SecurityWorldMarket

2009-09-07

Bildkvalitet – en fråga om bildens användbarhet

Av Johan Paulsson

Megapixelkameror har på senare år återkommande nämnts som nyckeln till att lösa problem med undermålig övervakningsvideo. Detta är inte helt med sanningen överrensstämmande. Det är många andra faktorer som behöver tas i beaktande i arbetet med att optimera bildkvaliteten. För det första så behöver begreppet ”bildkvalitet” tydligt definieras. För slutkunden är sannolikt bildernas användbarhet den allra viktigaste faktorn.

Oavsett finanskrisen är videoövervakning den snabbast växande sektorn inom säkerhetsindustrin under det senaste årtiondet. Både privata och offentliga organisationer över hela värden investerar stora summor i övervakningssystem.

Det finns flera faktorer som spelar in och det handlar både om kostnadskontroll och om kostnadseffektivitet samt om ökad säkerhet i världen efter 11 september 2001. Till skillnad mot den analoga tiden, är dagens digitala videoövervakningssystem mer flexibla och skalbara. Med IP-nätverk kan användare i princip var som helst få åtkomst till bilderna i realtid. Baserat på ledande, pålitlig och leverantörsoberoende teknik är nätverksvideosystem enkla och kostnadseffektiva att integrera. I dagens nätverksvideosystem finns intelligens i hela systemet (t ex i kamera eller videoenkoder). Det innebär att man kan bestämma när en video ska skickas och vart, samt med vilken bildhastighet och upplösning, och även bestämma när en specifik användare ska meddelas. Resultatet blir kostnadseffektiva övervakningssystem som håller för framtiden och kan anpassas till sin användarmiljö.

Det är den digitala revolutionen som har gjort allt detta möjligt. Och precis som de senaste alltmer kraftfulla och mer funktionsladdade kamerorna, datorerna och mobiltelefonerna hela tiden lockar dagens konsumenter, bombarderas marknaden för nätverksvideo med nya produkterbjudanden som utlovar större fördelar för användaren.

Bildkvaliteten är oftast det som lyfts fram bland fördelarna. Precis som deras motsvarigheter på konsumentmarknaden tävlar många av dagens tillverkare av övervakningskameror om att skapa högre bildupplösning. Antagandet är, ju högre siffra desto skarpare bild och ju skarpare bild desto nöjdare slutanvändare. 


Endast genom noggrann analys av målen för videoövervakningen kan rätt krav definieras för installationen.

Endast genom noggrann analys av målen för videoövervakningen kan rätt krav definieras för installationen.

Användarperspektivet
Vad man missar är de faktiska kraven på applikationen. Vill man ha en översiktlig övervakning eller detaljerade bilder? Ska videon visas live eller loggas och lagras i månader, kanske år? IP-nätverk måste kunna hantera belastningen av högupplösta videor och lagringskraven kan snabbt handla om terabyte. Därför är dessa frågor viktiga.


Sex steg
Det finns sex enkla steg att följa för att skapa en lyckad lösning för videoövervakning för slutanvändaren. De två första stegen sker innan beslut om utrustning eller program tas. Det tredje och det fjärde slutför beslutstagandet och de sista två tas under beställningen av kundens videoövervakningssystem. Kunskapen hos de konsulter som integrerar systemet är avgörande för om allt blir rätt utfört och är en värdefull bas för en kostnadseffektiv och långsiktig investering i videoövervakningssystem.

Allt börjar med en omfattande analys av användarens behov.

1. Definiera målet
Endast genom noggrann analys av målen för videoövervakningen kan rätt krav definieras för installationen.

Innan val av utrustning och system görs måste detta första steg tas för att definiera hur resultatet kommer att användas. Behöver du en allmän översikt över ett område eller personer som rör sig, eller behövs detaljerade bilder (t ex identifiering av ansikten eller nummerskyltar)? Installationer innehåller ofta båda, så det är viktigt att noga väga vart och ett av dem i sin egen kontext för att få den bästa lösningen.

En typ av kamera är inte optimal för alla användningsområden. Den bästa lösningen kombinerar ofta HDTV-nätverkskameror, nätverkskameror med megapixelupplösning och nätverkskameror med standardupplösning som är optimerade för olika behov, t ex PTZ, zoom, extrema ljusförhållanden eller kostnader.

