Snimci nadzornih kamera postaju kristalno jasni uz 4K

4K Ultra-High Definition (UHD), najnovija tehnologija prikaza slike visoke rezolucije, lahko bi mogla promijeniti način na koji koristimo nadzorne snimke. Pošto ove visoke rezolucije omogućavaju lahko otkrivanje i najsitnijih detalja na snimcima, odlučili smo da detaljnije razmotrimo šta 4K može učiniti za videonadzor

Izvor: a&s International

E-mail: editorial@www.asadria.com

4K tehnologija je pronašla svoje mjesto na potrošačkom tržištu kroz 4K televizore i monitore, koji su u posljednje vrijeme iznimno popularni, a izgleda da je došlo vrijeme da ova tehnologija pronađe svoj put i u industriji sigurnosne opreme. “4H videosistemi nisu samo trend za budućnostnego se radi o tehnologiji koja je već prisutna na tržištu i koja snažno utječe na njegov razvoj. Glavna prednost joj je mogućnost pokrivanja većeg prostora, čime se smanjuju troškovi instalacija i izbjegava kupovina većeg broja uređaja”, rekao je KenHuang, specijalista za marketing kompanije DynaColor. Povećanjem upotrebe 4K tehnologije otvara se mogućnost proširenja nekoliko vertikala sigurnosnog tržišta koje mogu iskoristiti prednosti UHD-a.

Definicije i vertikale 

Pošto 4K slika sadrži 4096 x 2160 tačaka (8,3 megapiksela, četiri puta više od FullHD rezolucije), moguće je prikazivati UHD videosnimke. Na isti način na koji je i 1080p predstavljen tržištu, tako inicijalne 4K primjene podrazumijevaju videonadzor otvorenih prostora sa širokim poljem snimanja i potrebom za otkrivanjem sitnih detalja (naprimjer, sportski stadioni). AndresVigren, produkt-menadžer kompanije AxisCommunications, kaže: “HDTV mrežne kamere se već koriste u situacijama u kojima je potrebno nadgledati velike ili otvorene prostore sa mogućnošću vrlo preciznog zumiranja detalja. 4K UHD sve ovo podiže na još viši nivo pošto omogućava da se još veći prostor pokrije samo jednom kamerom, bez gubljenja detalja ako se ukaže potreba za pregledanjemvideosnimaka.” Mogućnost snimanja prostranih kadrova i zumiranja dijelova slike bez žrtvovanja piksela čine 4K idealnim za nadziranje velikih prostora, što je posebno korisno prilikom nadgledanja gradskih područja i transporta. Pored toga, pošto jedna 4K kamera može zamijeniti više HD kamera, radi se o cjenovno povoljnom rješenju koje istovremeno smanjuje broj mrtvih zona (dio kadra koji kamera ne može snimiti zbog hardverskih ograničenja).

4K tehnologija omogućava skupljanje više podataka iz videosnimaka, što omogućava detaljniju istragu, a istovremeno se otvara prostor i za business intelligence (BI, poslovna inteligencija). Naprimjer, kretanje zaposlenika i kupaca se može preciznije pratiti, a rezolucija snimka je dovoljno velika za višestruke analize sadržaja koje mogu pratiti brojanje novca ili registarske oznake na vozilima, što opet omogućava precizniju identifikaciju i smanjuje lažne uzbune. Ovo omogućava brže i preciznije nadgledanje kada je upravljanje većim brojem ljudi u pitanju (kontrola skupova). 4K se može primijeniti i prilikom nadgledanja gradskih područja, saobraćajnica sa većim brojem saobraćajnih traka, za policijske potrebe u kombinaciji sa geografskim informacionim sistemima (GIS) i tako dalje. “Optički zum postaje vrlo značajna osobina zahvaljujući 4K kamerama. Veći kvalitet kamera znači da se dobiva više takozvanih metapodataka, koji se dalje koriste za marketing, poboljšanje poslovanja i proizvodnih procesa”, navodi GerardFigols, direktor evropskog marketinškog odjela kompanije PanasonicSystemCommunications.

