Overvåkingskameraer

Stadig flere vil overvåke sine hjem og hytter. Utvalget av overvåkingskameraer er derfor større enn noensinne, og mange modeller ser til forveksling like ut. Under overflaten er det imidlertid store forskjeller, og det er disse forskjellene vi skal se på i dette kapittelet.

Overvåkingssystemene har blitt stadig mer nettverksbaserte. De eldste overvåkingssystemene bestod av kameraer som sendte analog komposittvideo over koaksialkabel til analoge videospillere. Etter hvert ble de analoge videospillerne erstattet av digitale enheter som gjorde det enklere å lagre og søke blant opptakene. Parallelt med dette begynte de analoge kameraene å bli faset ut til fordel for nettverksbaserte modeller. I dag er både kameraene og opptakene helt digitale.

Et gammelt analogt kamera hadde ingen innebygd intelligens. Bevegelsesregistrering, opptak og lignende ble utført av den analoge eller digitale opptaksenheten. I eldre versjoner av denne boken sammenlignet vi derfor kameraet med det menneskelige øyet og opptaksenheten med den menneskelige hjernen.

I forbindelse med overgangen til helt nettverksbaserte løsninger ble noen av opptaksenhetens funksjoner flyttet til selve overvåkingskameraet. Dagens IP-kameraer – også kalt nettverkskameraer – har all grunnleggende funksjonalitet innebygd. De kan derfor brukes helt frittstående. For å få ytterligere funksjonalitet kan de kobles til en skytjeneste, et smart hjem-system eller en overvåkingsserver (eller alle tre). 

En av egenskapene som er mest ulik mellom forskjellige overvåkingskameraer, er hvor høy oppløsning bildesensorene har. Jo flere piksler en bildesensor fanger, desto mer detaljrik blir videoen fra overvåkingskameraet. Blant vanlige systemkameraer og mobilkameraer har det lenge pågått et megapikselkappløp der produsentene har forsøkt å overgå hverandre med så høyoppløste sensorer som mulig. På system- og mobilkameraene er oppløsningen nå så høy at andre parametere har blitt betydelig viktigere å undersøke.

Det har ikke vært noe megapikselkappløp blant overvåkingskameraer (ennå). Derfor er det verdt å undersøke hvor høy oppløsning et slikt kamera har. De enkleste overvåkingskameraene har fremdeles ganske lavoppløste sensorer (f.eks. 640x480 piksler), mens sensorene i modellene med høyere ytelse har Full HD- eller Ultra HD 4k-oppløsning.

Nedenfor ser du en oversikt over vanlige begreper innen oppløsning, og hvor mange piksler de forskjellige oppløsningene tilsvarer.

Bildeoppdateringsfrekvensen er tett forbundet med oppløsningen til overvåkingskameraene. Jo flere bilder per sekund – eller "FPS" (eng. Frames Per Second) – videoen har, desto bedre "flyt" har den. I 25 FPS har videoen omtrent samme flyt som en kinofilm eller Blu-ray. I 10 FPS blir videoen merkbart "hakkete".

På mange overvåkingskameraer spesifiseres den maksimale oppløsningen og den maksimale bildeoppdateringsfrekvensen separat. Det kan være verdt å undersøke disse to parameterne sammen, siden ikke alle overvåkingskameraer klarer å holde den høyeste bildeoppdateringsfrekvensen i den høyeste oppløsningen.

Jo høyere oppløsning og bildeoppdateringsfrekvens videoen fra et overvåkingskamera har, desto mer data krever den. Heldigvis har nettverksbaserte overvåkingskameraer mulighet til å generere flere formålsoptimerte videostrømmer. Administratoren kan for eksempel lage en videostrøm for sanntidsovervåking i det lokale nettverket, en videostrøm for å strømme til mobiler over internett, og en videostrøm for arkivering.

Nedenfor ser du et eksempel med tre innstilte videostrømmer fra et Full HD-overvåkingskamera.

Konfiguration av videoströmmar i övervakningskamera (bilden är manipulerad).