För att optimera en installation måste du även bedöma hela systemet, inte bara kamerorna, eftersom faktorer som programvara för videohantering, nätverkskapacitet och lagringskrav för video ofta påverkar valet av bildupplösning och bildhastighet.

2. Scenanalys
När de övergripande målen är definierade ska kraven för var och en av kamerornas användningsområden bestämmas. Förutom detaljnivå ska även dessa punkter tas med i analysen:

  • Täckningsområdet
    Hur många ”intressanta” områden måste täckas på en viss plats. Ligger områdena nära varandra eller ligger de långt ifrån varandra? Detta påverkar typen av kameror och antalet kameror.
  • Ljusförhållanden
    De flesta nätverkskameror har både dag- och nattfunktion, med vissa begränsningar. Är belysningen begränsad? Är det möjligt med artificiellt ljus?
  • Installation inomhus eller utomhus
    Omgivningens ljusnivåer kan innebära att dag-och-natt-kameror krävs eller extra ljusutrustning, liksom skydd för kamerorna mot damm, fukt och skadegörelse. Detta är viktiga beslut för utomhuskameror men kan även gälla inomhuskameror.
  • Öppen eller dold övervakning
    Synliga övervakningskameror kan vara effektiva för att förhindra brott, men de kan även inbjuda till skadegörelse. Beroende på om installationen ska vara väl synlig eller diskret kan valet av kameror, montering och kameraskydd påverkas.
De flesta nätverkskameror har både dag- och nattfunktion, med vissa begränsningar. Är belysningen begränsad? Är det möjligt med artificiellt ljus?
De flesta nätverkskameror har både dag- och nattfunktion, med vissa begränsningar. Är belysningen begränsad? Är det möjligt med artificiellt ljus?


3. Kameraval
Att välja kameror är det stora steget för att se till att kraven och målen för videoövervakningen uppnås. Ta god tid på dig för att förstå detta komplexa område och på så sätt ha en bra bas vid val av kamera.

Bildupplösning är en viktig teknisk funktion hos en nätverkskamera och är det område som det har talats mest om de senaste åren. Ur detta perspektiv finns det tre kategorier av nätverkskameror, megapixel, HDTV (High-Definition Television) och standardupplösning (analoga CCTV-kameror, anslutna via video encoder, innefattas i den sistnämnda kategorin).

Nätverkskameror med megapixelupplösning ger hög upplösning men följer inte någon standard. Antalet megapixlar hänvisar till antalet bildsensorspunkter i kameran. Nätverkskameror med megapixelupplösning kan ge en detaljerad bild (dock ofta till priset av lägre bildhastighet) och vissa kan även ge videoströmning från olika delområden inom samma övervakningsbild. Megapixelupplösning passar bra som översiktlig övervakning i banker, på transportcentraler och i liknande lokaler.

HDTV-nätverkskameror ger en bra bild, full bildhastighet, utmärkt färgåtergivelse och bredbildsformat (16:9). Äkta HDTV-kameror uppfyller viktiga industristandarder som SMPTE. HDTV är perfekt när full bildhastighet behövs – på flygplatser, i kasinon, city-övervakning och passkontroller.

Standardupplösning är vanligtvis VGA (640 x 480 pixlar) eller multipel och är marknadens ”äldsta” kategori av nätverkskameror för videoövervakning. Men användningen av den är fortfarande högst aktuell. Försedd med en kraftfull optisk zoom motsvarar VGA-kamera många övervakningsbehov. Vid dåliga ljusförhållanden kan en VGA-kamera med extrem ljuskänslighet och brett dynamiskt omfång konkurrera ut både HDTV-kameror och megapixelkameror. Vissa VGA-kameror har en bildhastighet på över 25-30 bildrutor per sekund, vilket är perfekt för att fånga objekt som rör sig snabbt.

För att få bästa möjliga videoövervakning måste fokus ligga på bildens användbarhet, liksom på analysen av alla övriga beslut.

För att få bästa möjliga videoövervakning måste fokus ligga på bildens användbarhet, liksom på analysen av alla övriga beslut.

