kompatibilität zur Version 1.0. Inzwischen gibt es laut Hersteller ein Update auf die Version 1.02.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Normallicht: Details und Farbtafeln werden gut erfasst und naturgetreu reproduziert. (Bild: PROTECTOR)

Bildqualität

Was Schärfe und Detailauflösung angeht, liefert die GCI-H0503B unter normalen Lichtverhältnissen gute Werte: Die Bildschärfe wirkt angenehm und kommt ohne übertriebene digitale Nachschärfung aus. Auch feine Details und kleinste Schriften werden dank der hohen Auflösung gut wiedergegeben.

Die Darstellung von Farbtafeln sowie Haut- und Pastelltönen ist weitgehend neutral, allerdings werden manche Töne doch sehr kräftig wiedergegeben. Dennoch bleiben alle Farben gut differenzierbar.

Der Dynamikumfang der Kamera wird von der Automatik ebenfalls recht gut ausgenutzt, nur die hellsten Bildbereiche sind minimal überstrahlt. Die Schatten werden hingegen sehr gut durchgezeichnet, allerdings rauschen diese Bildbereiche etwas stärker. Ansonsten lassen sich nur wenig Rauschen und kaum Kompressionsartefakte erkennen.

Der Encoder der Kamera liefert sehr unterschiedliche Ergebnisse, je nachdem ob man eine konstante oder eine variable Bitrate einstellt. Wählt man etwa vier Megabit als Preset, wird dieser Wert zuverlässig erreicht und auch gehalten, auch wenn Bewegung ins Bild kommt. Die Bildrate bleibt dabei ebenfalls bei etwa 25 Bildern pro Sekunde.

Bei variabler Bitraten-Einstellung ergeben sich generell recht niedrige Werte, außerdem sinkt die Bildwiederholrate, sobald Bewegung ins Bild kommt. Hier scheint die Kamera den Spielraum in Sachen Bandbreite nicht optimal auszunutzen, was je nach Stärke der Bewegung etwas zu Lasten der Bildqualität gehen kann.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Low-Light: Etwas flauer Bildcharakter, aber gute Ausnutzung der Dynamik. Auch die gute Farbwiedergabe bleibt weitgehend erhalten. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Im Gegenlicht: Trotz direktem Gegenlicht nur wenig Überstrahlen, teilweise aber deutliches Rauschen in den Schatten. (Bild: PROTECTOR)

Schwieriges Licht

Der Bildeindruck beim Low-Light-Test ist insgesamt in Ordnung und der automatische Weißabgleich arbeitet zuverlässig. Es zeigen sich zwar etwas flaue, aber durchaus neutrale und gut differenzierbare Farben.

Wie erwartet ist das Bild etwas matschiger und stärker verrauscht als bei Normallicht, die Dynamik wird aber gut ausgenutzt, so dass ein brauchbares Bild entsteht.

Beim Gegenlicht-Aufbau schlägt sich das Grundig-Modell ordentlich. Das Überstrahlen um den Gegenlichtscheinwerfer hält sich in Grenzen, so dass in allen Bereichen noch Details erkennbar bleiben. Zwar ist auch hier der Bildcharakter insgesamt etwas flau, dennoch werden beispielsweise die Farbtafeln gut erfasst.

Ausstattung
Sensor: 1/3 Zoll CCD
Objektiv-Anschluss: C/CS-Mount
Auflösungen: 1,3 MP, 720p
Codecs: H.264, MPEG-4, M-JPEG
Streaming: Dual-Streaming
Onvif-Version: 1.0 (1.02)
Anschlüsse:1 x RJ45, 1 x BNC-Video, 2 x 3,5mm Klinke (Audio-In, Audio-Out), Micro-SD-Kartenslot, Alarmein- und Ausgang
Leistungsaufnahme: max. 6 W
Listenpreis: 759,- Euro

Was die Dynamik angeht, so sind vor allem die Bereiche größerer und mittlerer Helligkeit gut wiedergegeben, die Schatten hingegen sind geprägt von einem recht groben Rauschen. Vorbildlich ist das Regelverhalten bei Zu- und Abschalten der Lichtquelle. Die Kamera reagiert flott und liefert stets ein brauchbares Bild, auch wenn dabei nicht die gleichen Pegel im Bildsignal erreicht werden.

Bosch NBN-921-P

Bild: Bosch
Bosch-Kamera NBN-921-P. (Bild: Bosch)

Die NBN-921-P von Bosch ist eine hochauflösende 1/3-Zoll-Tag/Nacht-Kamera mit CCD-basierten HD-Sensor und Progressive Scan. Sie liefert Auflösungen von 720p, 480p und 240p, wahlweise in den Formaten H.264 und M-JPEG. Multi-Streaming mit bis zu vier unterschiedlichen Videoströmen ist ebenfalls möglich.

Die Kamera eignet sich problemlos für die Überwachung rund um die Uhr: Dafür besitzt sie einen elektromechanischen Schwenkfilter, eine dynamische Rauschunterdrückung und eine Empfindlichkeit von 0,1 Lux in Farbe sowie 0,04 Lux in Schwarzweiß bei F 1.4, 30 IRE und eingeschaltetem Senseup. Funktionen wie Vollduplex-Audio, Multicasting, Internet-Streaming und iSCSI-Aufzeichnung werden unterstützt.

Einrichtung

Installation und Einrichtung der Kamera gelingen mühelos, eine separate Stromversorgung ist dank integriertem PoE nicht erforderlich. Das mehrsprachige und gut gestaltete Menü ist leicht zu bedienen, alle wichtigen Funktionen finden sich auf Anhieb und lassen sich problemlos anpassen.

An der Verarbeitung gibt es ebenfalls nichts zu mäkeln, das robuste Metallgehäuse macht einen wertigen und langlebigen Eindruck. Onvif wird in der Version 1.02 vollständig unterstützt.

Bild: PROTECTOR

Bei Normalbeleuchtung: ein Bild mit hoher Schärfe und feiner Detailauflösung, auch Farben werden sehr schön differenziert. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Normallicht: Farbwiedergabe ist sichtlich eine Stärke der Kamera, auch die hohe Auflösung macht sich positiv bemerkbar. (Bild: PROTECTOR)

Bildqualität

Sehr hohe Schärfe und ein feines Auflösungsvermögen fallen beim Bildeindruck unter Normallicht als erstes auf – allerdings scheint die Kamera hier von Haus aus relativ stark elektronisch nachzuschärfen, so dass vor allem die kleineren Schriften auf dem Testchart etwas unter Artefaktbildung leiden.

