Valvontakameroiden kuvat kirkastuivat

Boschin Pekka Lakkonen toivottaa kaikki asiakkaat tutustumaan yhtiön uusiin esittelytiloihin Vantaalle lentokentän kupeeseen.
Boschin Pekka Lakkonen toivottaa kaikki asiakkaat tutustumaan yhtiön uusiin esittelytiloihin Vantaalle lentokentän kupeeseen.

Kännykkäkameroiden tapaan myös valvontakameroiden kuvanlaatu on kehittynyt valtavasti muutaman viime vuoden aikana.

Sateisen pimeä marraskuun ilta ei aiheuta enää pienintäkään haastetta nykyaikaiselle, laadukkaalle valvontakameralle. Uudella, hyvällä optiikalla varustetulla kameralla varjoisatkin yksityiskohdat tarkentuvat hajavalossa jopa satojen metrien päähän, vaikka kuvaa katselisi värillisenäkin.

– Tämä meidän uusi Vantaan toimitalomme on sikäli huonossa paikassa, että täällä on joka puolella niin paljon valoja, ettemme pysty esittelemään täällä kunnolla toimitalomme katolle sijoitettujen demokameroidemme todellista suorituskykyä, Robert Bosch Oy:n turvatekniikan toimialan johtaja Pekka Lakkonen sanoo.

Boschin 12-kertaisella optisella zoomilla varustetulla IP Ultra -kameralla kuvan pystyy tarkentamaan noin 800 metrin päässä olevaan tienviittaan myös pienessä tihkusateessa.
Boschin 12-kertaisella optisella zoomilla varustetulla IP Ultra -kameralla kuvan pystyy tarkentamaan noin 800 metrin päässä olevaan tienviittaan myös pienessä tihkusateessa.Boschin 12-kertaisella optisella zoomilla varustetulla IP Ultra -kameralla kuvan pystyy tarkentamaan noin 800 metrin päässä olevaan tienviittaan myös hämärässä tihkusateessa. Pikkukuvassa tarkennettu Viinikkalan kyltti on isomassa kuvassa ruudun keskellä.

Yhtiön aplikaatioinsinööri Esa Valon mukaan kameroiden tekniikka on kehittynyt huimasti viimeisten viiden vuoden aikana.

– Jos verrataan Boschin uutta ja viisi vuotta vanhaa ”Metalli-Mikko” -kameraa toisiinsa, oli kameran herkkyys viisi vuotta sitten hyvä 0,052 luksia. Uuden kameran herkkyys on kuitenkin yli kymmenen kertaa parempi 0,0047 luksia. Tämä arvo tarkoittaa, että kamera erottaa yksityiskohtia niin pimeässä, missä ihmissilmä ei näe enää juuri mitään. Myös kameroiden dynamiikka on harpannut valtavasti eteenpäin, Valo kertoo.

Kameran dynamiikalla kuvataan, kuinka hyvin kamera tasaa kuvan tummien ja kirkkaiden kohtien välisiä kirkkauseroja, kuinka herkästi kuva palaa puhki ja kuinka hyvin yksityiskohdat erottuvat kuvan eri kirkkauskohdissa. Valon mukaan valvontakameroiden kennojen resoluutio on nykyisin niin hyvä, että pidemmillä etäisyyksillä tarkennusominaisuudet riippuvat ennen kaikkea kameran optiikasta.

– Kameroiden kennotekniikka ja kohinanpoisto-ominaisuudet sekä sensoreiden herkkyydet kehittyvät jatkuvasti valtavaa vauhtia. Tähän vaikuttaa sekä mobiilipuolen valtavan nopea kehittymisvauhti että kameratekniikan yleistyminen myös autoissa, Valo sanoo.

Odotettu standardi suorituskyvylle

Pekka Lakkosen mukaan kameroita kannattaisi verrata aina toisiinsa todellisissa olosuhteissa ennen hankintapäätöksen tekemistä. Mikäli valinta tehdään lukuarvojen perusteella, tulisi varmistaa, että kameran suorituskykyarvot on mitattu ja kirjattu sähkö- ja elektroniikka-alan kansainvälisen standardisointijärjestö IEC:n videovalvontajärjestelmiä käsittelevän standardin 62676 mukaisesti. Standardin osassa 5 määritellään kameroiden kuvanlaadun mittaus- ja esittämistavat.

