A&S Adria, Stručni magazin za kompletna sigurnosna rješenja

Piše: Ling-Mei Wong,

Ova e-mail adresa je zaštićena od spam robota, nije vidljiva ako ste isključili JavaScript

Senzori slike su od presudne važnosti za dobar ili loš kvalitet videa, što ih čini vrhunskim prioritetom pri izboru kamere. S više dobavljača, proizvođači kamera imaju i više mogućnosti. Upravo ovo tržište je bilo na udaru recesije, kao jedno od prvih u okviru sigurnosne industrije. „Prihodi od senzora slike ugrađenih u sve videonadzorne kamere prisutne na tržištu doživjet će pad s preko 700 miliona dolara u 2008. godini na oko 435 miliona dolara u 2013. godini“, tvrde analitičari iz renomirane analitičke kuće In-Stat (dostupno na: www.instat.com).

Videonadzorne kamere imaju vrlo nisku marginu za grešku. Pauza u radu može dovesti do gubitka dragocjenih materijala, što ukazuje na to koliko je neophodna stabilnost kamere pri dugotrajnom radu. Senzor slike u videonadzornoj kameri mora biti na visini zadatka. „Sigurnosne kamere trebaju posjedovati performanse za rad u uvjetima lošeg osvjetljenja, široko vidno polje i veću brzinu od prosječnih proizvoda s tržišta proizvoda široke potrošnje“, stav je Cliffa Chenga, višeg upravnika odjeljenja za razvoj poslovanja i marketing u kompaniji Aptina.

Kamere vrše kontinuiran nadzor, pomažući tako ljudskom osoblju da prati određene zone. „Ukoliko je ultimativna namjena sigurnosnih kamera da zamijene ljude kao posmatrače određene scene, onda je WDR (Wide Dynamic Range) od esencijalnog značaja – tvrde iz kompanije ClairPixel, vodećeg korejskog proizvođača WDR CMOS senzora slike. „Prirodni uvjeti okruženja sadrže mnogo različitih nivoa intenziteta osvjetljenja, a ljudski vizualni sistem je efikasan u ekstrakciji informacija u ekstremnim uvjetima. Ako ih želimo primijeniti u istu svrhu, kamera to mora biti u stanju činiti jednako efikasno ili čak i efikasnije.“ Zahtjevi svojstveni sigurnosnim aplikacijama uključuju uvjete lošeg osvjetljenja, pa bi stoga senzori slike u sigurnosnim kamerama morali biti 30 puta osjetljiviji nego u kamerama namijenjenim tržištu široke potrošnje. „Sljedeći po važnosti je globalni elektronski zatvarač (Global electronic shutter), koji eliminira artefakte ‘rolling’ zatvarača, poput iskošenja, tresenja ili djelimične ekspozicije“, pojašnjava John Monti, potpredsjednik odjela za marketing i razvoj poslovanja u kompaniji Pixim. Redukcija fluorescentnog treperenja je sljedeća stvar svojstvena temi o sigurnosnim kamerama.

Oštre slike

Poboljšanja na senzorima slike rezultirala su višim rezolucijama. „Kod izbora senzora slike tražimo prije svega podršku za HD pri 720p ili 1080p, kao i što manje podatkovne pakete“, riječi su Honga Yuana Chua, inženjera iz Dalija. Kineski proizvođači koriste Sony CCD čip za većinu kamera. Rezolucija senzora određuje odluke proizvođača o kupovini. „Kao proizvođač mrežnih kamera, svoje proizvode zasnivamo na senzorima koji mogu kvalitetno podržati najvišu rezoluciju“, izjavio je Daniel Cremins, direktor za prodaju u odjelu za „rubne“ uređaje kompanije March Networks, i dodao: „Jako je bitno spomenuti da visoka rezolucija videa predstavlja mnogo više od tek specifikacije na kameri ili videosnimaču“.

