Övervakningskameror

Övervakningskameror

Allt fler vill övervaka sina hem och fritidshus. Utbudet av övervakningskameror är därför större än någonsin och många modeller ser förvillande lika ut. Under ytan finns det dock stora skillnader, och det är just dessa skillnader som vi ska belysa i detta kapitel.

Övervakning genom tiden

Våra övervakningssystem har med tiden blivit allt mer nätverksbaserade. De äldsta övervakningssystemen bestod av kameror som skickade analog kompositvideo på koaxialkabel till analoga videobandspelare. I takt med åren byttes de analoga videobandspelarna till digitala motsvarigheter som gjorde det enklare att lagra och söka bland inspelningar. Parallellt med detta började de analoga kamerorna fasas ut till förmån för nätverksbaserade modeller. Idag är kamerorna såväl som inspelarna helt digitala.

En gammal analog kamera hade ingen intelligens i sig. Rörelsedetektering, inspelning och dylikt sköttes av den analoga eller digitala inspelningsenheten. I äldre versioner av denna bok likande vi därför kameran med det mänskliga ögat och inspelningsenheten med den mänskliga hjärnan.

I samband med övergången till helt nätverksbaserade lösningar flyttades några av inspelningsenhetens funktioner till själva övervakningskameran. Dagens IP-kameror, även kallade nätverkskameror, har all grund­läggande funktionalitet inbyggd. De kan därför användas helt fristående. För att få ut ytterligare funktionalitet kan de kopplas till en molntjänst, ett smart hem-system eller en övervakningsserver (eller till alla tre).

Upplösning

En av egenskaperna som skiljer mest mellan olika övervakningskameror är hur högupplösta deras bildsensorer är. Ju fler pixlar en bildsensor fångar, desto mer detaljrik blir videon från övervakningskameran. Bland vanliga systemkameror och mobilkameror har det länge pågått ett megapixelrace där tillverkarna försökt överträffa varandra med så högupplösta sensorer som möjligt. På system- och mobilkamerafronten är upplösningen nu så hög att andra parametrar blivit betydligt viktigare att undersöka.

Megapixelracet har inte inträffat bland övervakningskameror (än). För omväxlingsskull är det därför värt att undersöka hur högupplöst sensor en sådan kamera har. De enklaste övervakningskamerorna har fortfarande mycket lågupplösta sensorer (t.ex. 640x480 pixlar) medan de mer högpresterande modellerna har Full HD- eller Ultra HD 4K-upplösta sensorer.

Här följer en översikt över vanligt förekommande upplösningsbegrepp och hur många pixlar de olika upplösningarna motsvarar.

UpplösningsnamnUpplösningAntal pixlar
VGA 640x480 307 200
SVGA 800x600 480 000
HD 1280x720 921 600
Full HD 1920x1080 2 073 600
QHD 2560x1440 3 686 400
Ultra HD 4K 3840x2160 8 294 400
Jämförelse mellan upplösningar

Bilduppdateringsfrekvens

Tätt sammankopplat med en övervakningskameras upplösning är dess bilduppdateringsfrekvens. Ju fler bilder per sekund eller ”FPS” (eng. frames per second) videon består av, desto bättre flyt har den. Vid 25 FPS har videon ungefär samma flyt som våra TV-sändningar. Vid 10 FPS är bilden märkbart hackig.

På många övervakningskameror specificeras den maximala upplösningen och den maximala bilduppdateringsfrekvensen separat. Det kan vara värt att undersöka dessa två parametrar tillsammans, eftersom inte alla övervakningskameror klarar att hålla den högsta bilduppdateringsfrekvensen vid den högsta upplösningen.

Ändamålsoptimerade videoströmmar

Ju högre upplösning och bilduppdateringsfrekvens videon från en övervakningskamera har, desto mer data tar den i anspråk. Som tur är har nätverksbaserade övervakningskameror möjlighet att generera flera ändamålsoptimerade videoströmmar. Administratören kan till exempel skapa en videoström för realtidsövervakning i det lokala nätverket, en videoström för att strömma till mobiler över internet och en videoström för arkivering.

Här följer ett exempel med tre inställda videoströmmar från en Full HD-övervakningskamera.

ÄndamålVideoupplösningBilduppdateringsfrekvens
Realtid 1920x1080 30 FPS
Mobil 1280x720 5 FPS
Arkivering 1920x1080 5 FPS
Konfiguration av videoströmmar
Konfiguration av videoströmmar i övervakningskamera (bilden är manipulerad).