Siden båndbredde sjelden er et problem i et lokalt nettverk, kan sanntidsstrømmen (strøm 1) dra full nytte av overvåkingskameraets oppløsning og bildeoppdateringsfrekvens. Det gjør derimot ikke mobilstrømmen (strøm 2). Den er begrenset i både oppløsning og oppdateringsfrekvens, slik at den skal kunne strømmes til mobiler med dårlig dekning. Arkiveringsstrømmen (strøm 3) er også begrenset, men bare i bildeoppdateringsfrekvens. I eksempelet har administratoren valgt å beholde full oppløsning – og heller ofre flyten i bildet – for å få med alle bildedetaljer.

Overvåkingskameraet genererer tre ulike videostrømmer for like mange formål

Alle overvåkingskameraer komprimerer videostrømmene slik at de skal ta så liten plass om mulig. Til dette brukes en såkalt kodek. Enkelte overvåkingskameraer har bare støtte for én videokodek, mens andre modeller lar administratoren velge blant flere. De vanligste videokodekene i overvåkingssammenheng er M-Jpeg (Motion-Jpeg), H.264 (også kalt AVC) og H.265 (også kalt HEVC).

Forskjellen mellom de tre kodekene er hvor mye videoen kan komprimeres uten at vi mennesker ser noen forverring av bildet. Videoen kan i teorien bli like god med alle tre kodekene, men M-Jpeg trenger ekstremt mye mer data (flere Mb/s) for å oppnå samme bildekvalitet. Ved en bestemt databåndbredde (f.eks. 1 Mb/s) blir derfor en M-Jpeg-video mye dårligere enn en H.264-video.

M-Jpeg er egentlig bare en strøm av Jpeg-bilder. Hvert eneste bilde komprimeres for seg. Jo færre variasjoner som finnes i bildet, desto færre biter kreves for å lagre bildet. H.264 er en "ordentlig" videokodek. Den tar ikke bare hensyn til endringer i et enkeltstående bilde, men også endringer mellom bilder. En overvåkingsvideo der det ikke skjer så mye, kan derfor komprimeres veldig mye (slik at den tar veldig liten plass) uten at videokvaliteten blir dårligere.

På grunn av dette bør M-Jpeg-kodeken alltid unngås i overvåkingssammenheng. Hvis kameraet har støtte for H-264, bør den kodeken velges i stedet. Hvis kameraet også har støtte for H.265, er det et enda bedre valg. Siden H.264-kodeken slo gjennom på midten av 00-tallet, har komprimeringsutviklingen gått fremover, og den nye H.265-kodeken kan komprimere video nesten dobbelt så mye uten merkbar reduksjon av kvaliteten.

I likhet med system- og mobilkameraer fungerer overvåkingskameraer best når det er lyst. Jo mørkere det er, desto mer kornete blir videoen.

For å fungere i totalt mørke er de fleste overvåkingskameraer utstyrt med en bildesensor som også reagerer på infrarødt lys (IR). Ved hjelp av en innebygd (eller en frittstående) IR-lyskaster kan overvåkingskameraer med IR-syn oppdage det infrarøde lyset som reflekteres på alt i kameraets synsfelt. Siden vi mennesker ikke kan se infrarødt lys, opplever vi rommet som kullsvart selv om det lyses opp av den infrarøde lyskasteren.

Bilde fra overvåkingskamera som ser i totalt mørke

Hvor langt et overvåkingskamera kan se i totalt mørke, avhenger av hvor sterk lyskasteren er, og hva som skal vises på videoen. Det kreves en sterk lyskaster for å kunne skille ut et menneskeansikt. Det er derimot nok med en ganske svak lyskaster for å kunne fange det høyreflekterende nummerskiltet på en bil.

De fleste overvåkingskameraer kan registrere bevegelser ved hjelp av bildeanalyse. Det innebærer at de legger merke til endringer i bildet og dermed kan avgjøre når noe skjer. Følsomheten er vanligvis justerbar, slik at administratoren kan velge hvor store forandringer som skal kunne skje i bildet før det skal regnes som registrert bevegelse. Administratoren kan vanligvis også velge ut spesifikke segmenter av bildet der bevegelsesregistreringen skal være aktiv.

