Az AHD (analóg) kamera rendszerekről

Az AHD biztonsági megfigyelő kamera története

Gyakorta felmerül a kérdés, különösen a biztonságtechnikai szakma ifjabb (és egyes tapasztaltnak számító) képviselői részéről, hogy 2022-ben mi keresnivalójuk van az analóg eszközöknek a CCTV kies világában?

Joggal teszik fel ezt a kérdést, mert az IP CCTV technológia jelenlegi fejlettségi szintje és árszínvonala alapján nehéz lehet megérteni, miért ragaszkodnak még mindig a gyártók, a forgalmazók és nem mellesleg a telepítők a nagyfelbontású „analóg” videó biztonságtechnikai megoldásokhoz. Az előző mondatban a „jelenlegi” jelző kiemelése nem a véletlen műve, hiszen 10-15 éve koránt sem ez volt a felállás.

Ahhoz, hogy az AHD biztonsági megfigyelő kamera megszületésének mozgatórugóit megértsük, javasolt egy rövid „megapixel felbontás” történelmi kitekintéssel indítani.

Nem kívánok visszamenni Ádámig és Éváig, de 1996-ig mindenképpen. Ez évben született meg ugyanis a világ első, IP technológiára alapozott CCTV kamerája és indult hódító útjára az IP CCTV. Nagyjából erre az időszakra tehető (Magyarországon), hogy a CCTV piaca robbanásszerű fejlődésnek indult, és már nem csak „kevesek” kiváltsága volt videó megfigyelő rendszerek telepíttetése.

Akik megélték azt az időszakot, emlékezhetnek rá, hogy kb. 2000-ig alig néhány ember tudott az új technológia megjelenéséről hazánkban. A 2000. évet követő időszakban is (joggal) elterjedt volt az a nézet, hogy az IP CCTV funkcionalitását tekintve nem versenyképes az analóg biztonsági kamerás megoldásokkal. Ez a helyzet persze gyorsan változott, a funkcionalitást tekintve mindenképp. Már 2002-ben megjelent az első megapixel felbontást kínáló IP CCTV biztonsági kamera, a frissítési sebesség is kezdte elérni az analóg kamerákét.

Ami nem változott még nagyon sokáig, az az eszközök beszerzési árában mérhető különbség. Az IP CCTV kamerák árszínvonala messze meghaladta analóg versenytársaikét. Ezt kompenzálandó, az IP technológia sajátosságaira építve, nagyon hamar megjelentek azon hozzáadott értéket jelentő funkciók és szolgáltatások, melyekkel a gyártók igyekeztek alátámasztani az árkülönbséget.

Persze, az analóg CCTV világát sem kerülte el a digitalizálódás szele. A 2000-es évek közepére a PC-k funkcionalitását közelítő DVR-ek (digitális videórögzítők) átvették a time-lapse videómagnó – multiplexer (quad, switcher) kombók helyét. A VHS, —némi túlzással—, egyik napról a másikra került át a CCTV képzeletbeli múzeumába. Mivel a DVR-ek (bizonyos nézőpontból és pongyola megfogalmazással) a PC-k képességeivel rendelkeztek, elkezdhettek megjelenni a hozzáadott értékű funkciók az analóg világban is. Ami viszont nem (illetve alig) változott, az a felbontás. A felbontás kérdése erőteljesen az IP malmára hajtotta vizet. Így érkezünk el a 2010-es évek elejére.

Néhány CCTV és félvezető gyártó cég felismert két alapvető igazságot:

Nagyon nehéz úgy az IP-t eredményesen promotálni, hogy mellette koax kábelek millió kilométerei léteznek, többé kevésbé új, ámde analóg eszközökkel a végpontokon.
A biztonságtechnikai telepítők jelentős része nem kíván elmélyedni az informatikai hálózatok ismeretében a szükségesnél mélyebben.

Több kezdeményezés indult annak érdekében, hogy az analóg CCTV-t átlendítsék a „megapixel felbontású érába”. Elmondható, hogy az új technológiák többsége sikeresen vette az akadályokat és dinamikus fejlődést felmutatva biztosították az „analóg” CCTV további működését.

Analog High Definition - AHD

Az egyik ilyen technológia volt a neves koreai félvezetőgyártó (Nextchip) AHD-je. A betűszó nemes egyszerűséggel és kifejezőerővel az Analog High Definition (analóg HD) kifejezést takarja. A Nextchip 2014-ben jelent meg a piacon 720p-s (1280x720) technológiájával, de az év végén a CPSE-n (Chinese Public Security Expo) már bemutatta Full HD-s (1920x1080) AHD megoldások gyártásához szükséges lapkáit. Az első piaci AHD kamerák és DVR-ek megjelenéséig még szűk 1 évet kellett várnia a piacnak.

