Videoüberwachung: Definition HD- und Megapixel

Durch die kontinuierlich wachsende Popularität IP-basierter Videosysteme im Video­überwachungsmarkt, erhält man als einen der Vorteile die Verfügbarkeit hochauflösender Bilder durch Megapixel-Video. Ebenfalls steigend ist der Einsatz der HDTV-Standards, die im Endkunden-Videomarkt verbreitet sind. Die Bilder dieser neuen Generation von Kameras werden oft undifferenziert als High-Definition- (HD) oder als Megapixel-Bilder bezeichnet. Weil die beiden Begriffe HD und Megapixel eine verbesserte Bildleistung im Vergleich zu konventionellen analogen Bildern implizieren, werden sie oft gleichberechtigt verwendet. Aber es gibt einen Unterschied.

Tatsächlich sollte die Broadcast- (oder Endkunden-) HD-Auflösung aber nicht als das Ziel in der Videoüberwachung angesehen werden. Megapixel-Kameras bieten eine höhere Auflösung als die Broadcast-HD-Auflösung, eine Erklärung ist daher notwendig.

Megapixel im Vergleich zu HD
Man könnte denken, dass HD eine Untermenge von Megapixel ist. HD ist definiert mit fester Auflösung, Bildrate und Seitenverhältnis. Jede Kamera mit einer Auflösung von mehr als eine Million Bildpunkten ist per Definition eine Megapixel-Kamera. Die kleinste Megapixel-Auflösung in der Sicherheitsbranche ist rund 1,3 Megapixel, mit der eine Auflösung von 1280 x 1024-Pixel Auflösung (oder 1,3 Millionen Pixel) möglich ist und geht bis zu Auflösungen von rund 10 Megapixel (3648 x 2752 Pixel). Um die Anforderungen der unterschiedlichen Anwendungen zu erfüllen, wird das Angebot an Megapixel-Kameras ständig erweitert. So hat Arecont Vision beispielsweise ihre Megapixel-Kamera-Palette auf 1,3, 1080p, 2, 3, 5, 8 und 10 Megapixel-Versionen ausgebaut und bietet auch bald 20 Megapixel-Lösungen.

HD bezieht sich auf Kameras mit einer Standardauflösung von 720p oder 1080p. Die Zahlen 720 und 1080 bestimmen die horizontale Auflösung. Daher erhält man mit einer 720p HD-Kamera Bilder mit 1280 x 720 Pixeln (921,600 Pixel - kein Megapixel) und mit 1080p HD-Kameras 1920 x 1080 Pixel Auflösung oder 2,1 Megapixel. Das HD-Videoformat verwendet auch ein Seitenverhältnis von 16:9 (nicht 5:4 oder 4:3) und die Bildrate ist auf 60, 50, 30 oder 25 fps standardisiert (abhängig von der Fernsehnorm).

Die Eigendynamik von IP-Videosystemen
Laut einem Bericht von TechNavio Insights ist die IP-Überwachung verantwortlich für das signifikante Wachstum bei Endanwendern und großen Unternehmen. Die Vorteile der Software-gesteuerten Funktionen, die Steuerungsmöglichkeiten, die Skalierbarkeit und die breite Verfügbarkeit werden häufig als Faktoren für dieses Wachstum genannt. Die Möglichkeit, ein breites Angebot an Videoauflösungen zur Verfügung zu stellen, ist eines der wichtigsten Leistungsmerkmale der IP-Überwachung. Mit der H.264-Kompression, den programmierbaren Auflösungen und dem Streaming kann dieser neue Standard für Videoauflösungen als "was immer der Anwender benötigt" definiert werden. Mit IP-Megapixel-Video können Kameras jetzt Bilder zur Abdeckung von kritischen Bereichen mit jeder Auflösung von bis zu 10 Megapixel aufnehmen (3648 x 2752 Pixel - fast die fünffache Auflösung einer 1080p-Kamera).

Durch die Möglichkeit, aktuelle Megapixel-Kameras mit unterschiedlichen Auflösungen an die jeweiligen Überwachungsbereiche anzupassen, ist es möglich, Kameras mit unterschiedlichen Auflösungen im gleichen Netzwerk zu kombinieren. Kritische Bereiche können mit einer höheren Auflösungsqualität angesehen und aufgezeichnet werden, während zweitrangige Bereiche mit einer geringeren Auflösung und niedrigeren Bildrate angesehen werden können. Mittels Videoanalyse kann ein Megapixel-Streaming ebenfalls initiiert werden, wenn die entsprechende Funktion dafür aktiviert ist. Dieser Ansatz optimiert wertvolle Netzwerkbandbreiten und auch Recorderspeicherplatz.