Brige kupaca

Iako imaju ogroman potencijal, 4K sistemi još nisu dostigli fazu zrelosti. Postoji nekoliko stvari koje potencijalni kupci moraju imati na umu prilikom kupovine 4K sistema, a najvažniji su: da li je oprema prikladna za upotrebu i da li je ostatak sistema kompatibilan sa 4K tehnologijama. “Glavni faktor prilikom procjene 4K sistema je postojanje kompatibilnih kodeka na kamerama i uređajima za snimanje koji već postoje u sistemu, kao i kapacitet uređaja za pohranu podataka, odnosno kompatibilnost uređaja za prikaz slike, kao što su televizori i monitori”, kaže Adler Wu, marketing-menadžer kompanije HikvisionDigitalTechnology. S obzirom datrenutno svega dvije kompanije nude 4K leće – Theia i Fujinon, njihov broj je prilično ograničen na današnjem tržištu. Isto tako treba uzeti u obzir da su proizvodi u ranoj fazi razvoja, pa većina videonadzornih operatora i dalje koristi HDTV monitore. Na kraju, kada se u obzir uzmu komplikacije sa snimanjem u uslovima slabog osvjetljenja i problemi sa hvatanjem brzih pokreta, jasno je da 4K tehnologija ima dosta prostora za napredak.

Treba dodati i to da se pogrešno smatra kako će 4K kamere zamijeniti panoramske kamere. Za sada, to nije istina. Ovo je posljedica proste činjenice da u slučaju nadziranja velikih prostora 4K kamere i dalje imaju ista ograničenja koja se tiču mrtvih zona prilikom širokokutnih nadgledanja. Fisheye (riblje oko) leće za 4K kamere tek treba da se razviju, pošto je jako teško eliminisati izobličenja koja se javljaju na krajevima leća. “4K jednostavno nije optimalna oprema kada je potrebno pokriti široke panoramske kadrove. Skladišta, predvorja hotela i parkirališta je još uvijek bolje nadgledati uz pomoć panoramskih kamera sa više senzora”, zaključuje BradDonaldson, direktor za upravljanje proizvodima kompanije ArecontVision.

Proizvođači kamera vode žestoku bitku između sebe kako bi postali prvi na tržištu sa sopstvenim 4K kamerama.Međutim, malo je onih kompanija koje nude kompletna 4K rješenja, što prisiljava kupce da posebno kupuju NVR uređaje i monitore, ako žele da instaliraju nove sisteme. Ovo vrlo često stvara probleme sa međusobnom kompatibilnošću između stare i nove opreme, odnosno opreme različitih proizvođača. Također, postoji problem prilikom unapređivanja H.265 čipseta. “U žurbi da što prije izbace 4K kamere koje koriste H.265 na tržište, mnogi proizvođači ne obraćaju požnju na efikasnost, što opet znači da će oni koji rano kupe opremu imati manje efikasne H.265 uređaje od danas standardnih H.264 uređaja”, upozorava EdThompson, tehnički direktor kompanije DVTel.

4K uvodi i potrebu za značajno većim prostorom za pohranu snimaka, te potrebu za većom mrežnompropusnošću, posebno kada se koristi H.264 videokompresija i stari hard diskovi, a sve zbog povećanih sistemskih zahtjeva koje donosi 4K videostandard. Srećom, napredak u mrežnoj arhitekturi i tehnologiji doveo su do razvoja 40-gigabitnogEthernet standarda, koji omogućava prijenos Ethernetmrežnih paketa brzinama i do 40 gigabita u sekundi, što je sasvim dovoljno za prijenos 4K videa. “Uzimajući sve ovo u obzir, kompresija 4K videa koja zadržava integritet i kvalitet videosnimka i dalje je vrlo važna, čak i prilikom korištenja 40-gigabitnihEthernet mreža”, rekao je Riki Nishimura, generalni direktor kompanije SonyElectronicsAsiaPacific.

Nadogradnja postojeće i eventualna kupovina nove opreme koja je neophodna da bi se u potpunosti iskoristile mogućnosti 4K opreme je trenutno vrlo skupa, iako cijena 4K optičkih leća drastično opada. Prošle godine su 4K leće koštale nekoliko stotina američkih dolara, a danas se pristojne 4K leće mogu kupiti za otprilike 20 dolara. Rast prodaje 4K opreme desit će se kada dođe do odgovarajućeg smanjenja cijena, što će omogućiti ponuđačima rješenja da pronađu nove načine za korištenjesnimljenog materijala 4K rezolucije.