Oavsett kategori är nedanstående faktorer viktiga och måste analyseras vid val av kamera:

  • Bildhastighet
    5-30 bildrutor per sekund är standard för PAL och NTSC, men om ingen händelse inträffar är 1-4 bildrutor per sekund vanligtvis tillräckligt för inspelningssyftena.
  • Optik och lins
    Linsen definierar visningsfältet, begränsar ljuset till sensorn och fokuserar kameran, bestämmer bildkvalitet och stöder kamerans övervakningsomfång.
  • Ljuskänslighet
    Funktionen ”ljuskänslighet” mäter ljusförhållandet under ett antal olika ljusförhållanden och testar hur kameran klarar kraven på ljuskänslighet.
  • WDR (brett dynamiskt omfång)
    Med WDR kan du hantera stora variationer i ljusförhållande i en och samma scen, genom att använda olika exponeringar för olika områden i samma bild.
  • Brusreducering 
    Brus kan komma från ljuskällan eller från källor som bildsensorn eller andra elektroniska kamerakomponenter.
  • Iriskontroll
    Detta är viktigt för bildkvaliteten. Den kan vara fast eller justerbar. Iris-linser kan vara manuellt justerbara eller justeras automatiskt.
  • Videokomprimering
    Detta minskar filstorleken och ger effektiv överföring och lagring. Se till att använda standardiserade komprimeringstekniker för att uppnå kompatibilitet mellan olika delar av systemet.
  • Skanningsteknik
    Idag finns det två tekniker som används för att läsa och visa videoinformation: interlace-skanning och progressiv skanning. Den senare rekommenderas eftersom den minimerar rörelseoskärpa.

4. Kameramontering
Korrekt kameramontering gör att bildkvaliteten når sin fulla potential. Professionell expertis krävs för en optimal installation. Det finns några faktorer som ska analyseras vid planering av en kameras position.

  • Övervakningsmål
    Se till att det är rätt kamera för rätt uppgift samt att den är korrekt positionerad för att övervaka sitt mål.
  • Lägg till ljus, vid behov
    Normalt sett är det enkelt och kostnadseffektivt att lägga till ljus för att få bra ljusförhållanden och kunna ta bra bilder.
  • Undvik direkt solljus
    Det kan blända kameran och sänka prestandan hos bildsensorn. Om möjligt ska kameran placeras så att den alltid är mellan solen och övervakningsscenen.
  • Undvik motljus 
    Detta problem uppstår när en övervakningsscen är precis framför ett fönster eller en stark ljuskälla. Om du inte kan flytta kamera ska du se till att kameran stöder brett dynamiskt omfång.
  • Minska dynamiskt omfång
    Utomhus kan himlen, om stora delar av den finns med på bilden, orsaka ett högt dynamiskt omfång. Om den valda kameran inte stöder brett dynamiskt omfång ska den monteras högt ovanför marken.
  • Ändra kamerainställningar
    För att få en optimal bild kan inställningar av vitbalans, ljusstyrka och skärpa behöva göras. Vid dåliga ljusförhållanden måste du även välja att prioritera antingen bildhastighet eller bildkvalitet.
  • Juridiska aspekter
    Videoövervakning kan vara förbjuden eller begränsad enligt lag. Kontrollera alltid de lokala lagarna och reglerna innan du installerar ett videoövervakningssystem.
En typ av kamera är inte optimal för alla användningsområden. Den bästa lösningen   kombinerar ofta HDTV-nätverkskameror, nätverkskameror med megapixelupplösning   och nätverkskameror med standardupplösning som är optimerade för olika behov,  t ex PTZ, zoom, extrema ljusförhållanden eller kostnader.
En typ av kamera är inte optimal för alla användningsområden. Den bästa lösningen kombinerar ofta HDTV-nätverkskameror, nätverkskameror med megapixelupplösning och nätverkskameror med standardupplösning som är optimerade för olika behov, t ex PTZ, zoom, extrema ljusförhållanden eller kostnader.


