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Die Lösung mit der hohen Auflösung

Moderne IP-Sicherheitskameras räumen mit Vorurteilen auf, die bislang gegen den Einsatz von Netzwerk-Videosystemen gesprochen haben – und mischen damit die Branche kräftig auf. Die Systeme galten als zu teuer und unrentabel. Mittlerweile aber kann mit IP-Netzwerkkameras gegenüber analoger Technik sogar Geld gespart werden.
Autor: Dr. Ralf Hinkel Mobotix AG l Bilder: Mobitix AG
Was haben der Computer, das Handy und Breitband-Internet gemeinsam? Die Antwort ist ganz einfach: All diese Entwicklungen galten einst als zu teuer und technisch zu aufwendig, um sich auf einem breiten Markt dauerhaft durchsetzen zu können. Mit IP-Sicherheitskameras verhält es sich nicht anders. Moderne IP-Kameras schienen allein schon aufgrund ihrer Preise unrentabel. Doch die Technik entwickelt sich immer weiter. Was bei Handy, Computer & Co. bereits widerlegt wurde, kann auch bei den IP-Sicherheitskameras getrost vergessen werden. Die neuesten Entwicklungen zeigen, dass die Vorbehalte auch im Detail nicht nur unberechtigt sind, sondern dass gegenüber analogen Systemen in vielerlei Hinsicht bares Geld gespart werden kann.

Gegenwart von gestern

Hinter einem rein analogen Kamerasystem verbirgt sich eine analoge Kamera mit analoger Bildübertragung via Koaxkabel, während bei der Speicherung meist auf einen digitalen Videorekorder (DVR) zurückgegriffen wird. Schon auf den ersten Blick offenbart sich, dass im Bereich der Videoüberwachung bislang vielerorts eine Entwicklung verschlafen wurde. Analoge Videosysteme sind zwar noch immer weit verbreitet, können technisch aber längst nicht mehr mit den im Consumer-Bereich geltenden Standards mithalten. Analoge Kamerasysteme bieten eine Auflösung von maximal 0,4Megapixeln im 4CIF-Format. Zur Aufzeichnung mit dem DVR kommen oft sogar nur 0,1Megapixel. Hebt ein Besucher am Flughafen sein Fotohandy in die Höhe, dann erhält er ein Bild, das mit Sicherheit mindestens sieben Mal besser ist als die Aufnahme einer analogen Überwachungskamera. Im privaten Rahmen käme kaum noch jemand auf die Idee, die Taufe der Nichte oder die Hochzeit der Kinder in einer solch minderwertigen Qualität festzuhalten. Ausgerechnet in der professionellen Videoüberwachung aber gibt man sich bisweilen mit Standards zufrieden, die dem steigenden Sicherheitsbedürftnis in der Bevölkerung kaum noch gewachsen sind. Doch die Zeiten ändern sich. Nachbar Frankreich hat auf die Versäumnisse bereits als erster Staat reagiert. Seit Oktober 2006 gelten dort Mindestanforderungen für Sicherheitskameras, die eine volle PAL-Aufzeichnung von 576 Zeilen mit wenigstens 12 Bildern pro Sekunde vorschreiben. Würde man diese Mindestanforderung von 0,4Megapixeln auch nur geringfügig höher ansetzen, wäre dies auf einen Schlag der Todesstoß für 95% aller eingesetzten, noch im CIF-Format (0,1Megapixel) aufzeichnenden, Kameras. Mehr als 0,4Megapixel sind technisch mit analogen Systemen nicht rentabel machbar.

Hohe Auflösung, wartungsfreie Technik, geringere Gesamtkosten

Die Gesamtzahl der benötigten Kameras reduziert sich bei der Verwendung digitaler Systeme erheblich. Eine einzige moderne 3Megapixel-IP-Kamera kann aufgrund ihrer bis zu 31x höheren Auflösung problemlos mehrere analoge Kameras ersetzen. Eine M22 aus dem Hause Mobotix genügt beispielsweise, um alle Zapfsäulenreihen einer mittelgroßen Tankstelle oder die sechs Kundenparkplätze auf dem Firmengelände im Überwachungsvideo gleichzeitig zu erfassen. Dabei ist das aufgezeichnete Bild so hochauflösend, dass man durch digitales Zoomen, Schwenken und Neigen („Pan-Tilt-Zoom“) alle relevanten Details – wie ein KFZ-Kennzeichen oder das Gesicht einer verdächtigen Person – in den gespeicherten Ereignissen erkennen und auswerten kann. Ein solches Feature hat keine analoge Kamera zu bieten. Das Geheimnis dahinter steckt in der digitalen Technik. Im Gegensatz zum mechanischen optischen, Zoom der Analogkamera, wird beim digitalen Zoom der IP-Kamera der gewünschte Bildausschnitt nicht mit einem bewegten Objektiv fokussiert, sondern per Software vergrößert dargestellt. Dies bedeutet auch kostenmäßig einen klaren Punktsieg für das IP-System. Denn wo von Haus aus keine mechanischen Teile arbeiten, müssen auch keine Teile gewartet oder im Winter beheizt werden. Das reduziert die Instandhaltungskosten und – ganz im Sinne des Klimaschutzes – auch den Energieverbrauch auf ein Minimum. Denn für die Stromversorgung einer IP-Kamera reicht in der Regel das Netzwerkkabel aus („Power over Ethernet“, PoE), was die Installation zugleich denkbar einfach gestaltet.

