• O nama >
• Novosti

Videonadzor: Stručni članci

Videonadzor preko mobilnih mreža

(Srđan Jerković, TeleEye)

Sve je više zahtjeva za prijenosom podataka i videa putem mobilnih mreža. Bilo da se radi o prijenosu videa iz vozila u pokretu (transport putnika, transport novca ) ili prijenos videa sa udaljenih lokacija koje nemaju nikakvu žičanu infrastrukturu (gradilišta, privremene aplikacije za Policiju, vatrogasce, vikendice i kuće za odmor) prijenos podataka preko mobilnih mreža jedino je rješenje.

U ovom članku razmatramo tehnologije prijenosa videa mobilnim mrežama, probleme kod takvog prijenosa te opise rješenja dostupnih u Hrvatskoj.

• GPRS
  General Packet Radio Service je tehnologija paketnog prijenosa podataka. Njena glavna prednost je što se naplata obavlja prema količini prenesenih podataka, bez obzira na vremensko trajanje veze.
  U tehničkim podacima o uređajima često ćete pronaći podatak o klasama koje se odnose na vremenske odsječke pridjeljenei slanju, odnosno primanju podataka (up i down link). Što se više odsječaka koristi, brži je prijenos podataka, s time da postoji ograničenje na ukupan broj aktivnih odsječka u slanju i primanju.
  Krajnje mogućnosti i brzina ovise o opterećenosti bazne postaje, jer glasovne usluge ima prioritet pred prijenosom podataka, i njenoj udaljenosti od mjesta s kojeg uspostavljate podatkovnu vezu.
  Tako će uređaj klase 8 (4+1) imati 4 odsječka za primanje i 1 sa slanje, a uređaj klase 10 imati 4+1, no može imati i 3+2 jer će uzeti jedan odsječak više u slanju (poželjno pri slanju, npr. e-maila).
  Pretočimo li to u uobičajenu mjeru brzine, dolazimo do tablice idealnih brzina prijenosa podataka: Primanje podataka Slanje podataka

GPRS 4+1 80 kbit/s 20 kbit/s
GPRS 3+2 60 kbit/s 40 kbit/s

Kako svaki odsječak daje do 20 kbit/s, jednostavnom ćemo operacijom množenja dobiti da uređaj klase 12 u modu 3+2 daje idealnu brzinu primanja od 60 kbit/s, te brzinu slanja od 40 kbit/s. Realne brzine prijenosa kreću se od 30-80 kbit/s ili prosječno oko 56 kbit/s, što je jednako brzini klasičnog dial-up pristupa preko fiksne linije.

• EDGE
  Enhanced Data Rates for Global Evolution je tehnologija koja bitno povećava mogućnosti GPRS mreže. Zovu je i EGPRS (Enhanced GPRS, tj. unaprijeđeni GPRS). Uz pomoć EDGE tehnologije, prijenos podataka je dva do tri puta brži nego putem GPRS-a. EDGE predstavlja posljednju prijelaznu fazu podatkovnih komunikacija unutar GSM standarda, te prijelaznu fazu prema mrežama treće generacije. Veća brzina posljedica je drugačijeg oblika kodiranja koji omogućuje da jedan puls nosi 3 bita, dok je kod GPRS to 1 bit. Realne brzine prijenosa kod EDGE tehnologije kreću se od 160 do 236,8 kbit/s.
  Nema razlike u korištenju GPRS ili EDGE tehnologije. Uređaj koji podržava EDGE, automatski ga i koristi ako je područje pokriveno EDGE signalom, a na području koje EDGE ne pokriva, uređaj koristi GPRS.

• UMTS
  Universal Mobile Telecommunication System je standard treće generacije mobilne telefonije (3G) koji omogućuje prijenos podataka teoretskim brzinama do 2 Mb/s, dok su realne brzine puno niže, do 384 kbit/s. No, i to je dvostruko brže od EDGE, odnosno četverostruko brže od GPRS tehnologije, te zadovoljava potrebe prosječnog korisnika. Ovaj standard omogućuje i visoku kvalitetu glasovnih usluga te nova komunikacijska rješenja (npr. video-poziv).

