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Augen der physischen Sicherheit

Kameratechnik im Überblick

11. Dezember 2020, 07:00 Uhr   |  Josua Braun/am

Kameratechnik im Überblick
© Bild: Dallmeier

Bild 1. Multifocal-Sensor-Systeme (etwa Panomera von Dallmeier) kombinieren Objektive unterschiedlicher Brennweiten in einem Gehäuse.

Die Anforderungen an Videotechnik im Rechenzentrum sind recht verschieden. Verantwortliche stehen vor der Frage, ob es darum geht, mit möglichst wenigen Systemen den Perimeter- und Außenhautschutz zu gewährleisten – und das vielleicht sogar mit einer KI-basierten Objektklassifizierung zur Reduktion von Fehlalarmen. Außerdem stehen Fragen zu weiteren Analyseanforderungen, Innenbereichserfassung und zur Gesamtkostensituation der unterschiedlichen Lösungen im Raum. Es lohnt sich also, Licht ins Dunkel der eingesetzten Techniken wie PTZ, Megapixel, Multi-Sensor oder Multifocal-Sensor zu bringen.

Die Abkürzung „PTZ“ steht für die englischen Begriffe „Pan“, „Tilt“ und „Zoom“, also „schwenken“, „neigen“ und „zoomen“. Dank dieser drei Funktionen können PTZ-Kameras Objekte und Personen erfassen und zur genaueren Identifikation ausgewählte Bildausschnitte durch optisches Zoomen vergrößern. PTZ-Kameras finden vor allem in der Live-Videoüberwachung Verwendung.

PTZ - Das Fernrohr

Die Kameras helfen, Vorgänge im Detail zu verfolgen und so zeitnah zu intervenieren. Vorgänge außerhalb des gegenwärtig im „PTZ-Fokus“ liegenden Bereichs bleiben dadurch undetektiert. Am RZ-Perimeter kann dies ein Problem darstellen, wenn Vorgänge an mehreren Zaunstellen gleichzeitig stattfinden. Zudem kann ein Systembediener pro Kamerasystem nur eine Detailansicht genauer betrachten. Auch zur Analyse sind PTZ-Kameras ungeeignet, da sich Bildausschnitt und Auflösung ständig ändern. Datenschutzanforderungen wie etwa das „Privacy Masking“ lassen sich in der Regel ebenfalls nur unzulänglich erfüllen.

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© Bild: Dallmeier

Bild 2. Mit Multifocal-Sensor-Systemen können mehrere Operatoren gleichzeitig beliebig viele und hochauflösende Detail-Zooms öffnen.

Single-Sensor-Kameras

Moderne Megapixel-Kameras bilden das Gesamtbild in oft sehr guter Qualität ab und ermöglichen es, große Areale zu überblicken. Die Grundproblematik der Physik jedoch bleibt: Megapixel-Kameras beobachten trotz teilweise hoher Sensorauflösung bestimmte Szenen, zum Beispiel im hinteren Bildbereich, in wesentlich geringerer Auflösung als im vorderen Bildbereich. Bestimmte Anwendungsfälle aber fordern, wie in der DIN EN 62676-4 beschrieben, eine gewisse Mindestauflösung auf der gesamten zu beobachtenden Fläche. Für gerichtsverwertbare Aufnahmen von Gesichtern beispielsweise sind mindestens 250 Pixel pro Meter (px/m), für die reine Analyse größerer Objekte etwa 62,5 px/m nötig.

Megapixel-Kameras „verschwenden“ also die wertvolle Ressource „Auflösungsdichte“ im vorderen Bildbereich, während Selbige im hinteren Bildbereich fehlt. Aber auch zusätzliche Kamerasysteme oder viele kleinere Kameras mit unterschiedlichen Brennweiten lösen diese Problematik nicht. Die effiziente Integration eben dieser stellt mit bestehenden Video-Management-Systemen ein höchst aufwendiges und zumeist hoffnungsloses Unterfangen dar. Ähnlich verhält es sich bei der Kombination mehrerer großer Megapixel-Systeme, wobei hier aufgrund der beschriebenen „Überkompensation“ von Auflösung schnell die Hardware- und Infrastrukturkosten aus dem Ruder laufen und sich Probleme mit der Bandbreite ergeben, die auch bestehende 1 GBit/s-Netze an ihre Grenzen bringen.

Planung

Dies gilt auch für die Planung, die schnell einen nicht mehr zu vertretendem Aufwand erreichen würde. Ein weiteres Problem stellt die Dynamik dar, also das „Verkraften“ unterschiedlicher Helligkeiten in einem Gesamtzusammenhang, das mit zunehmender Fläche immer schwieriger ist.
Das Problem „Mindestauflösung für leistungsfähige Analyse“ bleibt bei klassischen Single-Sensor-Kameras unbefriedigend gelöst. Die Ergebnisse datenverarbeitender Systeme sind nur so gut wie die Qualität der Ursprungsdaten. Für gute Ergebnisse der Videoanalyse ist das Kriterium für Datenqualität eine für die jeweilige Analyseanforderung passende Mindestauflösung. Aufgrund der Nachteile bei der Überwachung weiträumiger Areale greifen viele Integratoren auf eine Kombination aus PTZ- und Single-Sensor-Kameras zurück. Eine Alternative bieten Multi-Sensor-Systeme, bei denen mehrere Sensoren und Objektive in einem Gehäuse angeordnet sind, meist in einem 180- oder 360- Grad-Winkel.

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1. Kameratechnik im Überblick
2. Kombinationslösungen und Multi-Sensor-Systeme

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