Velikih datoteke svojstvene za HD zahtijevaju efikasnu videokompresiju za prijenos u realnom vremenu. „Neophodna je efikasna kompresija za veće rezolucije, poput H.264“, kaže Christine Lim iz odjela za međunarodnu prodaju kompanije iCanTek. Neki proizvođači IP kamera koriste Pixim CMOS senzore za većinu svojih kamera. Ponuđači senzora bilježe porast potražnje za HD senzorima. Predviđaju se zahtjevi za većim rezolucijama na nadzornom tržištu. Snimljene kvalitetnije slike omogućuju lakšu videoanalitiku. „Pametne kamere predstavljaju mali segment nadzornog tržišta, no kompanija Pixim primjećuje kontinuiran porast s većom stopom nego je ima cjelokupno tržište videonadzornih kamera“, kaže John Monti. Primarni utjecaj koji senzor može ostvariti kod „inteligentnih“ kamera je snimanje scene veoma širokog dinamičkog opsega s veoma jasnim bojama, niskim nivoom buke i tek ponekim artefaktom vezanim za sliku.

Drugi ponuđači senzora slike potvrđuju svoj kvalitet na rubnim uređajima. „Vidimo sve više novih kamera s dizajnom koji uključuje i analizu. Aptina ugrađuje mogućnosti poput statističkih funkcija WDR-a i kontekstnog prebacivanja u naše senzore, čime pomažu analitičke algoritme da funkcioniraju još efikasnije“, kaže Cliff Cheng.

Mrežne u odnosu na analogne kamere

U principu, tradicionalne analogne kamere koriste CCD, dok su mrežne kamere opremljene CMOS tehnologijom. Svaka tehnologija nudi posebne beneficije. „Razmišljamo o tome kako će se senzori pokazati u različitim aplikacijama. Naprimjer, CCD senzori obično nude visoke performanse u sredinama u kojima vladaju slabi svjetlosni uvjeti, dok CMOS senzori daju bolje rezultate kod aplikacija gdje se zahtijeva širi dinamički opseg (WDR). Međutim, napredak je napravljen u oba područja i konstantno radimo na razvoju novih tehnologija u skladu s njihovom dostupnosti na tržištu“, tvrdi Daniel Cremins. Veličina piksela kod CCD senzora bolje bilježi svjetlost, ali kod ove vrste senzora manje piksela se može smjestiti na jedan senzor, dok je sa CMOS senzorima stvar drugačija. CMOS senzori osim toga troše i manje energije, što omogućuje primjenu PoE koncepta, tj. napajanja kamera putem mreže.

Osjetljivost

Osjetljivost senzora slike zavisi od aplikacije. „Aplikacije na otvorenom prostoru zahtijevaju kamere s dobrim performansama po pitanju osjetljivosti na loše svjetlosne uvjete, kako bi se osiguralo snimanje kvalitetnog videa bez obzira na vremenske uvjete ili doba dana. Kamere s mogućnostima širokog dinamičkog opsega su potrebne na scenama s kombiniranim izvorima osvjetljenja, poput zgrada s velikim prozorima i dovoljno prirodnog sunčevog osvjetljenja, kakve najčešće susrećemo u kampusima“, pojašnjava Cremins. Dok Aptina proizvodi senzore koji omogućuju dobre performanse i pri samo 0,1 luxu osvjet­ljenja, kako tvrdi Cheng, kompanija Pixim nudi rješenja za loše svjetlosne uvjete sa WDR performansama pri samo 0,5 luxa osvjetljenja za prikaz i snimanje u bojama, tvrdi Monti.

Veličina čipa

Veličina čipa varira od aplikacije do aplikacije. Oprobani 1/3-inčni senzori iz kompanije Pixim zastupljeni su u gotovo 90% svih prodatih kamera, što ih defakto čini standardom za dalji razvoj senzora. Aptina nusi 1/3-inčne senzore, ali i senzore u drugim veličinama. „Za jeftinija tržišta naši VGA senzori formata 1/4 inča podržavaju dualni izlaz – digitalni i analogni“, kaže Cheng. Manji senzori koriste manje piksele, što nepovoljno utječe u smislu lošijih performansi u uvjetima lošeg osvjetljenja. „Iz ovog razloga 1/4-inčni senzori slike su većinom namijenjeni modelima za široku potrošnju i DIY (Do-It-Yourself) aplikacije, gdje aplikacijama nisu zahtijevane posebne performanse po pitanju rada u lošijim svjetlosnim uvjetima“, stav je gospodina Montija.