Die Darstellung von Farben ist eine Stärke des Bosch-Modells, das Bild zeichnet sich durch eine kräftige und neutrale Farbwiedergabe aus, auch Haut- und Pastelltöne kommen sehr schön zur Geltung. Der Dynamikumfang wird von der Automatik sehr gut eingefangen, die hellsten Partien überstrahlen zwar minimal, dafür werden aber die Schatten sehr gut durchgezeichnet. Ein leichtes Bildrauschen in den dunklen Bereichen ist zwar wahrnehmbar, stört aber den Gesamteindruck nicht.

Im H.264-Modus zeigt der Encoder ein recht ausgeglichenes Verhalten. Gibt man bei 720p-Auflösung eine variable Ziel-Bitrate von vier Megabit vor und beschränkt die maximale Rate auf zehn Megabit, so werden bei Standbild etwa sechs Megabit bei 17 bis 18 Bildern pro Sekunde erreicht. Mit zunehmender Bewegung steigt die Bitrate auf bis zu acht Megabit an, die Bildrate sinkt dabei leicht auf 15 bis 16.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Low-Light: Ein angenehmes Bild, zwar mit leichtem Farbstich, dafür aber mit moderatem Rauschen und guter Schärfe. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Im Gegenlicht: Dank minimalem Überstrahlen um die Lichtquelle bleibt das Bild in allen Teilen sehr gut erkennbar, die Dynamik wird extrem gut ausgenutzt. (Bild: PROTECTOR)

Schwieriges Licht

Das Low-Light-Szenario kann die Bosch-Kamera nicht an ihre Belastungsgrenze bringen. Der Bildeindruck bleibt nach wie vor gut. Erwartungsgemäß wirkt das Bild etwas flauer, dafür bleibt das Auflösungsvermögen weitgehend erhalten und auch die Dynamik wird nach wie vor sehr gut ausgenutzt, so dass alle Bildpartien ausreichend Zeichnung besitzen.

Die Farben verlieren etwas an Sättigung und ein leichter Rotstich ist sichtbar, dies stört aber die ansonsten gute Differenzierbarkeit der Farbtöne nicht. Das Rauschen bleibt ebenso auf einem erfreulich niedrigen Niveau.

Ausstattung
Sensor: 1/3 Zoll CCD
Objektiv-Anschluss: C/CS-Mount
Auflösungen: 720p, diverse SD
Codecs: H.264, M-JPEG
Streaming: Multi-Streaming
Onvif-Version: 1.02
Anschlüsse: 1 x RJ45, 1 x RS232/422/485, 2 x Mini-Klinke (Audio-In und -Out), Alarmein- und -ausgänge, MicroSD-Kartensteckplatz, Stromversorgung
Leistungsaufnahme: max. 9,6 W
Listenpreis: 900,- Euro

Auch den Gegenlicht-Test meistert die NBN-921-P ohne Probleme: Der Bildeindruck bleibt insgesamt gut, das Überstrahlen um die Lichtquelle ist deutlich begrenzt, so dass die anderen Bildpartien nicht leiden. Generell reizt die Kamera die Dynamik extrem gut aus, so dass trotz Gegenlicht sowohl helle wie auch dunkle Partien erhalten bleiben.

Lediglich die Farben geraten etwas zu kräftig und nicht so neutral wie in den anderen Szenarien. Das Rauschen hält sich ebenfalls stark in Grenzen. Die Reaktion beim Einschalten der Lichtquelle verläuft relativ gleichmäßig, das Bild wird zwar nicht so zügig, dafür aber recht präzise nachgeregelt. Beim Abschalten der Lichtquelle reagiert die Kamera noch etwas flotter.

Basler BIP2-1920c

Bild: Basler
Basler-Kamera BIP2-1920c. (Bild: Basler)

Die Basler IP-Kamera BIP2-1920c liefert dank ihres hochauflösenden 1/3 Zoll CMOS-Sensors Videos in Full-HD-Qualität im Format H.264. Daneben können mehrere – auch kleinere – Videoströme in den Formaten M-JPEG oder MPEG-4 mit bis zu 30 Bildern pro Sekunde simultan abgegriffen werden.

Die Mindestlichtempfindlichkeit wird im Farbmodus mit 0,65 Lux bei F1.2 angegeben. Dank einer Vielzahl integrierter Funktionen, wie etwa Auto-Gain, Gegenlichtkompensation, Weißabgleich, Anti-Flicker, elektronisches PTZ, Privatzonenmaskierung und Bewegungserkennung, ist die Kamera für eine Vielzahl von Anwendungen gerüstet.

Einrichtung

Wegen der Stromversorgung mittels Power over Ethernet geht die Inbetriebnahme der Kamera schnell und unkompliziert von statten. Auch die Gestaltung und Gliederung des Menüs sind weitgehend selbsterklärend, so dass man recht zügig alle benötigten Einstellungen vornehmen kann. Das Kameragehäuse ist ebenfalls gut gestaltet, die Verarbeitung macht einen hochwertigen Eindruck. Eine Onvif-Implementierung findet sich nicht.

Bild: PROTECTOR

Bei Normalbeleuchtung: ein Bild mit hoher Schärfe, sauber differenzierten, kräftigen Farben und einer guten Hauttonwiedergabe. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Normallicht: Feine Details und kleinste Schriften werden gut erfasst und reproduziert. Auch die Darstellung der Farbtafeln gelingt. (Bild: PROTECTOR)

Bildqualität

Der gute Bildeindruck bei normalen Lichtbedingungen ist geprägt von sauber differenzierten, kräftigen Farben und einer an sich schönen Hauttonwiedergabe. Allerdings wirken die hellen Partien und damit auch die Fotos im Motivaufbau etwas „ausgefressen“, da das Bild von der Automatik tendenziell zu hell eingepegelt wird.

Im Gegenzug werden dafür die Schatten optimal durchgezeichnet. Schärfe und Auflösung sind hoch, feinste Details in Motivaufbau und Testcharts werden sauber erfasst. Bildrauschen oder Kompressionsartefakte sind kaum wahrnehmbar.

Sehr effizient zeigte sich der Encoder des Basler-Modells, er arbeitet zuverlässig und reagiert gut auf Bewegung im Bild. Bildraten und Datenmenge passen sich dem Bildinhalt an. Im 720p-Modus ergeben sich bei stehendem Bild und voreingestellter mittlerer Qualität Bitraten von angenehmen 800 Kilobit bei 20 bis 22 Bildern pro Sekunde.