Schlüsselfaktor dezentrale Verarbeitung

Den veralteten Vorwurf der Kritiker, hochauflösende IP-Kameras würden zuviel Netzwerkbandbreite verbrauchen, haben Technikpioniere wie Mobotix längst entkräftet. Das Geheimnis moderner Kamerasysteme liegt in der dezentralen Datenverarbeitung. Der Löwenanteil der Datenverarbeitung findet heute direkt in der Kamera statt. Jede Mobotix-Kamera besitzt einen eigenen Prozessor, der die vom Videochip gesammelten Bilder direkt in der Kamera aufbereitet. Und das ist gegenüber Analog- oder Hybridsystemen ein weiterer und gar nicht zu überschätzender Vorteil. Analoge Systeme müssen den Großteil ihrer Rechenleistung aus einem zentral vorhandenen Server beziehen, was nicht nur die benötigte Rechenleistung, sondern auch die zu übertragenden Datenmengen in die Höhe schießen lässt. Überhaupt birgt die Speicherung von Videodaten auf externen Festplatten gravierende technische Probleme. Neben der Empfindlichkeit gegenüber Erschütterungen zeigt sich durch das für Videoanwendungen unvermeidbare, permanente Beschreiben und Löschen der Platten ein deutlich höherer Materialverschleiß und mehr Rechnerbelastung als beim Einsatz in einem Büro-PC. Doch auch hier hat der Markt reagiert. IP-Kameras, wie die von Mobotix, verfügen über einen Langzeit-Ringpuffer und internen digitalen Videospeicher mit mehreren Gigabytes und können alle Ereignisse direkt in der Kamera aufzeichnen. Netzwerkverkehr kommt hier nur noch zustande, wenn der Benutzer über den Leitstandsrechner mit seiner Kamera kommuniziert oder die aufgezeichneten Ereignisse zur externen Archivierung aus der Kamera auslagert. Die hierfür noch benötigten Netzwerk-Übertragungsraten sind mit den derzeitigen Bandbreiten-Standards längst kein Problem mehr.

Interner Prozessor eröffnet ungeahnte Möglichkeiten

Intelligente IP-Kameras bieten einen weiteren Vorteil: Durch den eingebauten Chip sind sie quasi ein separater internetfähiger Computer, der seine Aufgaben weitgehend eigenständig erfüllt. Ist das Netzwerk, das die Kamera bedient, an das weltweite Netz angeschlossen, kann das Gerät die gesammelten Bilder als Internetseite online stellen. Diese Webseite kann dann mit einem gewöhnlichen Standardbrowser, passwort-geschützt, von jedem Internetzugang der Welt abgerufen werden. Eine Kamera, die dem Benutzer ermöglicht, auf Reisen per Internet zuhause nach dem Rechten zu sehen, dies konnte keines der veralteten Analog-Kamerasysteme jemals bieten. Weiteren Ideen für Anwendungsmöglichkeiten der Kameraintelligenz sind kaum Grenzen gesetzt. Die Video-Management-Systeme am Leit-stand werden hingegen immens entlastet. Sie können somit auf das Wesentliche, nämlich auf die optimale Wiedergabe der Bilder konzentriert werden. Dies schafft freie Ressourcen für den Leitstandrechner, die sich in der Kapazität widerspiegeln: Selbst wenn die Bilder oder Videos doch noch auf einem Leitstandrechner abgelegt werden – das vorhandene Potenzial eines einzigen Computers reicht aus für die Aufzeichnung und Live-Darstellung von Signalen bis zu 40 Kameras gleichzeitig. Es lässt sich erahnen, dass eine solche Leis-tungsfähigkeit nicht mit den bekannten Videoformaten (wie z.B. MPEG4) zu erreichen ist, die für den Consumerbereich entwickelt wurden. MPEG4 komprimiert die Datenmengen nicht in ausreichendem Maß. Doch die Verwendung dieser Formate ist auch gar nicht ratsam, konzentriert sich MPEG4 doch bei der Wiedergabe darauf, genau die Bildbereiche besser aufzulösen, in denen keine Bewegung stattfindet. Bei Sicherheitskameras sind jedoch gerade die Bildbereiche von Interesse, in denen sich etwas bewegt. Abhilfe schaffen deshalb neue, für den Sicherheitsbereich maßgeschneiderte Datenformate wie MxPEG von Mobotix, die auch mit den relevanten Softwareanwendungen kompatibel sind.

Wachablösung eingeleitet

Moderne IP-Videokameras verursachen dank ihrer exzellenten Produkteigenschaften fast immer weniger Installationsaufwand und sparen in vielerlei Hinsicht bares Geld. Der Markt für IP-Sicherheitstechnik wird weiter rasant wachsen. In den kommenden Jahren dürfte sich der Trend weg von den alten analogen Systemen und hin zu leis-tungsfähigen, digitalen IP-Netzwerkkameras unvermindert fortsetzen. Denn Sicherheit, das ist mehr als nur 0,4Megapixel.

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