• HSDPA
  High Speed Downlink Packet Access je 3.5 G tehnologija, nadogradnja postojeće UMTS infrastrukture, koja, u odnosu na UMTS, nudi do četiri puta bržu podatkovnu vezu u primanju (downloadu) i slanju (uploadu). Pokrivenost HSDPA signalom je jednaka pokrivenosti UMTS signalom, te ćete, ako koristite uređaj s HSDPA funkcionalnošću, automatski koristiti HSDPA tehnologu prilikom prijenosa podataka. Korištenje HSDPA tehnologije omogućuje ugodnije korištenje aplikacija u stvarnom vremenu kao što su mobilna televizija, mrežne igre ili pristup korporativnim aplikacijama.
  Najveća teoretska brzina prijenosa podataka HSDPA tehnologijom je 3,6 Mbit/s (download)
  U praksi, (izmjereno u Hrvatskoj ) upload je oko 330Kbit/s

Za aplikacije daljinskog video nadzora kod kojih nije dostupna fiksna mreža, jedino rješenje ostaje slanje videa putem mobilnih mreža. Mobilne mreže izvorno nisu projektirane za sustave video nadzora, stoga treba razmotriti neka pitanja implementacije u praksi.

Prije svega, kod mobilnih mreža ne postoji dostupna adresibilna internet IP adresa. Kako onda možemo locirati i ostvariti vezu sa video serverom putem mobilne mreže?
Globalno gledano, greške u komunikaciji na mobilnim mrežama puno su češće nego na fiksnim mrežama. Kako onda možemo osigurati kontinuitet i kvalitetu živog videa putem mobilne mreže?
I zadnje, ali ne i najmanje važno, ukoliko je poterbno slanje videa putem mobilne mreže protok podataka odnosno propusnost mreže daleko je od potrebne, pogotovo u smjeru uploada. Na primjer, GPRS i EDGE veze pružaju bezine uploada od svega 14 i 59.2kbps. UMTS ili 3G mreže deklariraju se na 384kbps dočim je stvarna protočnost od 200kbps ili manje, u većini slučajeva. HSDPA ima dvostruko veću brzinu downloada, ali je brzina uploada ostala gotovo ista kao i kod UMTS. U teoriji, HSUPA postiže značajno bolje brzine uploada, samo je problem što ta tehnologija ni izbliza nema toliku zastupljenost na tržištu kao prije navedene.

• Video kompresija
  Postavlja se pitanje koji je najvažniji faktor koji određuje karakteristike prijenosa videa mobilnim mrežama ?
  Ja bih rekao da je za prijenos videa mobilnim mrežama najvažniji način kompresije izvornog video signala.

Motion JPEG, MPEG4, H.264 itd. smatraju se tradicionalnim tehnologijama kompresije. Kada se video uživo proslijedi na koder, on će generirati samo jedan slijed komprimiranih podataka na izlazu. Kako znamo, u današnjim su aplikacijama jednako važni i snimanje i transmisija. Snimanje obično zahtjeva veliki protok informacija kako bi zapis videa bio odgovarajuće kvalitete. Međutim, za transmisiju videa putem mobilnih mreža imamo ograničenu propusnost podataka. Stoga samo jedan izlazni slijed podataka (video stream) teško može zadovoljiti potrebe i jedne i druge funkcije, i snimanja i transmisije.

Zato je prva mana tradicionalnih video kodera ta da će performanse snimanja i transmisije utjecati jedna na drugu – ukoliko jako komprimiramo video kako bi ga mogli prenijeti na daljinu, imat ćemo loš zapis, a ukoliko poboljšamo kvalitetu zapisa video na daljinu nećemo moći prenijeti zadovoljavajućom brzinom.