Mit zunehmender Bewegung im Bild, steigt die Datenrate auf etwa 1,7 Megabit und die Bildrate auf 25. Das schont gleichzeitig das Netzwerk und bietet stets eine dem Inhalt angepasste Bildqualität. Um zusätzlich Bandbreite einzusparen, kann man bei dieser IP-Kamera auch das H.264 High Profile verwenden.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Low-Light: leicht sinkende Dynamik und etwas mehr Rauschen, die Farben bleiben kräftig. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Im Gegenlicht: Trotz extremer Lichtverhältnisse nur moderates Überstrahlen und gute Zeichnung in den hellen und mittleren Bildpartien, leicht unsaubere Farben. (Bild: PROTECTOR)

Schwieriges Licht

Die Low-Light-Prüfung absolvierte die BIP2-1920c außerordentlich gut. Zwar wird die Dynamik generell etwas flacher, dennoch bleibt genügend Zeichnung in allen Bildbereichen erhalten. Der Weißabgleich arbeitet tadellos und sorgt damit für vergleichsweise kräftige Farben, die gut differenziert werden können.

Das Bildrauschen ist naturgemäß stärker ausgeprägt als bei Normallicht und schlägt sich auch in einer deutlich steigenden Bitrate nieder, es fällt aber rein visuell nicht weiter störend auf. Schärfe und Auflösungsvermögen bleiben ebenfalls auf erfreulich hohem Niveau.

Ausstattung
Sensor: 1/3 Zoll CMOS
Objektiv-Anschluss: CS-Mount, DC-Blendensteuerung
Auflösungen: 1080p, 1,3 MP, 720p, diverse SD
Codecs: H.264, MPEG-4, M-JPEG
Streaming: simultanes Multi-Streaming
Onvif-Version: nicht implementiert
Anschlüsse: 1 x RJ45, 8-Pin-Anschluss für Gleichstromversorgung, digitales I/O und RS485
Leistungsaufnahme: max. 5 W
Listenpreis: 600,- Euro, mit Tag/Nacht-Funktionalität 680,- Euro

Auch bei direktem Gegenlicht schlägt sich die Kamera gut und liefert trotz der schwierigen Lichtbedingungen ein ordentliches Bild: Um die Lichtquelle zeigt sich nur moderates Überstrahlen, so dass die hellen und mittleren Bildpartien gut erkennbar bleiben. In den dunklen Bildbereichen fehlt allerdings etwas Zeichnung und auch die Farbtafeln wirken nun leicht unsauber, Hauttöne werden hingegen gut reproduziert. Das Regelverhalten der Kamera ist bei Zu- und Abschalten des Gegenlichts sehr flott und die Pegelanpassung erfolgt angenehm gleichmäßig.

Grundig GCI-K0503B

Bild: Grundig
Grundig-Kamera GCI-K0503B. (Bild: Grundig)

Das Modell GCI-K0503B aus dem Hause Grundig ist eine Tag/Nacht-Kamera mit einem 1/2,7 Zoll CMOS-Sensor und einer Auflösung von zwei Megapixeln – respektive Full HD mit 1080p. Sie liefert Videos als Dual-Stream in den Formaten H.264 und M-JPEG mit bis zu 25 Bildern pro Sekunde und verfügt über eine Farb-Schwarz/Weiß-Umschaltung per Schwenkfilter. Die minimale Lichtempfindlichkeit beträgt laut Hersteller 0,2 Lux bei Farbe und 0,02 Lux in Schwarz/Weiß, jeweils bei F1.2. Zum Funktionsumfang gehören auch eine SDHC-Speicherkartenschnittstelle für interne Aufzeichnungen, BNC-Video sowie bidirektionale Audioübertragung.

Einrichtung

Die Kamera unterstützt Power over Ethernet als Stromversorgung, so dass sich der Aufwand zur Inbetriebnahme sehr in Grenzen hält. Die Einrichtung der Grundig-Kamera verläuft problemlos – im übersichtlich gestalteten Menü finden sich die benötigten Einstellmöglichkeiten zügig und lassen sich intuitiv anpassen. Die Verarbeitung des Gehäuses der GCI-K0503B wirkt solide und macht einen rundum guten Eindruck. Onvif wird laut Hersteller in der Version 1.02 unterstützt, während unseres Tests war es noch Version 1.0.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Normallicht: Die hohe Auflösung kommt feinen Details zugute, die Farbtafeln werden sehr naturgetreu reproduziert. (Bild: PROTECTOR)

Bildqualität

Bei Normalbeleuchtung ist das Bild der Grundig GCI-K0503B insgesamt recht ansprechend, Auflösungsvermögen und Schärfeleistung sind gut. Das Bild wirkt nicht übertrieben nachgeschärft, sondern hat einen eher natürlich Charakter. Das trifft auch für die Reproduktion von Farben zu: Die Wiedergabe von Farbtafeln, Haut- und Pastelltönen gelingt auf naturgetreue und sauber differenzierte Weise, vor allem Hauttöne werden sehr schön erfasst. Beim Aufbau mit Motivtisch zeigt sich, dass die Automatik, dass Bild tendenziell etwas zu hell einpegelt – die Lichter überstrahlen deshalb leicht, wohingegen die Schatten gut durchgezeichnet werden. Das Rauschen ist nur relativ schwach ausgeprägt und beschränkt sich in der Regel auf die dunklen Bildbereiche, einige wenige Artefakte werden sichtbar.

Gibt man dem Encoder der Kamera eine Zielbandbreite vor, etwa vier Megabit als Preset, wird dieser Wert eingeregelt und auch (mit ganz leichten Schwankungen) beibehalten, selbst wenn die Bewegung im Bild stark zunimmt. Trotz variabler Bitraten-Einstellung ändert sich an der Datenrate kaum etwas, so dass je nach Stärke der Bewegung im Bild die flüssige Bilddarstellung etwas leiden kann. Die Bildwiederholrate bleibt konstant bei etwa 25 Bildern pro Sekunde – unabhängig vom Bildinhalt.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Low-Light: Recht stark verrauscht, dafür aber mit kräftiger Farbwiedergabe. Die Ausnutzung der Dynamik ist in Ordnung. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Im Gegenlicht: Etwas weicher Bildeindruck, aber mit guter Dynamik und wenig Rauschen. Auch das Überstrahlen hält sich stark in Grenzen. (Bild: PROTECTOR)

Schwieriges Licht

Im Low-Light-Test liefert die Grundig ein brauchbares, aber stärker verrauschtes Bild, das zudem insgesamt etwas flau wirkt. Feine Details leiden unter dem Rauschen und den gestiegenen Artefakten. Generell ist das Bild auch etwas zu dunkel geraten, so dass in den Schatten Zeichnung fehlt. Die Partien mittlerer und hoher Helligkeit werden dafür gut erfasst. Überraschend kräftig werden die Farben wiedergegeben. Der Weißabgleich arbeitet zuverlässig, so dass sich alle Farbtafeln sehr gut erkennen und unterscheiden lassen.