I och med att bandbredd sällan är problem i ett lokalt nätverk, kan realtidsströmmen (ström 1) dra full nytta av övervakningskamerans upplösning och bilduppdateringsfrekvens. Det gör däremot inte mobilströmmen (ström 2). Den är begränsad i både upplösning och uppdateringsfrekvens för att kunna strömmas till mobiler med dålig täckning. Arkiveringsströmmen (ström 3) är också begränsad, men enbart i bilduppdateringsfrekvens. I exemplet har administratören valt att behålla hela upplösningen för att få med alla bilddetaljer och enbart offra flytet i bilden.

Tre olika videoströmmar
Övervakningskameran genererar tre olika videoströmmar för lika många ändamål.

Videokomprimering

Alla övervakningskameror komprimerar videoströmmarna så att de ska ta så liten plats som möjligt. För att komprimera videon använder de en videokodek. Vissa övervakningskameror har enbart stöd för en videokodek, medan andra modeller låter administratören välja mellan flera olika. De vanligaste videokodekarna i övervakningssammanhang är M-Jpeg (Motion-Jpeg), H.264 (även kallad AVC) och H.265 (även kallad HEVC).

Skillnaden mellan de tre kodekarna är hur hårt videon kan komprimeras utan att vi människor ser någon försämring. Videon kan i teorin bli lika bra med alla tre kodekarna, men M-Jpeg behöver hiskeligt mycket mer data för att åstadkomma samma bildkvalitet (fler Mb/s). Vid en bestämd databandbredd (t.ex. 1 Mb/s) blir därför en M-Jpeg-video mycket sämre än en H.264-video.

M-Jpeg är egentligen bara en ström av Jpeg-bilder. Varje enskild bildruta komprimeras för sig. Ju färre variationer som finns i bildrutan, desto färre bitar krävs för att spara bildrutan. H.264 är en ”riktig” videokodek. Den tar inte enbart hänsyn till förändringar i en enskild bildruta, utan även förändringar mellan bildrutor. En övervakningsvideo där det inte händer mycket kan därför komprimeras stenhårt (så att den tar ytterst liten plats) utan att videokvaliteten försämras.

Av denna anledning bör M-Jpeg-kodeken alltid undvikas i övervakningssammanhang. Om kameran har stöd för H.264 bör den kodeken väljas i stället. Om kameran även har stöd för H.265 är det ett ännu bättre val. Sedan H.264-kodeken slog igenom i mitten av 00-talet har komprimeringsutvecklingen gått framåt och den nya H.265-kodeken kan komprimera video nästan dubbelt så hårt utan märkbar kvalitetsförsämring.

Mörkerseende

Likt system- och mobilkameror fungerar övervakningskameror bäst när det är ljust. Ju mörkare det är, desto kornigare blir videon.

För att fungera i totalt mörker utrustas de flesta övervakningskameror med en bildsensor som även reagerar på infrarött ljus (IR). Med hjälp av en inbyggd IR-strålkastare (eller en fristående sådan) kan IR-seende övervakningskameror detektera det infraröda ljuset som reflekteras på allt i dess synfält. Eftersom vi människor inte kan se infrarött ljus upplever vi rummet som kolsvart även om det lyses upp av den infraröda strålkastaren.

Övervakningskamera i totalt mörker
Bild från övervakningskamera som ser i totalt mörker.

Hur långt en övervakningskamera kan se i totalt mörker beror på hur stark dess strålkastare är och vad som ska synas på videon. Det krävs en stark strålkastare för att kunna urskilja en människas ansikte. Det räcker däremot med en ganska klen strålkastare för att fånga en bils högreflekterande registreringsplåt.

Rörelsedetektering

De flesta övervakningskameror kan detektera rörelser hjälp av bildanalys. Det innebär att de lägger märke till förändringar i bilden och därigenom kan avgöra när något händer. Känsligheten brukar vara ställbar så att administratören kan välja hur stora förändringar som får ske i bilden innan det ska räknas som en detekterad rörelse. Administratören brukar också kunna välja ut specifika segment av bilden där rörelsedetekteringen ska vara aktiv.

Webbgränssnitt för övervakningskamera
I övervakningskamerans webbgränssnitt kan administratören välja områden där rörelsedetekteringen ska vara aktiv.