A Nextchip megoldása magas al-vivőfrekvenciás algoritmusra és „ál Y/C elválasztó” technológiára épül. Fizikai sajátossága a cég megoldásának, hogy az AHD adót a kamera jelfeldolgozó egységébe integrálta, az AHD vevőt a DVR AV dekóderével „öntötte egybe”

Az egyes mérföldköveket most figyelmen kívül hagyva, az AHD az alábbi főbb jellemzőkkel/funkciókkal működik^* jelen bejegyzés írásának idején:

1 MegaPixel, 2 MP (FULL HD), 4 MP, vagy akár 8 MP (4K) felbontású képalkotás
- 4 MP felbontású videóanyag továbbítása
- 25 kép/s frissítési sebesség mellett,
- tömörítés nélkül,
- valósidejűen,
- akár 500m távolságra (1Mp esetén);
széles dinamikatartomány funkció (WDR) – a megfigyelt területről szélsőséges megvilágítási körülmények mellett is értékelhető képet biztosít;
digitális zajcsökkentés (2D és 3D DNR);
ködmentesítés – pára, köd zavaró hatását kompenzálja;
hordótorzítás kompenzálása – a jelenség széles látószögű optikák alkalmazása során tapasztalható;
színtorzítás kompenzálása – a kromatikus aberráció az optika fizikai sajátosságaiból fakad, adott fényviszonyok (háttérfény) mellett jön létre;
Smart IR – az integrált infravörös sugárzó adaptív, a célobjektum kifehéredését megelőző vezérlése;
mozgásérzékelés
OSD – grafikus kezelőfelület;
OSD távoli elérése és az AHD kamera beállítások végrehajtása távolról (koax.-on / UTP-n keresztül)
képterület kitakarás

*Az egyes termékek funkciókészlete gyártó és típusfüggő!

Hogyan működik az AHD kamera / CCTV rendszer?

Telepítői és felhasználói szempontból az AHD legnagyobb „csodája”, hogy valójában másodlagos, hogy mit rejt egy AHD biztonsági kamera/rögzítő belseje és maga a technológia miként működik. Ha valamely technológiáról elmondható, hogy közelít a „plug&play” (csak összecsatlakoztatom és használom), akkor az az AHD. Természetesen a hatékonyság és igényesség megköveteli, hogy a rendszer finomhangolására kellő időt szánjunk.

A technológiai mélységeket mellőzve annyit érdemes tudni, hogy az AHD CCTV rendszernek két fő „lelke” van. Az egyik a kamerába integrált képfeldolgozó egység (ISP), amely nevéhez illően feldolgozza, javítja, majd analóg közvetítőcsatornán továbbítható speciális digitális jelfolyamba kódolja a nagyfelbontású képtartalmat. A másik a rögzítőben (DVR) működő digitális jelfeldolgozó egység (DSP), mely az IPS által generált jelet dekódolja, majd a DVR (de leginkább a felhasználó) igényeinek megfelelően „formázza”.

Néhány sarokköve azért van az AHD CCTV biztonsági rendszereknek is, amelyeket mindenképpen figyelembe kell venni:

Az AHD kamerából érkező szabvány jelet kizárólag AHD kompatibilis DVR képes kezelni.
Az AHD kamera telepítése során ügyeljünk a DVR-től való távolságra. Bár az 500m soknak tűnhet, de ez leginkább a megfelelő minőségű és megfelelően szerelvényezett (BNC csatlakozóval ellátott) koax. kábelre igaz. Minél nagyobb felbontású a kamera, annál kisebb lesz a maximális távolság.
Amennyiben nem meglévő koax. hálózatra építünk, azaz UTP kábelt használunk, csak és kizárólag AHD kompatibilis ún. balunt használjunk az AHD kamera bekötéséhez. Ellenkező esetben a képminőségről nem igazán beszélhetünk. Ügyeljünk arra is, hogy a balun képes legyen az adott kamera megapixel számának megfelelő jelet átvinni.
UTP/FTP kábelhálózat esetén hiába van szabad érpár, a kamera tápellátásához külön, min. 2x0,75 szabványos kábelt használjunk. Számtalan probléma forrása, amikor valaki a csavart érpáras kábelt használja a 12 Volt átvitelére.
Egy UTP/FTP kábelen maximum 4 db AHD biztonsági kamera képét tudjuk továbbítani.
Az AHD kamerák felbontását nem lehet csökkenteni. Vagyis egy 4 MP (2K) vagy 8 MP (4K) felbontású kamerát semmiképpen nem tudunk egy max. 2 MP (FULL HD) felbontású rögzítőre csatlakoztatni. Az IP kamerák felbontása, képfrissítési sebessége csökkenthető, így azokkal megoldható ez a probléma.