Ausstattung
Sensor: 1/2,7 Zoll CMOS
Objektiv-Anschluss: C/CS-Mount
Auflösungen: 1080p, 720p
Codecs: H.264, M-JPEG
Streaming: Dual-Streaming
Onvif-Version: 1.0
Anschlüsse: 1 x RJ45, 1 x BNC-Video, 2 x 3,5 mm Klinke (Audio-In, Audio-Out), Micro-SD-Kartenslot, Alarmein- und Ausgang
Leistungsaufnahme: 4,5 W
Empf. VK-Preis: 599,- Euro

Das Gegenlicht-Szenario liegt der GCI-K0503B wieder mehr, das Rauschen hält sich in Grenzen und ist allenfalls in dunklen Partien wahrnehmbar. Erfreulich gering ist auch das Überstrahlen um die Lichtquelle. Das übrige Bild bleibt davon so gut wie unberührt. Zwar hat es durch das direkte Gegenlicht einen generell etwas weicheren Charakter, doch dies fällt kaum störend auf. Der Dynamikumfang wird gut ausgenutzt, die Zeichnung in den Schatten ist in Ordnung und die Lichter werden ohne Ausfressen abgebildet. Die Farbdarstellung gelingt abgesehen von einem minimalen Gelbstich gut und soweit natürlich. Beim An- und Abschalten der Lichtquelle reagiert die Grundig sehr schnell und regelt nach, auch wenn dabei nicht die gleichen Helligkeitswerte erreicht werden, hat man als Betrachter doch zu jeder Zeit ein ordentliches Bild.

Basler BIP2-1300c-dn

Bild: Basler
Basler-Kamera BIP2-1300c (Bild: Basler)

Dank ihres hochauflösenden 1/3 Zoll CCD-Sensors liefert die BIP2-1300c-dn von Basler HD-Video in den Formaten M-JPEG, MPEG-4 und H.264. Neben 720p HD-Video kann sie wahlweise auch 1,3-Megapixel-Videoströme mit einer Bildrate von bis zu 30 Bildern pro Sekunde erzeugen. Dabei sind Multi-Streaming mit bis zu vier Video-Streams in beliebiger Formatkombination möglich. Die Tag/Nacht-Funktion mit automatischem IR-Sperrfilter sorgt für optimale Bilder bei Tageslicht sowie auch bei Nacht oder schwacher Beleuchtung. Die Mindestbeleuchtung wird bei F1.2 mit 0,34 Lux in Farbe und mit 0,09 Lux im Schwarzweißmodus mit IR-Zuschaltung angegeben. Ergänzt wird der Funktionsumfang unter anderem durch Auto-Weißabgleich, Gegenlichtkompensation, Anti-Flicker, elektronisches PTZ, Privatzonenmaskierung und Bewegungserkennung.

Einrichtung

Die Kamera unterstützt Power over Ethernet, so dass für die Stromversorgung keine extra Verkabelung benötigt wird. Dementsprechend schnell und einfach verläuft die Inbetriebnahme des Modells. Das selbsterklärende und gut gestaltete Menü sorgt für eine flotte und unkomplizierte Einstellung aller benötigten Funktionen. Das Gehäuse ist gut verarbeitet, es scheint solide und langlebig. Der Onvif-Standard wurde noch nicht implementiert, soll aber per Firmware-Update Anfang 2012 verfügbar sein.

Bild: PROTECTOR

Bei Normalbeleuchtung: Ein Bild mit hoher Schärfe und Auflösung. Die Farben zeigen sich kräftig und gut differenziert, die hellen Bildpartien fressen aber deutlich aus. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Normallicht: Wegen der hohen, aber nicht übertriebenen, Schärfe können feine Details und kleine Schriften gut reproduziert werden. Die Farbtafeln sind sehr sauber wiedergegeben. (Bild: PROTECTOR)

Bildqualität

Bei Normalbeleuchtung liefert die Basler-Kamera ein angenehmes Bild mit hoher Auflösung. Die Wiedergabe von Details und kleinen Schriften gelingt dank der natürlichen und nicht übertriebenen Schärfe ebenfalls gut. Beim Motivaufbau regelt die Automatik das Bild allerdings etwas zu hell ein, so dass die helleren Bildpartien „ausfressen“ – die Schatten werden in der Folge ebenfalls aufgehellt und die Dynamik nicht optimal ausgenutzt. Die Hauttöne geraten wegen des zu hellen Bildes auch etwas zu grell. Durch manuelle Bildanpassung kann man dem entgegenwirken. Hinsichtlich Farbtreue und der Darstellung von Farbtafeln überzeugt die Basler-Kamera mit natürlichen, kräftigen und gut zu differenzierenden Farben. Rauschen und Artefakte finden sich erfreulicherweise kaum.

Der Encoder der BIP2-1300c-dn verrichtet zuverlässig seinen Dienst, er reagiert dynamisch auf den Bildinhalt und passt sich Bewegung im Bild entsprechend an. Im 720p-Modus wird bei ruhendem Bild und voreingestellter mittlerer Qualität eine Datenrate von etwa 2,2 Megabit bei 25 Bildern pro Sekunde erzielt. Kommt schließlich starke Bewegung ins Bild, steigt die Datenrate auf etwa fünf bis 5,5 Megabit, die Bildrate bleibt konstant bei 25. So wird je nach Motiv eine gute Reduktion der Netzwerklast bei hoher Bildqualität erreicht.