“Motion predictive coding” (ili koder baziran na predviđanju pokreta) u MPEG4 /H.264 koderu dijeli sekvence slika živog videa u grupe. Prva slika u grupi naziva se “intra frame” ili I-frame. Slijedeće slike unutar grupe nazivaju se “predictive frame” ili P-frames. Kompresija I-frame koristi sve informacije sadržane u slici, dočim će se slijedeće slike oslanjati dijelom i na neke matematičke algoritme. Najveću kvalitetu u grupi ima I-frame, dok kvaliteta slijedećih slika postepeno pada.

Može se reći da se artefakti kompresije neće lako uočiti kada se video zapis bude pregledavao normalnom brzinom, budući da ljudsko oko nije toliko osjetljivo da bi pri toj brzini te greške uočilo. Zato je MPEG-4 kompresija i dalje u širokoj primjeni kod mnogih multimedijalnih aplikacija.

Situacija kod video nadzora je međutim malo drugačija. Neovisno o tome koliku učestalost slika stranka od sustava traži, u slučaju incidentne situacije biti će potrebno izdvojiti nekoliko statičnih slika u svrhu dokaznog materijala. Uz karakteristike MPEG-4 kompresije, teško se može zagarantirati da će tražene slike biti odgovarajuće kvalitete (tj. bez lako uočljivih artefakata kompresije).

Stoga je druga mana tehnologije kompresije tradicionalnih video kodera nejednaka kvaliteta slika u slijedu.

Resurse javnih komunikacijskih medija poput mobilnih mreža obično dijeli veliki broj korisnika. Propusnost podataka na tim mrežama nije ujednačena, tako da se ne može garantirati protok informacija. Mnogi će MPEG-4 / H.264 bazirani uređaji u takvim neujednačenim uvjetima protoka dati slike uz ozbiljne greške.

Treća mana tehnologije kompresije tradicionalnih video kodera podložnost greškama prilikom transmisije na kanalu neujednačene propusnosti (uslijed odgađanja i/ili greške prilikom transmisije).

Nemojte krivo shvatiti izloženo: ne tvrdim da tradicionalne tehnologije kompresije nisu dobre tehnologije – to su i dalje vrlo dobre i robusne tehnologije za mnoge aplikacije. Nakon ovih razmatranja međutim, možemo zaključiti da nisu specijalno projektirane za sustave daljinskog video nadzora, a osobito ne za sustave video nadzora putem mobilnih mreža.

• Rješenje

Sastoji se u načinu kodiranja koje će dati više istovremenih video slijedova, poseban slijed za snimanje i poseban slijed za prijenos, koje će u slijedu slika davati slike jednake kvalitete i koje je prilagodljivo neujednačenom prijenosu podataka.

Iako se na tržištu nude razni “dual-codec” uređaji treba naglasiti da mnogi od njih traže kompromisni odabir ili jednog ili drugog kodera (npr. MPEG4 ili JPEG) ovisno da li je potreban kvalitetan snimak ili kvalitetan prijenos. U novije vrijeme nude se i “pravi” dual-codec uređaji (npr. optimizirani H.264) koji zaista i daju dva istovremena video slijeda. Međutim treba znati da je H.264 (poznat i kao MPEG4-part 10 ili MPEG4-AVC) samo unaprijeđena varijacija MPEG4 standarda sa svim svojim prednostima, ali i manama koje su osobito uočljive na sporom komunikacijskom kanalu poput, greškama podložnih, mobilnih mreža i ADSL-a.

U praksi dokazano i više puta nagrađivano rješenje jest SMAC-M tehnologija kompresije koja istovremeno daje 5 video slijedova ( jedan slijed za snimanje u DVD kvaliteti i još četiri slijeda za prijenos na različitim komunikacijskim kanalima poput ( LAN, ADSL, telefonske i ISDN mreže i mobilne mreže). Tada nema kompromisa glede snimanja i transmisije. Video se npr. može snimati u D1 kvaliteti i istovremeno prenositi mobilnom mrežom budući se radi o dva istovremena, ali sasvim odvojena video slijeda.