I overvåkingskameraets webgrensesnitt kan administratoren velge områder der bevegelsesregistreringen skal være aktiv

Hva som skjer ved registrert bevegelse avhenger av hvordan overvåkingskameraet er konfigurert. Overvåkingskameraer som er koblet til skytjenester, begynner å spille inn video på skytjenestens servere eller sender push-varsler om at noe har skjedd. Andre overvåkingskameraer begynner å spille inn video på minnekort eller sender e-postvarsler om at det er registrert bevegelse.

Bevegelsesregistrering basert på bildeanalyse har en tendens til å resultere i mange falske alarmer. Når f.eks. solen går bak skyene, skjer det store endringer i bildet, som av en bildeanalysator kan feiltolkes som bevegelser. Avanserte overvåkingskameraer har derfor ofte en ekstra passiv IR-detektor (også kalt "Pir"). Den fungerer på samme måte som bevegelsesdetektorene i våre smarte hjem.

Hvis overvåkingskameraet har en passiv IR-detektor ("Pir"), bør den brukes i stedet for bildeanalysatoren

Fordelen med en passiv IR-detektor er at det faktisk må skje noe foran overvåkingskameraet for at den skal reagere. Hvis solen går bak skyene, skjer det store endringer i bildet, men IR-detektoren reagerer ikke siden ingenting har beveget seg foran den. Det samme gjelder hvis overvåkingskameraet filmer gjennom glass. IR-detektoren reagerer ikke på ting som skjer på den andre siden av glasset, siden selve glasset står stille.

Mange overvåkingskameraer er utstyrt med innebygde mikrofoner for å kunne ta opp omgivelseslyden. På enkelte modeller kan mikrofonen også brukes til å starte opptaket når en tilstrekkelig høy lyd registreres.

En del overvåkingskameraer har også innebygde høyttalere. Det er praktisk hvis overvåkingskameraet skal brukes som babycall eller til andre ting der toveis kommunikasjon er ønskelig. Hvis overvåkingskameraet har en høyttalerutgang i stedet for innebygd høyttaler, kan kameraet kompletteres med valgfri aktiv høyttaler (f.eks. en mobilhøyttaler eller datahøyttaler).

I likhet med systemkameraer kan overvåkingskameraer være utstyrt med forskjellige objektiver (selv om objektivet sjelden kan byttes ut i overvåkingssammenheng). Objektivene bestemmer hvor bredt synsfelt overvåkingskameraene har. Vanligvis ligger de horisontale synsfeltene mellom 45° og 90°.

For overvåking av brede rom finnes det spesielle overvåkingskameraer med 180°-vidvinkelobjektiv. Med en så bred synsvinkel blir videoen forvrengt, men vidvinkelkameraene kan vanligvis kompensere for forvrengningen digitalt (ved å strekke ut og presse sammen bildet).

Mange overvåkingskameraer med 180°-vidvinkelobjektiv kan kompensere for forvrengningen digitalt

Det finnes også overvåkingskameraer som har 360°-vidvinkelobjektiv. De monteres i taket og kan på den måten gi enda bedre overblikk, selv om bildeforvrengningen er høyst påtagelig.

I stedet for å bruke overvåkingskameraer med ekstremt bredt synsfelt kan såkalte PTZ-kameraer brukes (Pan, Tilt and Zoom). Det er motordrevne overvåkingskameraer som kan panorere (vris sidelengs), vinkles/vippes oppover og nedover og zoome. Mange PTZ-kameraer har en såkalt patruljeringsfunksjon, som gjør at kameraet sveiper konstant over rommet i ønsket hastighet.

EPTZ står for elektronisk PTZ og er en totalt meningsløs funksjon! EPTZ innebærer at brukeren kan zoome digitalt i videoen for deretter å panorere og vippe rundt i den innzoomede videoen. Digital innzooming gir verken flere detaljer eller skarpere video. Resultatet blir nøyaktig det samme som om brukeren hadde zoomet inn bildet i et bildebehandlingsprogram.

En klassisk scene i actionfilmer er når den stereotype datanerden hjelper politiet med å zoome inn, gjøre bildet skarpere og finne detaljer i et ellers ekstremt "pikselert" bilde. Dessverre finnes den teknologien bare i slike actionfilmer. I virkeligheten blir videoen aldri bedre med digital zoom. Det er bare optisk zoom (dvs. den som finnes i ekte PTZ-kameraer) som kan gi et nærmere og mer detaljrikt bilde.