Bild: PROTECTOR

Testchart bei Low-Light: Leicht gesunkene Dynamik, aber insgesamt ein erstaunlich gutes Bild. Die Farben bleiben kräftig und die Zeichnung ist in allen Bereichen gut. (Bild: PROTECTOR)

Bild: PROTECTOR

Im Gegenlicht: Nur wenig Überstrahlen um den Scheinwerfer und gute Zeichnung in den hellen und mittleren Bereichen, aber etwas mehr Rauschen in den Schatten. (Bild: PROTECTOR)

Schwieriges Licht

Der Bildeindruck, den die Basler-Kamera bei Low-Light hinterlässt, ist ausgesprochen positiv. Naturgemäß flacht sich die Dynamik zwar etwas ab, aber es bleibt dennoch ausreichend Zeichnung in allen Bildbereichen. Die Automatik pegelt sich gut ein und sorgt dafür, dass Lichter und Schatten gleichermaßen gut erfasst werden. Trotz der schwachen Beleuchtung wirkt das Bild relativ klar und besitzt dank wenig Rauschen auch genügend Schärfe und Auflösung. Die Farbdarstellung zeigt zwar minimale Schwächen bei den Rottönen, ist insgesamt aber sehr sauber, so dass alle Tafeln gut differenzierbar bleiben.

Ausstattung
Sensor: 1/3 Zoll CCD
Objektiv-Anschluss: CS-Mount, DC-Blendensteuerung
Auflösungen: 1,3 MP, 720p, diverse SD
Codecs: H.264, MPEG-4, M-JPEG
Streaming: simultanes Multi-Streaming
Onvif-Version: noch nicht implementiert
Anschlüsse: 1 x RJ45, 8-Pin-Anschluss für Gleichstromversorgung, digitales I/O und RS485
Leistungsaufnahme: max. 3,5 W
Empf. VK-Preis: 800,- Euro

In der Gegenlichtprüfung überzeugt die BIP2-1300c-dn ebenfalls mit einer guten Leistung. Die dunklen Bildpartien rauschen nun zwar etwas stärker und sind nicht mehr völlig durchgezeichnet, dafür werden allerdings die helleren Bildteile sehr gut wiedergegeben. Hierzu trägt auch bei, dass das Überstrahlen um die Lichtquelle nur moderat ausfällt und alle restlichen Bereiche davon kaum betroffen sind. Die Farbwiedergabe ist noch relativ kräftig, Hauttöne und Farbtafeln werden gut erfasst. Beim An- und Ausschalten reagiert die Kamera zügig und die Automatik regelt das Bild gleichmäßig nach.

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Videokompressionsstandard H.264 SVC

Fachartikel aus PROTECTOR 5/2010, S. 24

Multitalent Codec

Mit dem Kompressionsstandard H.264-SVC steht ein Werkzeug zur Verfügung, dass insbesondere in komplexen Anwendungen das Videostreaming effizienter macht.

Bild: UTC Fire & Security
Multi-Streaming mit mehreren Encodern und einem H.264-SVC Encoder. (Bild: UTC Fire & Security)

Besonders in komplexen IP-basierten Videoüberwachungssystemen, wie sie auf Flughäfen, in Gefängnissen oder Casinos, bei Verkehrsüberwachungen oder auch in Industrieanlagen anzutreffen sind, werden für verschiedene Aufgaben Videodatenströme in unterschiedlichen Bildgrößen, – raten und -qualitäten benötigt. So wird zum Beispiel in den meisten Anwendungen die Bildaufzeichnung mit einer höheren Bildqualität, aber mit einer geringen Bildrate erfolgen als sie etwa in Kontrollräumen zur Live-Bildbeurteilung erforderlich sind. Vielfach erfolgen auch Zugriffe auf die Bilddaten über Schmalband-Verbindungen, wie DSL und Mobilfunk, oder nicht ausreichend verfügbaren Bandbreitenkapazitäten, die den Datendurchsatz auf bestimmten Verbindungen stark einschränken.

Anfällig gegenüber Schwankungen

Zur hocheffizienten Bilddatenreduktion hat sich in diesen Anwendungen der Videobildkompressionsstandard H.264 (MPEG-4/Part 10, ISO/IEC 14496-10) schon seit einiger Zeit durchgesetzt, bietet er doch typischerweise eine dreimal so hohe Codiereffizienz wie MPEG-2 und ist auch für hoch aufgelöste Bilddaten, wie zum Beispiel bei HDTV, ausgelegt. Bereits im Jahre 2003 von ITU und ISO/IEC JTC1 verabschiedet, bietet er jedoch nur eine sehr eingeschränkte Skalierbarkeit, so dass vielfach in Multi-Streaming-Anwendungen, wie sie zuvor beschrieben wurden, für Bilddatenströme einer Bildquelle (zum Beispiel Kamera) mit unterschiedlichen Eigenschaften jeweils ein eigener Encoder pro Stream zum Einsatz kommt. Des Weiteren ist ein H.264 Videostream recht störanfällig gegenüber Schwankungen in der erforderlichen Übertragungsbandbreite, so dass ein Unterschreitungswert größer fünf Prozent bereits deutlich sichtbare Bildstörungen verursachen kann und ab einer Unterschreitung von 20 Prozent der Videostream unterbrochen wird.

Geringe Latenz

Im Juli 2007 wurde daher von der JVT (Joint Video Team der ITU-T und ISO/IEC JTC1) eine offizielle Erweiterung (Annex G – SVC) für den H.264 Codec (MPEG-4/Part 10, ISO/IEC 14496-10) verabschiedet, die die gleichzeitige Generierung von unterschiedlichen Bildraten, Frequenzen und Qualitäten innerhalb eines einzigen Videostreams ermöglicht und dabei über eine sehr geringe Latenz von typisch < 150 bis 200 Millisekunden (End-to-end-delay) verfügt.

Als Weiterentwicklung baut SVC (Scalable Video Coding) auf H.264 (MPEG-4/Part 10, ISO/IEC 14496-10) auf und übernimmt einen Großteil der Komponenten wie bewegungskompensierte Prädiktion, Intra-Prädiktion, Transformation, Entropie-Codierung, Multiple Reference Pictures, Deblocking-Filter und Paketierung in NAL (Network Abstraction Layer). Eine wesentliche Änderung ist aber, dass es sich bei SVC um eine Weiterentwicklung zu einem so genannten „Layered Video Codec“ handelt. Das heißt, der Videostream besteht nun aus mehreren Layern, dem Base-Layer und den Enhancement-Layern. Der Base-Layer beinhaltet dabei die Informationen eines kompletten Videostreams und ist der Teil, der mit H.264 (MPEG-4/Part 10, ISO/IEC 14496-10) kompatibel ist. Die Enhancement-Layer beinhalten dagegen nur Differenzinformationen, die, basierend auf dem Base-Layer, zur Generierung von Video-Substreams mit höherer Bildauflösung, Bildrate und Bildqualität erforderlich sind (dreidimensionale Skalierbarkeit).