Kamere visoke rezolucije preferiraju senzore slike s većom površinom za više piksela. „U klasi 1/2-inčnih senzora na tržištu nudimo multimegapikselne senzore: 3 megapiksela, 5 megapiksela i 10 megapiksela, koji zahtijevaju visoku rezoluciju i elektronske PTZ funkcije“, izjavio je gospodin Cheng. Veći senzori imaju i višu cijenu, a zauzimaju i više prostora. „Svi 1/2-inčni senzori slike korišteni za videoaplikacije su slabo prodavani proizvodi, s obzirom na to da je infrastruktura objektiva za 1/2-inčni format limitirana, pa su tako i objektivi veoma skupi. U kompaniji Pixim procjenjujemo da je prodaja 1/2-inčnih senzora slike manja od 1% u odnosu na ukupan broj senzora slike prodatih na sigurnosnom tržištu“, tvrdi Monti.

Standardi

Migracija ka IP baziranim tehnologijama omogućuje veću mogućnost spajanja, no prava integracija je još veoma daleko. Za rješenja se uzima u razmatranje usklađenost sa standardima. „Pratimo kretanja kad su u pitanju standardi poput ONVIF-a i PSIA“, tvrdi Lima. Otvorenost postaje dio produkt dizajna. „Iako sve razvijeniji, IP standardi od ONVIF-a ili PSIA-e ne utječu direktno na to kako mi, kao proizvođači, vršimo selekciju komponenti, njihovo razmatranje je neophodno kako bi se smanjili izazovi koje sa sobom nosi integracija“, izjavio je Cremins. „Proizvođači, integratori i korisnici podjednako se nadaju vremenu kada će u ovoj industriji zavladati jedinstven standard, koji će omogućiti da svi IP bazirani rubni uređaji rade s bilo kojim umreženim DVR uređajem ili sistemom za upravljanje videom VMS (Video Management System). Ovo će, također, omogućiti korisnicima da kombinacijom uređaje postignu najbolje rezultate, dodajući mnogo jednostavnije u svoj sistem najbolje uređaje različitih proizvođača. Standardi, svakako, utječu na integraciju komponenti. „Usaglašenost s industrijskim standardima postaje zahtjev koji se postavlja pred ponuđače u sigurnosnoj industriji“, kaže Monte. Standard obećava mogućnosti nadogradnje za emitiranje u skladu HD video sadržajem, po nižoj cjeni od megapikselnih kamera. Istovremeno, i ONVIF i PSIA se bave jednom sveprisutnom temom na rastućem videonadzornom tržištu – interoperabilnošću između različitih ponuđača.

Na horizontu

Adut veoma korisnih rješenja je kompleksnost, čak i ako su opremljena najnovijim tehnološkim rješenjima. „Sve više organizacija zahtijeva proizvode koji se brzo i lako instaliraju, što je posebno primoralo proizvođače da razmišljaju više o cjelokupnom korisničkom iskustvu prilikom dizajniranja svojih proizvoda. Od ugradnje i pozicioniranja pa do učitavanja softvera ili ažuriranja firmwarea na kamerama, možete očekivati tehničke specifikacije koje imaju mogućnost da instalaciju sistema učine mnogo jednostavnijim procesom“, kaže Cremins. Dizajniranje uređaja s posebnim osvrtom na lakoću upotrebe će utjecati u razvoju komponenti. „Sigurnosno tržište cijeni rješenja jednostavna za instalaciju i bez izuzetka, sa niskim troškovima održavanja“, rekao je Monti.