Némi túlzással ennél többet nem is kell tudni egy AHD biztonsági kamera rendszer kiépítéséhez. Persze ez így nem igaz, de az IP CCTV-t jellemző magas színvonalú hálózati és egyéb informatikai ismeretek nem szükségesek.

Funkciók

Bár egyre több analitikai funkció jelenik meg az analóg HD biztonsági kamerákban is, a képtartalom elemző megoldások még jellemzően a DVR-ekben működnek, melyek nem szükségszerűen kötődnek az AHD (Nextchip) technológiához. Az AHD kamerákban jellemzően az alábbi funkciók találhatók meg a fent felsoroltakon túl:

Mozgatható kamerák vezérlése távolról (koax.-on /UTP-n keresztül)
Éjjel látás
Arcfelismerés
ToC: távvezérlés koax.-on keresztül
a kamera menüjének használata és a firmware frissítése szintén a DVR-en keresztül.

Ma már igen nehéz olyan kompakt kamerát beszerezni, mely nem rendelkezik IR sugárzóval (a box kamerákat leszámítva). Ennek köszönhetően az AHD kamerák 99%-a „vaksötétben”, éjjel is lát. Az éjjellátás szempontjából szeretik hangsúlyozni a lassú shutter funkció jelentőségét. Bár ez a legtöbb AHD kamera része, gyenge fényviszonyok mellett nem javasolt csak ezen funkcióra építeni.

Fontos kiemelni, hogy egy adott AHD kamera teljes funkciókészlete erősen típusfüggő!

Rögzítési lehetőségek

Mint az fentebb már említésre került, egy AHD kamera képanyagának rögzítéséhez feltétlenül szükséges egy AHD DSP-vel rendelkező DVR. Szoftveres megoldások ebben az esetben nem alkalmazhatók.

Ami a DVR-eket illeti, ma már nem szükséges kifejezetten AHD DVR-t keresni, mivel szinte mindegyik kezeli a legtöbb HD analóg technológiát (így az AHD-t is); képesek fogadni az „ősrégi” analóg, valamint az IP kamerák adatfolyamait is.

Annyit érdemes figyelembe venni, hogy bár a kamerák felől tömörítetlen képanyag érkezik, a DVR-ek (H.264 / H.265 szabvány szerint) tömörítik a képet (és adott esetben a hangot is). Amennyiben nem tennék, egy akár 12-16 TB tárkapacitást kezelő DVR winchestere „pillanatok” alatt megtelne.

Sőt, a szükséges tárterületet csökkenteni lehet a DVR-be épített mozgásérzékelés funkció segítségével. Ez azt jelenti, hogy csak akkor rögzít, amikor mozgás történik a képtartományban (voltaképpen képtartalom változást figyel).

Szoftverek AHD kamerákhoz

Kifejezetten az AHD kamerákhoz nem léteznek szoftverek. A legtöbb DVR gyártó egy ún. CMS-t ad a készülékhez, mellyel az informatikai hálózatra (LAN/WAN) csatlakoztatható rögzítő távolról elérhető és menedzselhető. Ezen keresztül az egyes kamerák képe is látható PC (notebook stb.) segítségével. CMS, illetve kamera/DVR típustól függően akár az AHD kamera menüje is elérhető és menedzselhető ezen szoftverek segítségével.

A DVR-ek távolról elérhetők továbbá mobil (okostelefonra, tabletre telepíthető Android és iOS) applikációkon keresztül is. Itt is igaz: több paramétertől függ, hogy az adott app-on keresztül csak megtekinthetjük AHD kameráink képét, a mozgatható kamerákat vezérelhetjük, vagy esetleg a kamera menüjét is elérhetjük-e a segítségével.

Több kamerás rendszerek

Az AHD rendszerek az analóg elődök nyomdokán haladva túlnyomórészt 4-8-16 kamerából és egy DVR-ből állnak. Típusfüggő, hogy az alap csatornaszám felett a rögzítő még hány darab IP kamerát képes fogadni. Illetve egyes DVR-ek lehetőséget biztosítanak arra, hogy az AHD kamera csatornák „kikapcsolásával” a helyükre IP CCTV kamerát csatlakoztassunk.

Mit tartalmaz egy AHD biztonsági kamera rendszer?