Encoder-Leistung entscheidet

In einer Videoüberwachungsanwendung würde der Base-Layer typischerweise den in dem System niedrigsten Anforderungen in Bezug auf Bildfrequenz, -größe und -qualität entsprechen, zum Beispiel fünf Bilder pro Sekunde, CIF Bildauflösung (352 mal 288 Pixel), geringe Bildqualität (hohe Kompression). Für jede weitere höhere Bildfrequenz, -größe und –qualität werden dann entsprechende Enhancement-Layer benötigt. Die Anzahl der Enhancement-Layer und somit die Anzahl der Video-Substreams mit unterschiedlichen Bildeigenschaften ist maßgeblich von der Encoder-Leistung abhängig. So kann das Visiowave Videoüberwachungssystem der Firma UTC Fire & Security (ehemals GE Security) mit einem Encoder einen H.264-SVC Videostream mit zwölf unterschiedlichen Substreams generieren.

Verbesserte Wirtschaftlichkeit

Heute hauptsächlich im Bereich Videoconferencing und im oberen Marktsegment für Videoüberwachung (wie Flughäfen, Casinos oder Tunnelüberwachung) zu finden, wird H.264-SVC sicherlich auch Einzug ins mittlere Marksegment finden. Die Vorteile liegen klar auf der Hand, neben der von H.264-AVC bekannten Bildqualität bietet H.264-SVC durch seine Skalierbarkeit eine wesentlich geringere Bandbreitenbelastung und geringere Kosten in Multi-Streaming-Anwendungen. Des Weiteren eine geringere Latenz und ist wesentlich unempfindlicher gegen Bandbreitenschwankungen als H.264-AVC oder andere Codecs der MPEG-4-Familie. Eigenschaften, die aufgrund von Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit für sich selbst sprechen.

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IP-Kameras mit integrierter Videoanalyse

Fachartikel aus PROTECTOR 5/2010, S. 22

Filter und Forensik

Bosch Sicherheitssysteme hat die Software für die Videobildanalyse in IP-Kameras und Encodern optimiert und geht in der Entwicklung der integrierten Lösung mit der neuen Intelligenten Videobildanalyse (IVA) konsequent weiter.</p

Bild: Bosch Sicherheitssysteme
Neue Filter, Analyse auch gespeicherter Bilder und einfachere Konfiguration: eingebettete Videoanalyse in IP-Kameras und
Encodern. (Bild: Bosch Sicherheitssysteme)

So wurden verschiedene neue Filter (zum Beispiel Kopf-Erkennung, 3-Wire-Trap, Herumlungern, Geschwindigkeit, Routenverfolgung oder Farbdetektion) zur Erkennung verdächtigen Verhaltens implementiert. Auch ist eine Kombination von bis zu acht Filtern parallel möglich. Eine Besonderheit ist der neue Flowcontrol-Filter, der es ermöglicht, auch gegenläufige Objektbewegungen innerhalb von Objektgruppen (zum Beispiel Menschenmengen) zu erkennen.

Reduzierter Netzwerkverkehr

Dank der höheren Verarbeitungsleistung bieten die modernen IP-Videoencoder und -kameras deutlich mehr als ein einfaches IP-Videoencoding. Insbesondere die VCA-Software (IVMD und jetzt IVA), die hier dezentral im IP-Netzwerk eingesetzt wird, reduziert den Netzwerkverkehr zur Zentraltechnik erheblich, da Videodaten nur im Alarm- oder Ereignisfall übertragen oder gespeichert werden. Dieses ermöglicht eine sparsame Nutzung von Bandbreite (Netzwerklast) und Speicherplatz (Kosten).

Mit der neuen leistungsstarken VCA-Software (IVA 4.0) ist zudem ein großer Schritt in Richtung Forensik (nachträgliche Analyse von aufgezeichneten Videodaten) gelungen. Die neuen Farbfilterfunktionen erlauben es, die Objektfarbe oder sogar eine Kombination von Farben als Erkennungskriterium anzugeben. Realisiert wird dies durch ein Farbhistogramm, in dem Objektfarbe, Sättigung und Genauigkeit als Überwachungskriterien festgelegt werden können. Eine typische Anwendung ist zum Beispiel die Erkennung eines Fahrzeugs oder Personenbekleidung mit einer bestimmten Farbe oder Farbkombination.

Filtersatz erweitert

Der Filtersatz wurde um neue, leistungsfähige Funktionen, wie Linienquerungsalarme, Objektbewegungskurven und Spezifikationsfilterung ergänzt. Die Auslöser können so eingestellt werden, dass Alarme dann gesendet werden, wenn Objekte eine definierte Linie oder mehrere Linien überqueren oder ihre Geschwindigkeit (Laufen), Form (Hocken) oder Seitenverhältnisse (Fallen) ändern. Darüber hinaus unterstützt IVA 4.0 Ferninfrarot (FIR)-Thermokameras, die andere Einstellungen als bei herkömmliche Farbkameras erfordern.

Hervorzuheben beim IVA 4.0 sind seine leistungsfähigen forensischen Suchfunktionen, die in Form von Metadaten mit den Videobildern generiert und gespeichert werden. Die aufgezeichneten Metadaten, die aus einfachen Textzeichenfolgen mit Beschreibungen spezieller Bilddetails bestehen, haben ein wesentlich geringeres Datenvolumen und lassen sich schneller durchsuchen als die Videoaufzeichnungen selbst. Mit der optionalen Lizenz „Forensic Search“ für den Bosch Archivplayer können die Benutzer auf einfache Weise Suchabfragen definieren, die in Sekundenschnelle die gespeicherten Metadaten durchsuchen und so rasch relevante Videoszenen auffinden. Suchvorgänge, die manuell Tage oder gar Wochen dauern, können so in wenigen Sekunden ausgeführt werden. Hierbei werden Metadaten mit intelligenten Suchalgorithmen, ähnlich wie in einer Internet-Suchmaschine durchsucht. „Forensic Search“ erlaubt zudem die Festlegung von denselben Erkennungskriterien nach der Aufzeichnung wie bei den Analyse von Live-Videobildern.

Einfachere Konfiguration

Dank eines neuen benutzerfreundlichen Aufgabenmanagers mit Assistentenkonzept ist die Konfiguration jetzt schneller und einfacher durchzuführen. Aufgabenassistenten leiten den Bediener Schritt für Schritt durch die Erstellung von „Alarmregeln“ für jede überwachte Kamera.