Ohne Details zu verlieren, können Systemplaner durch die von Megapixel-Kameras angebotene höhere Auflösung auch weniger Kameras zur Abdeckung von größeren Bereichen vorsehen. Dies bedeutet geringere Infrastruktur- und Verkabelungskosten. Zusätzlich zur Verringerung der Initialkosten für die Installation eines Systems führen diese Vorteile direkt zu einem größeren Return-on-Investment (ROI) und zu insgesamt geringeren Betriebskosten.

Die Leistungsfähigkeit der Auflösung ist nur einer der Vorteile von IP-Megapixel-Video, wodurch Einsätze flexibel gestaltet werden können. Ein weiterer Faktor für den schnellen Erfolg der IP-Megapixel-Technologie ist die einfache System-Konnektivität im Netzwerk. In der Vergangenheit musste für jede Kamera ein eigenes Koaxial-Kabel zum Recorder verlegt werden, wodurch die Verkabelungskosten exponentiell gestiegen sind. Dagegen ermöglicht die Netzwerk-Infrastruktur die Anbindung mehrerer Kameras mit insgesamt weniger Kabeln. Durch Power-over-Ethernet (PoE) wird sogar die Stromversorgung zur Kamera über das gleiche CAT-5-Kabel wie für Video- und Steuersignale gebracht (ohne eine Spannungsversorgung Vor-Ort oder eine verteilte Spannungsversorgungs-Infrastruktur zu benötigen). Es ist eine sehr effiziente und einfache Installationslösung.

Darüber hinaus ermöglicht die ausgezeichnete Auflösung der Megapixel-Kameras in Live- und aufgezeichneten Bildern hochaufgelöstes and präzises digitales PTZ (Pan-Tilt-Zoom). Megapixel-Kameras eliminieren so virtuell die Notwendigkeit für mechanische PTZ-Kameras, die meistens teuer sind und mechanische Komponenten enthalten, die ausfallen können.

Viele Integratoren (und Anwender) haben die nicht mehr aktuelle Auffassung, dass IP-Megapixel-Systeme zu kompliziert zu installieren sind. Es ist richtig, dass diese Systeme nicht im herkömmlichen Sinn Plug-and-Play sind, aber die Partnerschaften zwischen Kameraherstellern wie Arecont Vision und den verschiednen DVR- und VMS-Anbietern haben einen Weg für eine vereinfachte Integration der Systeme geebnet, der praktisch mit einem Plug-and-Play in einem Netzwerk vergleichbar ist. Initiativen für Standardisierungen wie PSIA und ONVIF machen ein Plug-and-Play mit wenig oder keiner weiteren Programmierung möglich. Darüber hinaus gibt es heute eine große Auswahl an Megapixel-Kameras mit auswählbaren Auflösungen und Bildraten, die ideal für allgemeine Überwachungsanwendungen sind. Diese Optionen bieten den Systemplanern große Flexibilität und Vertrauen in ihre Planungen.

Der Weg zu Megapixel
Die Entwicklungen im Bereich der H.264-Videokompression machen Bandbreiten- und Speicheranforderungen von Megapixel-Bildern in IP-basierten Systemen vergleichbar mit denen für standard aufgelöste Bilder. Megapixel-Kameras liegen auch im Preis ähnlich mit normal auflösenden Kameras. Wenn man die Möglichkeit bedenkt, größere Bereiche mit weniger Megapixel-Kameras abzudecken, ist das Ergebnis eine Einsparung bei den Infrastruktur- und Arbeitskosten. All dies sind Gründe, warum das IMS Research einen deutlichen Anstieg bei der Installation von netzwerkbasierten Videoüberwachungs­systemen vorhersagt und dass in 2014 die Hälfte der gelieferten Netzwerkkameras HD- oder Megapixel-Auflösungen haben werden.

Ob man nun Megapixel- oder HD-basierte Kameras für die spezifischen Anforderungen bevorzugt, die große Anzahl an hochauflösenden Kameras bietet Fachleuten heute eine leistungsstarke Palette von bildgebenden Tools. Es ist eindeutig, dass bessere Systeme ein direktes Ergebnis der hervorragenden Bildverarbeitung darstellen, die mit diesen hochauflösenden Kamera-Technologien möglich sind.