Vad som händer vid en detekterad rörelse beror på hur övervakningskameran är konfigurerad. Övervakningskameror som är kopplade till molntjänster börjar spela in film på molntjänstens servrar eller skickar push-notiser om att något har hänt. Andra övervakningskameror börjar spela in video på minneskort eller skickar e-postnotiser om att de har detekterat rörelser.

Passiv IR-detektor

Bildanalysbaserad rörelsedetektering tenderar att ge upphov till många falsklarm. När till exempel solen går i moln sker det stora förändringar i bilden, vilket av en bildanalysator kan misstolkas som rörelser. Avancerade övervakningskameror har därför ofta en kompletterande passiv IR-detektor (även kallad ”Pir”). Den fungerar på samma sätt som rörelsedetektorerna i våra smarta hem gör.

Övervakningskamera med Pir
Om övervakningskameran har en passiv IR-detektor (”Pir”) bör den användas i stället för bildanalysatorn.

Fördelen med en passiv IR-detektor är det faktiskt måste ske något framför övervakningskameran för att den ska reagera. Om solen går i moln sker det stora förändringar i bilden, men IR-detektorn reagerar inte eftersom inget har rört sig framför den. Samma sak gäller om övervakningskameran filmar genom ett glasparti. IR-detektorn reagerar inte på saker som sker på andra sidan glaspartiet eftersom glaspartiet i sig är stillastående.

Mikrofon och ljuddetektion

Många övervakningskameror är utrustade med inbyggda mikrofoner för att kunna spela in omgivningsljudet. På vissa modeller kan mikrofonen även användas för att trigga inspelning när ett tillräckligt starkt ljud registreras.

Inspelning triggas av ljud.
Inspelning triggas när ljudet går över inställda 80 dB.

En del övervakningskameror har också inbyggda högtalare. Det är praktiskt om övervakningskameran ska användas som babyvakt eller i andra sammanhang där dubbelriktad kommunikation är önskvärd. Ifall övervakningskameran har en högtalarutgång i stället för en inbyggd högtalare, kan kameran kompletteras med valfri aktiv högtalare (t.ex. en mobilhögtalare eller datorhögtalare).

Optik

Likt systemkameror kan övervakningskameror vara utrustade med olika objektiv (även om objektiven sällan går att byta i övervakningssammanhang). Objektiven styr hur breda synfält som övervakningskamerorna har. Vanligtvis ligger de horisontella synfälten mellan 45° och 90°.

För övervakning av breda rum finns speciella övervakningskameror med 180°-vidvinkelobjektiv. Med en så bred öppningsvinkel blir videon förvrängd, men vidvinkelkamerorna brukar kunna kompensera för förvrängningen digitalt (genom att sträcka ut och trycka ihop bildrutan).

Kamera med 180°-vidvinkelobjektiv
Många övervakningskameror med 180°-vidvinkelobjektiv kan kompensera för förvrängningen digitalt.

Det finns även övervakningskameror som har 360°-vidvinkelobjektiv. De monteras i taket och kan på så sätt ge en ännu bättre överblick, även om bildförvrängningen är högst påtaglig.

PTZ och EPTZ

I stället för att använda övervakningskameror med extremt breda synfält kan så kallade PTZ-kameror användas (Pan, Tilt and Zoom). Det är motordrivna övervakningskameror som kan panorera (vridas i sidled), tilta (riktas uppåt och nedåt) och zooma. Många PTZ-kameror har en så kallad patrulleringsfunktion, vilken gör att kameran sveper konstant över rummet i önskad hastighet.

PTZ-kamera
PTZ-kameror kan panorera, tilta och zooma.

EPTZ står för elektronisk PTZ och är en totalt meningslös funktion! EPTZ innebär att användaren kan zooma digitalt i videon för att sedan panorera och tilta runt i den inzoomade videon. Digital inzoomning ger varken ökad detaljrikedom eller skarpare video. Resultatet blir exakt detsamma som om användaren hade zoomat in i bilden i ett bildbehandlingsprogram.

En klassisk scen ur actionfilmer är när den stereotypa datornörden hjälper polisen att zooma in, skärpa upp och hitta detaljer i en annars superpixlig bild. Tyvärr existerar den tekniken bara i sådana fiktionsfilmer. I verkligheten blir videon aldrig bättre med digital zoom. Det är endast optisk zoom (d.v.s. den som finns i riktiga PTZ-kameror) som kan ge en närmare och mer detaljerad bild.