Besonders nützlich ist die neue Konfigurationsoption für „Referenzobjekte“. Hierbei werden alle relevanten Objektdaten, wie Größe, Geschwindigkeit und Farbe in einer ausgewählten Live-Szene durch einen einzigen Mausklick auf das betreffende Objekt erfasst. Diese Informationen dienen dann als Überwachungskriterien zur späteren Verfolgung ähnlicher Objekte.

IVA 4.0 ist in den meisten IP-Kameras und Video-Encodern von Bosch eingebettet. Zur Aktivierung des Funktionsumfangs ist lediglich eine Lizenz erforderlich, sodass diese Funktion auch zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert werden kann, ohne hierfür eine Platz-Ressource freizuhalten.

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Wärmebildkameras am Flughafen München

Fachartikel aus PROTECTOR 5/2010, S. 28 bis 29

Klare Sicht, ohne Licht

Um sicher zu gehen, dass auch nachts und bei schlechter Sicht keine Bedrohung unbemerkt bleibt, setzt der Flughafen München zur Sicherung seiner Außengrenzen auf Wärmebildkameras.

Bild: Flir
Flughafen München. (Bild: Flir)

Im Jahr 2008 hat der Münchner Flughafen in einer weltweiten Umfrage mit 8,2 Millionen Passagieren bereits zum vierten Mal in Folge den Titel „Bester Flughafen Europas“ erhalten. „Unsere Passagiere sollen sich bei ihrer Reise ab, über und nach München nicht nur sicher fühlen – sie müssen auch wirklich sicher sein“, erklärt Dominik Edlbauer, Produktmanager Videoüberwachung am Münchner Flughafen. „Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir ein komplettes Kamera-Netzwerk installiert. Mehr als 1.000 Kameras überwachen alle sicherheitsrelevanten Bereiche des Flughafens. Und die Kameras sind nicht nur innerhalb des Flughafens installiert. Wir beobachten auch sämtliche Aktivitäten, die sich draußen auf dem 1.560 Hektar großen Areal des Flughafens abspielen.”

Frühestmöglich gewarnt sein

„Im Fall des Zutritts von Unberechtigten wollen wir natürlich so früh wie möglich gewarnt werden. Daher beobachten wir das gesamte Außengelände des Flughafens. Und obwohl das weitläufige Gebiet durch einen hohen Zaun gesichert ist, möchten wir auch sehen, was dort draußen passiert. Wenn jemand über diesen Zaun klettert oder ihn zerschneidet, müssen wir das unmittelbar erfahren, denn nur dann können wir die notwendigen Schritte in die Wege leiten.“

Mit den herkömmlichen Überwachungskameras ist es tagsüber meistens kein Problem zu beobachten, was auf dem Flugfeld vor sich geht. Aber nachts und bei schlechtem Wetter sieht das ganz anders aus, denn CCTV-Kameras brauchen Licht, um Bilder zu erzeugen. „Der Außenzaun des Flughafens verläuft parallel zu den Start- und Landebahnen. Die einzigen Stellen, an denen wir dort nachts Licht haben, sind einige Tore, die in Notsituationen als Aus- und Zugänge genutzt werden können. Und das bei einem Außengelände von rund sechs Kilometern Länge in einer schnurgeraden Linie – auf beiden Seiten.“

Teures Licht

Die Montage von Licht entlang eines 12 Kilometer langen Zauns wäre eine kostspielige Sache. Energiebedarf und Instandhaltung der Lampen könnten sogar noch teurer werden. Und an einem Flughafen müssen auch noch andere Faktoren berücksichtigt werden. „Zu viel Licht parallel zur Start- und Landebahn könnte die Piloten irritieren, daher wäre eine solche Beleuchtungsanlage hier gar nicht möglich. Um trotzdem nachts zu erkennen, was dort vorgeht, haben wir bisher auf die Restlichtverstärkung gesetzt.“ Weil ein solches System aber wenigstens ein Minimum an Restlicht benötigt, können Bedingungen wie eine dichte Bewölkung die Effizienz stark beeinträchtigen. Umgekehrt kann zu viel Licht das System überlasten und ebenso ineffizient machen.

„Und genau das ist hier am Münchner Flughafen passiert”, fügt Edlbauer hinzu. „Wenn Flugzeuge gelandet oder gestartet sind, haben ihre Landescheinwerfer die Restlichtverstärkung geblendet. Als das System zur Restlichtverstärkung dann fällig war für eine gründliche Erneuerung, haben wir uns deshalb den Markt genau angesehen – auch in Hinblick auf andere technische Möglichkeiten. So sind wir auf Wärmebildkameras gestoßen.“

Wärmebildkameras

Bild: Flir
Der Schutzzaun des Flughafens München läuft parallel zur Startbahn – über
eine Strecke von sechs Kilometern an jeder Seite des Flughafens. Zur
Sicherung kommen unter anderem Wärmebildkameras zum Einsatz. (Bild: Flir)

Wärmebildkameras benötigen keinerlei Restlicht. Sie erzeugen auch in dunkelster Nacht klare Bilder. Und das unter praktisch allen Wetterbedingungen. „Wir haben Stephan Horvath von Dekom Security angesprochen, einen deutschen Händler und Integrator der Wärmebildkameras von Flir Systems für Sicherheitsanwendungen, und erhielten eine Demonstration des Systems und seiner Möglichkeiten”. „Die Lösung für den Münchner Flughafen war vergleichsweise einfach”, erklärt Horvath. „Die Wärmebildkameras mussten eine gerade Linie von sechs Kilometern Länge überwachen, auf jeder Seite des Flughafens. Wir haben uns für die SR-100 entschieden. Diese Wärmebildkamera von Flir Systems zeichnet sich durch hervorragende Leistungsdaten auf weite Entfernungen aus und ist damit in der Lage, ein Objekt von der Größe einer Person noch in rund 1,6 Kilometer Entfernung zu erkennen.“

„Sehr gute Lösung“

„Die SR-100 von Flir Systems hat sich als sehr gute Lösung für unsere Anforderungen herausgestellt. Sie bietet eine ideale Kombination aus Bildqualität, Entfernungsleistung und Preis. Um sicherzugehen, dass keine Bedrohung unentdeckt bleibt, haben wir auf jeder Seite des Flughafens mehrere SR-100 Wärmebildkameras installiert”, erklärt Edlbauer. „Die SR-100 wurden gemeinsam mit einer herkömmlichen CCTV-Kamera auf einem Schwenk/Neigekopf montiert. So können wir überall hinsehen. Wir schalten nahtlos um von Tageslicht- auf Wärmebildkamera. Tagsüber verwenden wir normalerweise die herkömmliche CCTV-Überwachungskamera. In der Dämmerung und bei völliger Finsternis schalten wir auf die Wärmebildkamera um.“

Wie an jedem anderen Flughafen genießt die Sicherheit der Passagiere, Flugzeuge, ihrer Crews, des Flughafenpersonals und aller anderen Personen auf dem Münchner Flughafen absolute Priorität. Die Wärmebildkameras von Flir Systems stellen dabei sicher, dass keine Bedrohung unbemerkt bleibt.