Nakon svega rečenog, treba istaći izjavu Petera Pana, produkt-menadžera kompanije DahuaTechnology, koji vjeruje kako praćenje 4K videosnimaka u realnom vremenu nije apsolutno neophodno kada je u pitanju videonadzor. Ovo zavisi od korisnikovog budžeta, projektnih zahtjeva, kao i od potrošnje i raspoložive mrežnepropusnosti.

Dalji razvoj

U bliskoj budućnosti 4K će neizbježno postati novi standard po kojem će oprema za videonadzor snimati. Ipak, postoje mnogiizazovi koje proizvođači opreme moraju da savladaju – upravljanje značajno većim količinama videopodataka (uz veći bitrate), snimanje objekata koji se brzo kreću te izazovi snimanja u uslovima slabe osvijetljenosti, što su samo neki od njih prema Pieter van de Looverenu, direktoru marketinga kompanije Video Systems, koja operiše pod BoschSecuritySystems grupacijom.

Problemi sa snimanjem u uslovima slabe osvijetljenosti potiču od jednostavne činjenice da 4K oprema koristi vrlo male senzore na kojima su pikseli gusto zbijeni, pa je moguće detektovati relativno malu količinu svjetlosti. “Većina uređaja koristi senzore i leće manje kvalitete bez infracrvenog osvjetljenja (IC). Ovakvi uređaji su loše rješenje za situacije sa slabim osvjetljenjem, a koje su prilično česte”, objašnjava Thompson.Donaldson je također primijetio kako će različiti načini primjene imati značajne koristi od veće rezolucije i snimaka sa većim brojem sličica u sekundi, a u slučaju snimanja pri lošem osvjetljenju rezultati neće biti na zadovoljavajućem nivouzbog veličine piksela na senzoru. Proizvođači opreme ovaj problem za sada rješavaju tako što dodaju različite tehnologije koje poboljšavaju snimanje u uslovima slabe osvijetljenosti. Tako ArecontVision kamera sa senzorom veličine 1 inča ima veće piksele, dok DVTel ugrađuje infracrveno osvjetljenje koje u kombinaciji sa F1.4 lećama obezbjeđuje značajno bolje performanse u uslovima nedostatka svjetlosti. Ovakav razvoj događaja može obezbijediti bolje nadgledanje u određenim situacijama. Naprimjer, ovakva rješenja su pogodna za nadgledanje kasina, koji su obično prepuni uređaja koji svijetle različitim intenzitetom (poker-aparati, slot-mašine i slično).

Početak promjena

Jednom kada se 4K oprema fino podesi za korištenje u različitim situacijama, definitivno će donijeti značajne promjene u sigurnosnoj industriji. Iako je H.265 u poodmakloj fazi razvoja, proći će bar još jedna godina od njegove masovnije upotrebe. Prva generacija 4K kamera koristila je H.254 kodek sa optimizovanimpodešavanjemniskog protoka podataka, ali se očekuje da će H.265 biti finaliziran i da će postati novi standard. Iako trenutno postojeće tehnologije kompresija videa mogu podnijeti visoku rezoluciju, proizvođači opreme razvijaju nove tehnologije kako bi smanjile količinu podataka. Jedna takva tehnologija je BoschIntelligentDynamicNoiseReduction, koja smanjuje šum zavisno od pokreta i količine svjetla. Očekuje se i da će H.265 standard donijeti značajan napredak na polju smanjivanja količine protoka podataka.

Nema nikakve sumnje da će H.265 postati najbolje rješenje za upotrebu kamera ultravisokih rezolucija. “Uz najnovije tehnologije kompresije podataka, H.265 obećava smanjenje količine podatka i do 50%. Ovo donosi veliku prednost kada je u pitanju najvažnija karakteristika sistema za videonadzor visoke rezolucije: internet-propusnost (bandwidth) i kontrola kapaciteta uređaja za pohranu podataka”, kaže Huang. Da bi se riješili trenutni problemi sa potrošnjom mrežnepropusnosti, Vigren predlaže da korisnici koriste HDTV 1080p za prijenos žive slike, dok 4K UHD mogu koristiti kada pregledaju snimke u potrazi za dokazima.