På en del overvåkingskameraer er det digitale inn- og utganger. Inngangene brukes til å la frittstående detektorer fungere som opptaksutløsere (triggere). Hvis en inngangsdør er utstyrt med en magnetkontakt, kan den brukes til å utløse et overvåkingskamera. Når overvåkingskameraet merker at magnetkontakten bytter fra åpen til sluttet krets, setter overvåkingskameraet i verk innstilte tiltak.

Digitale utganger kan brukes på samme måte. Hvis du bruker en frittstående IR-lyskaster sammen med et overvåkingskamera, kan kameraet bruke den digitale inngangen til å tenne IR-lyskasteren ved registrert bevegelse.

Digitale inn- og utganger på et overvåkingskamera

Merk at digitale utganger ikke kan drive IR-lyskastere og lignende. Utgangene fungerer bare som brytere. IR-lyskastere og andre utløste produkter må ha egen strømtilførsel. Strømkrevende ting bør dessuten kobles i en sekundær krets via et relé, siden de digitale utgangene sjelden håndterer høy strøm (vanligvis rundt 50 mA på det meste).

Det stilles høye krav til overvåkingskameraer som skal brukes utendørs. For det første må de kunne tåle regn og vann. Beskyttelsen mot væske spesifiseres med samme IP-klassifisering som for elektriske artikler. IP44 betyr for eksempel at overvåkingskameraet tåler regn. IP66 betyr at det tåler å spyles (jo høyere det siste sifferet er, desto mer tåler overvåkingskameraet). 

For det andre må overvåkingskameraer også tåle utetemperaturer. Fordi IP-klassifiseringen ikke sier noe om kulde- og varmetoleranse, spesifiseres overvåkingskameraenes tillatte driftstemperaturer vanligvis separat.

Sist men ikke minst er risikoen for hærverk høyere utendørs. Mange utendørskameraer har derfor en IP-klassifisering som beskriver hvor godt beskyttet mot hærverk overvåkingskameraet er. IK-skalaen går fra IK00 (ingen beskyttelse) til IK10 (best beskyttelse).

IK10 innebærer at overvåkingskameraet tåler et direkte slag på 20 J. Det tilsvarer en kule som veier 2 kg og slippes rett ned på overvåkingskameraet fra 1 meters høyde.

Overvåkingskameraer som er koblet til med kabel, kan få strøm på to ulike måter: Enten drives de med en vanlig strømadapter, ellers drives de via nettverkskabelen. Teknologien som kalles POE (Power over Ethernet) gjør det mulig å strømforsyne POE-kompatible overvåkingskameraer via nettverkskabelen på opptil 100 meters avstand. Les mer om POE.

Det er mange fordeler med å bruke POE til strømforsyning. For det første reduseres antall kabler til bare én, noe som gjør installasjonen enklere. For det andre er lange, strømforsynte nettverkskabler ofte det eneste alternativet ved montering av overvåkingskameraer i taket. Dit rekker sjelden kablene til strømadapterne.

Sist men ikke minst gjør POE-strømforsyning det enkelt å strømsikre hele overvåkingssystemet. Hvis alle overvåkingskameraer drives av en og samme POE-switch, kan POE-switchen kobles til en såkalt UPS (Lär mer här). Da fortsetter alle overvåkingskameraer å fungere selv om strømmen går.

Obs! Husk også å koble ruter og eventuelle modemer og fiberomformere til UPS-en.

POE gjør det enkelt å strømsikre overvåkingssystemet

Trådløse overvåkingskameraer drives enten med strømadapter eller batterier. Batteridrevne overvåkingskameraer blir stadig mer populære, siden de er veldig enkle å plassere. Ulempen – i tillegg til at batteriene iblant må skiftes eller lades opp – er at batteridrevne kameramodeller ikke kan kobles direkte til trådløse nettverk. Wifi-maskinvare er enn så lenge for strømkrevende til å kunne brukes uten å gå på kompromiss med batteritiden. Batteridrevne overvåkingskameraer pleier derfor å kommunisere med en strømadapterdrevet basestasjon som i sin tur kobles til nettverket. Mellom overvåkingskameraene og basestasjonen brukes det en mer strømbesparende overføringsteknologi.