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Video-Sicherheitslösungen an Schulen

Fachartikel aus PROTECTOR 6/2010, S. 50

In Sicherheit lernen

Immer wieder geschehen an deutschen Schulen Vorfälle von Vandalismus, Gewalt und Kriminalität. Ein unsicheres Umfeld für die Kinder, Jugendliche und Lehrer, beunruhigte Eltern sowie unerwünschte Kosten für die Schulleitung sind mögliche Folgen davon.

Bild: Mobotix
Allein durch ihre Präsenz tragen Kameras zum Schutz vor Vandalismus auf einem Schulgelände in England bei. Dort ist Videoüberwachung an Schulen nichts
Außergewöhnliches. (Bild: Mobotix)

Mit unterschiedlichen Maßnahmen tritt man gegen diese Probleme an, die nicht nur an Haupt- und Realschulen, sondern auch an Gymnasien auftreten. Videoüberwachung kann eine davon sein.

Die Methoden, um mutwilliger Zerstörung, Schlägereien oder Diebstählen entgegenzuwirken, sind vielfältig. Sie reichen von pädagogischen Präventivmaßnahmen über eine stabilere Bausubstanz und Einrichtung bis hin zu technologischen Lösungen, wie etwa elektronischen Zugangskontrollen zum Schulgelände. Ganz nach dem Motto „Vertrauen ist gut – Kontrolle ist besser“ gibt es Überlegungen hinsichtlich regelmäßiger Durchsuchungen von Taschen und Rucksäcken durch geschultes Personal.

Während sich Befürworter Sicherheitsstandards für Schulen wünschen, die denen in Firmen und Fabriken entsprechen, sehen Kritiker darin die Verwandlung der Bildungsstätte in einen Hochsicherheitstrakt. Zu schnell wird dabei übersehen, wie technische Lösungen einen wichtigen Beitrag zu mehr Sicherheit in öffentlichen Gebäuden, wie unter anderem Schulen, leisten können.

Die Installation beispielsweise einer Mobotix-Kamera lässt sich auf die spezifischen Bedürfnisse im Schulwesen ausrichten. Die sensiblen Datenschutzanforderungen bedingen Lösungen, die nicht prinzipiell alles und jeden filmen, sondern nur unter bestimmten Voraussetzungen aufzeichnen und das Gefilmte nur ausgewählten Verantwortungsträgern zur Verfügung stellt.

Vorbeugen hilft

Im Idealfall findet eine gewalttätige oder kriminelle Handlung gar nicht erst statt. Sicherheitstechnik hilft dabei, Verbrechen zu verhindern, in dem sie präventiv wirkt und potenzielle Täter abschreckt. Allein das Wissen über das Vorhandensein einer Kamera, hält die meisten Personen von ihrer Tat ab. Mit dem Ergebnis, dass die Kriminalitätsrate an solchen Orten, Plätzen aber auch in Gebäuden, sinkt.

Auf dem Schulhof kann sie Prügeleien, sonstige gewalttätige Übergriffe, unerlaubte Handlungen wie Rauchen oder mutwillige Sachbeschädigung verhindern – ebenso im Gebäude, etwa auf den Fluren, im Treppenhaus oder einer Aula. Sinnvoll ist ihr Einsatz auch in Räumen mit teurer Technik: im Labor, dem Computerraum oder der Turnhalle, überall wo Diebstähle und Vandalismus höhere Kosten verursachen. Auch wenn die Versicherungen Verluste von beispielsweise Beamern und Bildschirmen tragen, dauert die Wiederanschaffung meist lange. In der Zwischenzeit muss auf den Einsatz der Geräte verzichtet werden – der Lehrplan ist nicht einhaltbar, die Leidtragenden sind die Schüler. Da die Attraktivität einer Schule auch von ihrem Angebot an technischer Ausstattung abhängt und sie dafür Investitionen in Millionenhöhe tätigt, ist ihr Schutz besonders wichtig. Das trifft ebenso auf Sportanlagen mit Gerätschaften zu.

Nicht nur Schutz, sondern Sicherheit

Einbrüche und vorsätzliche Sachbeschädigung geschehen meist nachts und nach Schulschluss. Unbefugte halten sich dann meist ohne Schwierigkeiten auf dem ungesicherten und öffentlich zugänglichen Schulgelände auf. Vor allem Graffiti-Sprayer, Randalierer und Diebe handeln im Schutz der Dunkelheit. Eine Kamera bleibt auch nach Ende des Schulbetriebs aktiv und schützt wirkungsvoll. Die Dualkamera M12 von Mobotix mit zwei separaten hochauflösenden Bildsensoren garantiert beispielsweise detaillierte Farbaufnahmen am Tag und hochempfindliche Schwarz/Weiß-Aufzeichnungen bei Nacht. Geschehenes lässt sich so leicht nachweisen, Aussagen überprüfen und Handlungen beweisen.

Ein eingebauter Lautsprecher ist ein weiteres nützliches technisches Ausstattungsmerkmal in einer Mobotix-Kamera. Im Zusammenspiel mit der ereignisgesteuerten Aufnahme- und Alarmfunktion des Gerätes ermöglicht sie eine sofortige Aktion. Reagiert beispielsweise der Wärmesensor in der Kamera, weil ein Feuer ausbricht oder der Geräuschsensor bei einem Schrei, dann stellt die Kamera eine Verbindung zu einem Telefon oder PC her. Sie kann dann nicht nur ein Live-Bild übertragen, sondern ermöglicht es dem Empfänger, über den Lautsprecher zu kommunizieren. Er kann eine Evakuierung einleiten oder eine Warnung aussprechen. Verfügt eine Kamera also über die entsprechenden technischen Voraussetzungen, wird sie zu einem hilfreichen Mittel, um in betroffenen Schulen einen Beitrag zu mehr Sicherheit, weniger Gewalt und Kriminalität zu leisten.

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ViSiTec Video-Sicherheit-Technik GmbH