Da bi se dalje olakšala primjena u situacijama kao što je nadgledanje otvorenih prostora, bit će vrlo važno da 4K dobije mogućnost snimanja snimaka visokog dinamičnog raspona(HDR – highdynamicrange) snimaka. Zbog visoke rezolucije 4K videa i uobičajenih primjena prilikom snimanja otvorenog prostora HDR će postati vrlo važna karakteristika koja će u jednom trenutku postati obavezna.

Glavni proizvođači senzora se fokusiraju na 4K senzore, koristeći prednosti koje ova tehnologija donosi. U kombinaciji sa tehnologijom smanjivanja šuma na snimcima, može se očekivati da će 4K kamere značajno poboljšati svoje performanse u uslovima slabe osvijetljenosti.

4K: od koncepta do realnosti

4K je prešao dug put od 2013. godine kada je International Telecommunications Union (ITC) postavio UHD standard za televizore. Kako proizvođači nastavljaju da unapređuju i poboljšavaju sisteme kako bi kupcima ponudili veće rezolucije i bolji streaming, postaje očigledno da 4K neće biti samo standard budućnosti kada je u pitanju videonadzor. Izgleda da će 4K biti ključ koji će otvoriti vrata za nove načine korištenja podataka koji se skupljaju.

4K izazovi

4K u poređenju sa 1080p HD snimcima nudi čišću sliku i bolje iskustvo korištenja za potrebe videonadzora. Sa druge strane, skupljanje podataka, enkodiranje i kodiranje, prijenos, prikaz, pohrana i procesiranje 4K materijala zahtijeva više standarde.

– Leće više rezolucije: leće trebaju biti minimalne rezolucije 8 megapiskela kako bi iskoristile puni efekat koji pruža 4K rezolucija. Ipak, cijena koštanja ovakvih leća je velika, a dostupnost im je ograničena, posebno kada su u pitanju leće pogodne za upotrebu u nadzornoj opremi ili leće koje podržavaju pokretanje prilikom zumiranja;

– Mrežni prijenos podataka, viša propusnost i veći kapacitet uređaja za pohranu podataka: prilikom korištenja u sigurnosne svrhe prijenos 1080p HD videa zahtijeva mrežnu propusnost od 4 Mbps, akorištenjem H.264 ekodiranja za 4K video potrebna je propusnost od 12 Mbps kako bi se sačuvao kvalitet slike. Predviđa se da će uvođenje 4K videa dovesti do udvostručenja zahtjeva kada je kapacitet uređaja za pohranu podataka u pitanju, a sve kako bi se ispunili zahtjevi za pouzdanim i sigurnim videonadzorom;

– Performanse čipova za enkodiranje: kako bi se smanjio pritisak koji stvara 4K video na mrežnu propusnost i kapacitet uređaja za pohranu podataka, potrebno je optimizirati performanse H.264 kodeka ili uvesti novi HEVC standard oznake H.265. Trenutno su brojni proizvođači počeli da optimizuju H.264 čipsete, fokusirajući se na različite načine smanjivanja količine podataka koji se prenose, a da pri tome ne utječu na kvalitet videosnimka;

– Jače dekodiranje i mogućnost reprodukcije: snažne jedinice za procesiranje grafike su neophodne, kako za procesiranje 4K rezolucije tako i za prikaz 4K videa;

– Uređaji za prikaz visoke rezolucije: 4K kompatibilni monitori su neophodni za prikaz potpunog efekta koji nudi 4K rezolucija. Pošto pouzdani i jeftini uređaji za prikaz 4K videa još uvijek ne postoje, ne postoji ni mogućnost značajnijeg širenja na tržištu. Iako su LCD 4K monitori dostupni na tržištu, oni još uvijek nisu pogodni za sigurnosnu industriju;

– Mogućnost procesiranja videa: 4K nadzorni snimci pružaju mnogo detaljniji uvid u situaciju na terenu, ali je u isto vrijeme potreban i mnogo jači hardver koji može podnijeti toliku količinu detalja. Ovo posebno važi prilikom procesiranja slike i videoanalize;

– Cijena: trenutno, 1080p i 720p HD rezolucije su dovoljne za moderni videonadzor, ali će smanjivanjem cijena 4K opreme njihova popularnost rasti.