Digitala in- och utgångar

På en del övervakningskameror finns digitala in- och utgångar. Ingångarna används för att låta fristående detektorer agera inspelningstriggrar. Om en entrédörr är utrustad med en magnetkontakt kan den användas för att trigga en övervakningskamera. När övervakningskameran märker att magnetkontakten växlar läge mellan öppen och sluten vidtar övervakningskameran inställd åtgärd.

Digitala utgångar kan användas på samma sätt. Om en övervakningskamera kompletteras av en fristående IR-strålkastare kan kameran använda sin digitala utgång för att tända IR-strålkastaren vid upptäckt rörelse.

Digitala in- och utgångar på en övervakningskamera.

Observera att digitala utgångar inte kan driva IR-strålkastare och dylikt. Utgångarna fungerar enbart som brytare. IR-strålkastare och andra triggade produkter måste ha egen strömförsörjning. Strömkrävande saker bör dessutom anslutas i en sekundär krets via ett relä, eftersom de digitala utgångarna sällan hanterar stora strömmar (vanligtvis runt 50 mA som mest).

IP-klass och IK-klass

Om en övervakningskamera ska användas utomhus ställs höga krav. För det första måste övervakningskameran stå emot regn och vatten. Skyddet mot vätska specificeras med samma IP-klassningssystem som används för elartiklar. IP44 innebär exempelvis att övervakningskameran står emot regn. IP66 innebär att den tål att spolas av (ju högre den sista siffran är, desto mer tål övervakningskameran). Läs mer om IP-klassning här

För det andra måste övervakningskameran också klara utomhustemperaturer. Då IP-klassningen inte berättar något om köld- och värmetålighet brukar övervakningskamerors tillåtna drifttemperatur specificeras separat.

Sist men inte minst är risken för sabotage större i utomhusmiljöer. Många utomhuskameror har därför en IK-klassning som beskriver hur pass vandaliseringsskyddad övervakningskameran är. IK-skalan går från IK00 (inget skydd) till IK10 (högsta skydd).

IK-klassTål slag på
IK01 0,14 J
IK03 0,35 J
IK05 0,70 J
IK06 1 J
IK07 2 J
IK08 5 J
IK09 10 J
IK10 20 J

IK10 innebär att övervakningskameran klarar ett direkt slag på 20 J. Det motsvarar en kula som väger 2 kg och släppts rakt ned på övervakningskameran från en meters höjd.

Strömförsörjning

Trådbundet anslutna övervakningskameror kan strömförsörjas på två olika sätt: antingen drivs de med en vanlig nätadapter eller så drivs de via nätverkskabeln. Tekniken som kallas POE (Power over Ethernet) gör det möjligt att strömförsörja POE-kompatibla övervakningskameror via nätverkskabeln på upp till 100 m avstånd. Läs mer om POE i Hur funkar det?.

Det finns många fördelar med att använda POE för strömförsörjning. För det första reduceras antalet kablar till en enda, vilket gör installationen lättare. För det andra är långa, strömförsörjda nätverkskablar ofta det enda alternativet vid takmontering av övervakningskameror. Dit räcker sällan nätadaptrarnas kablar.

Sist men inte minst gör POE-strömförsörjning det enkelt att strömsäkra hela övervakningssystemet. Om alla övervakningskameror drivs av en och samma POE-switch, kan POE-switchen kopplas till en så kallad UPS (se Hur funkar det?). Då fortsätter alla övervakningskameror att fungera även om strömmen går.

Obs! Kom ihåg att även ansluta router samt eventuella modem och fiberomvandlare till UPS:en.

POE till två nätverkskameror.
POE gör det lätt att strömsäkra övervakningssystemet.

Trådlösa övervakningskameror drivs antingen med nätadapter eller batterier. Batteridrivna övervakningskameror blir allt mer populära eftersom de är synnerligen lättplacerade. Nackdelen, utöver att batterierna ibland behöver bytas eller laddas upp, är att batteridrivna kameramodeller inte kan ansluta direkt till trådlösa nätverk. Wifi-hårdvara är än så länge för strömkrävande för att kunna användas utan att kompromissa bort batteritiden. Batteridrivna övervakningskameror brukar därför kommunicera med en nätadapterdriven basstation som i sin tur ansluts till nätverket. Mellan övervakningskamerorna och basstationen används en strömsnålare överföringsteknik.

Senast ändrad: 2018-05-23