Kako se radi o vektorskoj kvantizaciji kvaliteta svih slika u video slijedu kod SMAC-M-a je jednaka, a ugrađeni mehanizmi kontrole i trenutne prilagodbe neujednačenom komunikacijskom kanalu osiguravaju stabilan rad.
Brzina prijenosa videa na 3G mrežama (uploada 300 Kbp/s) je do 50 slika u sekundi pri CIF rezoluciji te 12 ili više slika u sekundi pri D1 rezoluciji.
Kod GPRS-a (najsporiji način mobilnog prijenosa) brzina prijenosa je oko 40% manja , ali uz stalnu i jednaku kvalitetu i bez artefakata ( “kockice” duginih boja i sl.) u slici.
Ako razmotrimo i usporedimo kapacitet snimanja, pri D1 rezoluciji i 25 slika u sekundi, JPEG treba 170 GB dnevno, MJPEG 100 Gb, MPEG4 40 Gb dok SMAC-M treba samo 25 Gb diskovnog prostora dnevno što znači da je SMAC-M 60 % efikasniji u pohrani u usporedbi sa MPEG4.

Od uređaja sa SMAC-M tehnologijom na našem tržištu dostupno je više različitih modela, ovisno o broju video kanala te ovisno o tome da li je uređaj namijenjen za vozilo (otpornost na vibracije) ili je uređaj namijenjen za prijenos videa mobilnom mrežom iz npr. neke kuće za odmor i sl.
Naši mobilni operateri (T-Mobile i VIP) pružaju usluge mobilnog prijenosa podjednake kvalitete i cijene. Razlikuju se u tarifnim paketima te u ponudi opreme za mobilni internet (USB modem, USB stick ). Tu treba biti oprezan i tražiti USB modem, a ne USB stick budući da je stick neka vrsta soft modema koji za rad treba i računalo.
Cijene prometa podataka padaju, a ušteda se može ostvariti pametnim podešavanjem načina rada snimača/transmitera te ograničavanjem količine podataka koje isti pumpa u mobilnu mrežu.

---

Videonadzor: Kontraproduktivno je uspoređivati učinak policajaca i nadzorne kamere

Sustavi videonadzora imaju dobre i loše strane, no ovdje temeljem više svjetskih studija procjenjujemo učinkovitost kamera u nadzoru javnih površina

(Napisao: Srđan Jerković, TeleEye)

Razmatranjem stanja sustava videonadzora javnih površina i njihove učinkovitosti, dolazimo do iznenađujućih razlika u interpretaciji njihove korisnosti i primjene. Iako neke grupe ljudi smatraju da su ti sustavi nadzora posve neučinkoviti, svjedoci smo da lokalne vlasti ipak sve češće implementiraju nove sustave. U ovom ćemo članku razmotriti rezultate analiza provedenih u razvijenim zemljama, kako bismo na tim primjerima mogli naučiti kojim praktičnim detaljima treba posvetiti pozornost pri optimiziranju tih sustava.

• Smanjenje ukupnog kriminaliteta
  Većina provedenih studija efikasnosti sustava videonadzora javnih površina koncentrira se na analiziranje mogućnosti tih sustava u smislu smanjenja kriminaliteta. Osnovni pristup kod tih analiza bazira se na statističkoj usporedbi stanja kriminaliteta prije i poslije implementacije sustava videonadzora na nekoj lokaciji.
  Kad se govori o zaštiti privatnog sektora, stvari stoje malo drukčije: efikasnost sustava videonadzora procjenjuje se na osnovi riješenih slučajeva kriminalnih radnji. Dakle, privatni korisnici uspoređuju koliko je njihov sustav pridonio rješenju konkretnog kriminalnog djela (krađe ili prijevare koje je počinio netko od zaposlenika, oružane pljačke…) te na osnovi tih rezultata vrednuju efikasnost sustava.
  Ta dva različita načina vrednovanja sustava videonadzora dovode do krive predodžbe u javnosti, a protivnici sustava nadzora javnih površina ispuštaju iz vida bitne razlike u namjeni tih sustava.
  Medijski crno-bijeli pristup problemu efikasnosti sustava videonadzora javnih površina dovodi do beskonačnih rasprava na temu njihove implementacije. Te rasprave obično završe zaključkom kako je bolje da se takav sustav ni ne instalira ako ne može pridonijeti ukupnom smanjenju kriminala. Razmotrimo li različite vrste kriminalnih radnji, analize okazuju nešto sasvim drugo: ti su sustavi iznimno učinkoviti po pitanju smanjenja kriminalnih radnji s predumišljajem (krađe, razbojstva…). Najbolji je primjer videonadzor parkirališta, gdje je kriminalitet na pokrivenim lokacijama drastično manji nego na onima bez sustava zaštite. Istodobno, opći je zaključak studija da ti sustavi mogu malo doprinijeti smanjenju zločina iz strasti ili nedoličnog ponašanja na javnom mjestu (pijanstva, obijest…). Ti se rezultati savršeno uklapaju u općepriznate učinke videonadzornih kamera.
  S obzirom da već samo postojanje kamere povećava rizik da će netko od počinitelja kriminalnih radnji biti snimljen, gonjen i uhićen, potencijalni će počinitelj reagirati shodno tome. Zdrav razum kazuje da će taj efekt biti izraženiji kod radnji s predumišljajem nego kod zločina iz strasti.

• Koliko košta jedna kamera?
  Danas je rašireno razmišljanje da su sustavi videonadzora mastodont koji nije evoluirao od svoga nastanka. U prilog tome idu i razne tv-serije u kojima se forenzičari i dalje služe videovrpcama te s njih rekonstruiraju snimke s mjesta zločina – evidentno se ni režiseri niti scenaristi tih serija nisu informirali o stanju tehnologija videonadzora – stoga ne čudi da je takva i percepcija javnosti. Sve to ne bi imalo pretjerane važnosti da se i studije efikasnosti nisu bazirale na istim premisama. Samo je jedna studija iz 2005. priznala postojanje tehnoloških promjena.
  Studije pokrivaju veliko vremensko razdoblje – većina ih je provedena između 2000. i 2004. godine. Problem je u tome što je tehnologija sustava videonadzora pritom prošla kroz dramatične promjene te nije primjereno procjenjivati efektivnost sustava bez uzimanja u obzir tehnološkog aspekta.U usporedbi s današnjim sustavima videonadzora, rezultati su bili šokantni. Velika većina sustava koristila je VCR uređaje – “trakaše”. Čak i u slučajevima kad su korišteni DVR uređaji, brzina snimanja većine njih nije prelazila dvije slike u sekundi.
  Svi sustavi koristili su kamere standardnih karakteristika. Kako nijedno izvješće nije razmatralo vrstu transmisije videa, a uređaji su stariji od 2004. godišta, najvjerojatnije nijedan od sustava nije koristio IP mreže.
  Iako sve studije navode iznose koji se odnose na kompletne sustave, cijena pojedinačne kamere često je zanemarena. Najčešće se
  barata iznosom od 990 milijuna dolara, koju je ministarstvo unutrašnjih poslova Ujedinjenog Kraljevstva utrošilo na sustave videonadzora (treba biti svjestan činjenice da je UK vodeće u svijetu po broju CCTV sustava – više od 20 posto svjetskih sustava aktivno je u UK!). No tek su u studiji iz 2005. iznesene cijene po kameri.
  Cijena sustava po kameri vrlo je bitna za poimanje tehnoloških promjena i uočavanje nepotrebnih troškova. Prema britanskom izvješću iz 2005., ta je cijena potkraj 90-ih te na početku novog milenija varirala od 13.800 do 65.300 dolara. Procjenjuje se
  da je najveća stavka u tim troškovima transmisija videa. Budući da je riječ o vanjskim kamerama raspoređenim po cijelim
  gradovima, treba izgraditi sustave prijenosa videa – obično su to optički kabeli u vlasništvu grada – koji iziskuju velika ulaganja. Danas su, jasno, pravi izbor IP mreže što cijenu drastično smanjuje.

• Ljudi preferiraju skuplje policajce
  Sve se studije slažu da je policajac taj kojeg ljudi preferiraju u odnosu na kamere. Iako je to razumljivo i većina će se javnosti s time složiti, pritom se zaboravlja na jednu vrlo bitnu stavku. Kako je cijena policajčeva rada veća od cijene kamera, usporedba može zavarati. Prema podacima iz 2005. cijena sustava po kameri iznosila je između 1200 i 6000 dolara. U usporedbi s cijenom rada jednog britanskog policajca, to je iznosilo od 1/15 do 1/80, uključujući policajčevu obuku, beneficije i opremu. Prema današnjim je cijenama, više stotina kamera moguće postaviti za iste troškove po jednom policajcu. Provede li se usporedba na ukupnom sustavu, disproporcija je još uočljivija. Onih famoznih gotovo milijardu američkih dolara utrošenih na CCTV sustave u UK tijekom proteklog desetljeća predstavlja manje od 1 posto novca utrošenog na policijske snage u istom razdoblju. Jedna od bitnih stvari koje zagovornici sustava videonadzora javnih površina moraju imati na umu kod predstavljanja proizvoda jest odustajanje od inzistiranja na smanjenju kriminala kao osnovnom razlogu implementacije sustava. Time se oponentima izbija iz ruke najjači adut i izbjegava izravno sučeljavanje te se zajedničkim snagama može doći do optimalnih zaključaka o načinu korištenja tih sustava.
  Kao što privatnici koriste sustave videonadzora za rješavanje slučajeva kriminalnih radnji, tako bi to trebale i javne ustanove. Na taj se način pametnim odabirom tehnologija može usredotočiti na brzo rješavanje slučajeva. Želi li se smanjiti kriminal s predumišljajem, treba provesti studiju ugroženosti pojedinih javnih institucija i lokacija. Tada se upotrebom tehnologija poput daljinskog videonadzora uživo maksimalno može utjecati na učinkovitost sustava. Tih primjera ima i u nas, gdje se takvi sustavi koriste za nadzor javnih parkirališta uz izrazitu učinkovitost u smanjenju kriminala.

• Izbor odgovarajuće tehnologije
  Iako je, gledano unatrag, PTZ kamera bila prvi izbor, danas je moguće izabrati i megapikselnu opciju. PTZ kamera prvi je izbor CCTV operatora, jer nudi pogled na detalj koji u danom trenutku želi nadzirati. No, to joj je i najveća boljka jer kamera mora imati živog operatora, što pak povećava cijenu nadzora. Uz to, PTZ kamera baš nije prikladna u svrhu pružanja dokaznog materijala jer prikazuje samo u tom trenutku fokusirani detalj. Ponekad je za tu svrhu koristiti i megapikselnu kameru. Dobra je strana tih kamera mogućnost zumiranja pojedinih dijelova slike, ali im je nedostatak malen broj slika u sekundi. Uz napredak i dostupnost tehnologije, potreban je oprez pri odabiru kamera. Imajući na umu zahtjeve pojedine aplikacije i osjećaj što se kojom kamerom može postići (a što ne), sustav treba optimizirati tako da cijena po kameri bude niska. Ponekad je bolje postaviti više kamera koje će kvalitetnije pokrivati zahtjeve sustava, a da cijena po kameri bude niža od sustava s manje kamera. Tipičan je primjer uporaba fiksnih kamera umjesto PTZ kamera, gdje god je to moguće. U skladu s navedenim, potrebno je:
  a) postaviti pred sebe zadatke koje je moguće kvalitetno ispuniti;
  b) pravilno odabrati odgovarajuće tehnologije;
  c) provjeriti da će cijena koštanja po kameri u najvećoj mjeri opravdati uloženi novac.

Zadovoljite li ta tri uvjeta, moći ćete stajati iza tih rješenja i doprinijeti sigurnosti javnih površina.

---