5. Kamerakonfigurering

Konfigurering innebär justering, eller finjustering, av de installerade kamerorna så att de får optimal prestanda. Med Axis kamerautbud är det enkelt, tack vare funktioner som:

  • Fjärrzoom
    Du kan göra de slutgiltiga zoomjusteringarna från datorn, för att se till att visningsvinkeln är optimerad för scenen och för den bildupplösning som krävs.
  • Fjärrfokus
    Kamerans fokus behöver inte ställas in på själva kameran. Det går att göra detta från datorn.
  • Pixelräknare
    Installatören kan rita en rektangel på skärmen runt ett intressant område i scenen och få feedback direkt gällande storleken på bildområdet och bekräfta att installationen uppfyller regler och krav för pixelupplösning.
Hur många 'intressanta' områden måste täckas på en viss plats? Ligger områdena nära varandra eller   ligger de långt ifrån varandra? Detta påverkar typen av kameror och antalet kameror.
Hur många 'intressanta' områden måste täckas på en viss plats? Ligger områdena nära varandra eller ligger de långt ifrån varandra? Detta påverkar typen av kameror och antalet kameror.


6. Visa skärmkalibrering
För att få optimal utdelning av övervakningsvideon på datorskärmen eller TV:n krävs kalibrering. Kontrollera nedanstående fyra punkter för att se till att visningsskärmen är korrekt kalibrerad:

  • Ljusstyrka
    Ändra så att den passar dina behov.
  • Kontrast
    Om kontrasten är för låg kan det vara svårt att skilja ut mörka skuggor från varandra i bilden. Om den är för ljus kan det vara svårt att skilja ut de ljusare skuggorna.
  • Gamma
    Denna mäter kontrasten som påverkar mellantonerna i en bild. Välj det gammaläge som bäst passar just dina behov.
  • Skärpa
    Jämför kanterna mellan tonerna i olika delar av bilden för att bestämma vilken skärpa som passar dig bäst.


Slutsats
För att få bästa möjliga videoövervakning måste fokus ligga på bildens användbarhet, liksom på analysen av alla övriga beslut. Detta är enkelt att uppnå om projektutvecklingen sker i rätt ordning. Resultatet blir med största sannolikhet också mer tillfredsställande och kostnadseffektivt.

Om författaren och sponsorn

Johan Paulsson

Johan Paulsson är Chief Technology Officer på Axis Communications, marknadsledaren inom nätverksvideo. 

Anställd inom Axis sedan 2008. 
Högsta utbildning: MSc EE 
Tidigare anställningar: Ericsson, Anoto

Axis är ett IT-företag som erbjuder nätverksvideolösningar för professionella installationer. Företaget är global marknadsledare inom nätverksvideo och en drivande kraft bakom övergången från analog till digital videoövervakning. Axis produkter och lösningar är inriktade på säkerhetsövervakning och fjärrövervakning, baserade på innovativa och öppna tekniska plattformar. Axis är ett Sverigebaserat företag som agerar globalt via egna kontor i mer än 20 länder och genom partnersamarbete i mer än 70 länder. Axis grundades 1984 och är noterat på NASDAQ OMX Stockholm.

Världens första nätverkskamera lanserades av Axis 1996. Med mer än två decenniers erfarenhet av nätverksteknologi har Axis marknadens största installerade bas av nätverksvideoprodukter. Axis affärsmodell involverar över 27 000 återförsäljare av videoövervakning samt installationstekniker och konsulter.

– De partners som vi samarbetar med kommer att serva våra kunder i många år framöver, så det är av yttersta vikt att förse dem med övervakningslösningar som helt överrensstämmer med kundernas önskningar och definierade behov, samt att de är effektiva, pålitliga, kostnadseffektiva och framtidssäkrade. Vår ständigt pågående diskussion med partners och slutanvändare motiverar en något annorlunda syn på bildkvalitet: bildanvändbarhet, säger Johan Paulsson.

– Bildkvalitet är naturligtvis mycket viktigt, men de verkliga fördelar som kan uppnås med videoövervakning kommer att bero på hur du använder dina bilder. Det är därför som Axis fokuserar på att säkerställa att video optimeras för de syften som varje installation har, så att både partners och slutanvändare uppnår önskade mål, avslutar Johan Paulsson.

Vill du ha mer information finns en mer omfattande presentation av hur Axis behandlar bildkvalitet på: www.axis.com/imageusability



Leverantörer
Till toppen av sidan