– Tähän saakka kameroiden datalehtiin on voitu kirjoittaa ihan mitä tahansa puuta-heinää, mutta standardin avulla luvut saadaan oikeasti vertailukelpoisiksi. Tämä on todella hyvä asia myös loppukäyttäjille, Lakkonen sanoo.

SFS ry vahvisti standardin myös suomalaiseksi standardiksi elokuussa 2018 (SFS-EN IEC 62676-5: 2018).

– Tähän saakka jotkut valmistajat ovat saattaneet ilmoittaa kameransa herkkyyden kymmenen kertaa paremmaksi kuin meillä, mutta missään ei ole kerrota, mihin vertailuarvoihin, kuten pintojen heijastavuuslukuihin, tämä luku perustuu. Standardissa määritellään myös, miten ja minkälaisissa olosuhteissa kameran dynamiikka mitataan, Valo sanoo.

Prosessointiteho tasaa kontrasteja

Valvontakameroiden ongelmana ovat perinteisesti olleet kirkkaat valot, jotka ovat polttaneet kuvan helposti puhki ja sumentaneet samalla kuvan tummat yksityiskohdat. Nykyisin tämä ongelma koskee enää vähemmän laadukkaita kameroita.

– Mitä enemmän kirkkaudet vaihtelevat kuvassa, sitä tärkeämpää on, että kamerassa riittää laskentatehoa, jotta kuvan valoisimpien ja tummimpien kohtien välisiä kirkkauseroja pystytään tasaamaan nopeasti myös kohteiden liikkuessa ilman, että kuvan yksityiskohtien tarkkuus kärsii, Axis Communications oy:n avainasiakaspäällikkö Jouni Virta sanoo.

Axis Communicationsin Jouni Virran mukaan kameroiden prosessointitehon lisääntyminen ja älykkyyden parantuminen on vaikuttanut ratkaisevasti kameroiden hämäräkuvausominaisuuksien kehittymiseen.
Axis Communicationsin Jouni Virran mukaan kameroiden prosessointitehon lisääntyminen ja älykkyyden parantuminen on vaikuttanut ratkaisevasti kameroiden hämäräkuvausominaisuuksien kehittymiseen.

Kuvassa paikallaan olevat kohdat saadaan helposti kirkkaiksi halvoillakin kameroilla esimerkiksi ylipitkällä valotusajalla, mutta liikkuvien kohteiden ”kirkastaminen” vaatii huomattavasti enemmän prosessointitehoa ja -älyä, mikä erottaa laadukkaammat kamerat edullisemmista vaihtoehdoista.

– Kamerat oppivat tunnistamaan myös liikkuvan kohteen kuvapikseleiden ominaisuuksia ja näin tavallaan tallentamaan valoa, kun kohde siirtyy kuvassa pimeämpään kohtaan.

Ruotsissa vuonna 1984 perustettu Axis on nykyisin lähes kokonaan maailman suurimpiin kameravalmistajiin kuuluvan, japanilaisen Canonin omistuksessa.

– Kameroiden tuotekehitys on yhä Ruotsissa, mutta Axis on saanut valtavasti hyötyä Canonin optiikasta ja sensoritekniikasta. Kameroiden uudet, entistä suuremmat kennot ja tehokkaammat sensorit pystyvät ottamaan tehokkaasti kaikki fotonit talteen.

Vaikka laadukkaat kamerat tuottavat hyvää kuvaa erittäin hämärissä olosuhteissa, on myös infrapunakameroille silti yhä paikkansa.

– IR-valolla saadaan lisää kontrastia kuviin. Tämä parantaa erityisesti analytiikkaohjelmistojen toimintamahdollisuuksia. IR-valoja käytettäessä pitää varmistaa, että kamera osaa optimoida IR-valojen ohjauksen sopeutumaan nopeasti ja tehokkaasti kohteeseen, Virta kertoo.

Kameroiden ohjelmistojen kehittymisen ansiosta myös sateen ja lumisateen vaikutus kuvanlaatuun on saatu entistä pienemmäksi. Sankalle lumisateelle tai tiheällä sumulle ei kuitenkaan pärjää edelleenkään kuin lämpökameralla.

Mikko Arvinen, teksti ja kuvat