Mint azt már sokszor megállapítottuk, az AHD az egyik legegyszerűbb, nagyteljesítményű CCTV rendszer. Alapesetben a DVR-ből és ennek csatornaszámát nem meghaladó mennyiségű biztonsági kamerából áll. Az esetek adott részében kiegészítő eszközre (pl. konzol) sincs szükség, mivel ezeket a legtöbb kameragyártó alapértelmezetten biztosítja a készülékhez. Ha egy már meglévő koax. hálózat is a rendelkezésünkre áll, a kábelezésre sem kell pénzt és gondot fordítani. Amennyiben új hálózatot szükséges kihúzni, igyekezzünk magas minőségű (tömör réz) kábelt használni. Nem lehet elégszer hangsúlyozni, hogy UTP (FTP) kábelezés esetén kizárólag AHD kompatibilis balunt használjunk az AHD kamera bekötéséhez. Ha mindez már megvan, akkor csak a tápellátást kell (megfelelő szinten!) biztosítani.

Amennyiben LAN hálózaton és/vagy Interneten keresztül is el szeretnénk érni CCTV rendszerünket, az ehhez szükséges hálózati eszközök (switch, router stb.) is szükségesek.

Hogyan kell telepíteni és beállítani?

Az AHD rendszer telepítése (különösen a hozzáértő szakemberek számára) rendkívül egyszerű. Mindössze a kívánt helyre fel kell szerelni a megfelelő képalkotási képességgel (felbontás, látószög, zársebesség, fényérzékenység stb.) rendelkező AHD kamerát és összekötni a központi egységgel (DVR). Ezt követően az AHD kamera beállítása a megszokott elvek szerint zajlik, maga az AHD technológia semmilyen új munkafolyamatot, eljárást nem kíván meg.

Hogyan kell üzemeltetni?

Az AHD rendszerek esetében, megfelelő telepítést követően nincs szükség extra üzemeltetési irányelvek figyelembevételére. Éppoly „bombabiztos” a működésük, mint anno, analóg elődeiké volt. Pont ennyi karbantartást is igényelnek. A DVR esetében a HDD az, melyre leheletnyivel nagyobb figyelmet kell fordítani, biztosítva, hogy még időben kicseréljük a kiöregedő winchestert.

Kiegészítő szolgáltatások

A kiegészítő szolgáltatások jellemzően nem AHD (Nextchip) specifikusak, az egyes gyártók, első sorban a DVR-be integrálva kínálnak extra, elsősorban kép-, némely esetben hanganalitikai szolgáltatásokat. Néhány gyártónál megjelent a koax kábelen keresztüli tápellátás funkció (PoC), ami még egyszerűbbé teheti az AHD video megfigyelő rendszer telepítését. A PoC-hoz arra alkalmas AHD DVR és kamera szükséges.

Kültéri és beltéri kamera rendszerek

Az AHD CCTV rendszerek esetében pontosan azon szempontokat szükséges figyelembe venni, mint bármely egyéb CCTV rendszer esetében. Maga a technológia nem kíván „különleges” elbánást. Javasolt kültéri telepítés esetén figyelembe venni a balunok megfelelő védelmét.

Miért vegyek AHD-t?

Elmondható, hogy az AHD CCTV technológia a legegyszerűbben és leggyorsabban telepíthető, legkönnyebben alkalmazható, kiváló, nagyfelbontású képanyagot biztosító videó biztonságtechnikai megoldások közé tartozik. Nem mellesleg az AHD eszközök telepítése a „költséghatékony” árszintű. Amennyiben már rendelkezünk régebbi analóg CCTV megfigyelő rendszerrel, de elégedetlenek vagyunk a felbontással, képminőséggel, az AHD az egyik legjobb megoldás az „upgrade”-re.

Elmondható, hogy az AHD az IP CCTV eszközök képminőségét nyújtja, „optimalizált” szolgáltatás készlettel, ellenben töredék áron. Az „optimalizált” szolgáltatáskészlet azt jelenti, hogy zömében a hagyományos analitikai szolgáltatásokkal rendelkeznek, szemben az IP kamerák egyre szélesebb körű, egyre inkább MI (Mesterséges Intelligencia) alapú megoldásaival. Azt azért hozzá kell tennünk, hogy a felhasználók jelentős része számára az AHD kínálta analitikai megoldások bőségesen elegendőek.

Jellemzően a több telephelyes ügyfeleket, a nagy áthidalandó távolságokat és a kameraszámot szokták felhozni az IP CCTV telepítése mellett. Ez természetesen tagadhatatlan kihívás, de amennyiben nincs szükségünk bizonyos extra funkciókra, melyek csak IP CCTV eszközökkel érhetők el, megfelelő VMS segítségével és AHD technológia alkalmazásával is kiépíthetünk nagyobb kameraszámú, több telephelyet „aggregáló” CCTV megfigyelő rendszert.

Ha három érvet kellene felsorolni, az alábbiak lennének: