Die Funktionen moderner Überwachungssysteme gehen längst über die reine Videoaufzeichnung hinaus. Bewegungen in einem interessierenden Bereich bestimmen, Personen und Fahrzeuge zählen und identifizieren, ein Objekt im Verkehr verfolgen – all das sind heute selbst die teuersten IP-Kameras nicht mehr in der Lage. Wenn Sie über einen ausreichend produktiven Server und die nötige Software verfügen, sind die Möglichkeiten der Sicherheitsinfrastruktur nahezu grenzenlos. Aber es gab einmal eine Zeit, in der solche Systeme nicht einmal Videos aufzeichnen konnten.
Vom Pantelegraphen zum mechanischen Fernseher
Die ersten Versuche, Bilder über eine Distanz zu übertragen, wurden in der zweiten Hälfte des 1862. Jahrhunderts unternommen. Im Jahr XNUMX schuf der Florentiner Abt Giovanni Caselli ein Gerät, das nicht nur Bilder über elektrische Leitungen senden, sondern auch empfangen konnte – einen Pantelegraphen. Aber dieses Gerät als „mechanischen Fernseher“ zu bezeichnen, war weit hergeholt: Tatsächlich schuf der italienische Erfinder einen Prototyp eines Faxgeräts.
Pantelegraph von Giovanni Caselli
Casellis elektrochemischer Telegraph funktionierte wie folgt. Das übertragene Bild wurde zunächst in ein geeignetes Format „umgewandelt“, mit nicht leitender Tinte auf eine Platte aus Staniol (Zinnfolie) neu gezeichnet und dann mit Klammern auf einem gebogenen Kupfersubstrat fixiert. Als Lesekopf fungierte eine Goldnadel, die ein Blech zeilenweise in Schritten von 0,5 mm abtastete. Als sich die Nadel über dem Bereich mit nicht leitender Tinte befand, wurde der Erdungskreis geöffnet und den Drähten, die den sendenden Pantelegraphen mit dem empfangenden Pantelegraphen verbanden, Strom zugeführt. Gleichzeitig bewegte sich die Empfängernadel über ein Blatt dickes Papier, das mit einer Mischung aus Gelatine und Kaliumhexacyanoferrat getränkt war. Unter dem Einfluss von elektrischem Strom verdunkelte sich die Verbindung, wodurch ein Bild entstand.
Ein solches Gerät hatte viele Nachteile, unter denen die geringe Produktivität, die Notwendigkeit einer Synchronisierung von Empfänger und Sender, deren Genauigkeit von der Qualität des endgültigen Bildes abhängt, sowie der Arbeitsaufwand und die hohe Arbeitsintensität hervorzuheben sind Wartungskosten, wodurch sich die Lebensdauer des Pantelegraphen als äußerst kurz erwies. Beispielsweise funktionierten die auf der Telegrafenlinie Moskau-St. Petersburg eingesetzten Caselli-Geräte etwas mehr als ein Jahr: Nachdem sie am 1. April 17, dem Tag der Eröffnung der Telegrafenverbindung zwischen den beiden Hauptstädten, in Betrieb genommen worden waren, wurden die Pantelegraphen abgebaut Anfang 1866.
Als wesentlich praktischer erwies sich der Bildtelegraph, der 1902 von Arthur Korn auf der Grundlage der ersten vom russischen Physiker Alexander Stoletov erfundenen Fotozelle entwickelt wurde. Weltberühmt wurde das Gerät am 17. März 1908: An diesem Tag wurde mit Hilfe eines Bildtelegraphen ein Foto eines Verbrechers von einer Pariser Polizeistation nach London übermittelt, wodurch es den Polizisten anschließend gelang, den Angreifer zu identifizieren und festzunehmen .
Arthur Korn und sein Bildtelegraph
Ein solches Gerät lieferte gute Details in einem fotografischen Bild und erforderte keine besondere Vorbereitung mehr, war jedoch immer noch nicht für die Übertragung eines Bildes in Echtzeit geeignet: Die Verarbeitung eines Fotos dauerte etwa 10–15 Minuten. Aber der Bildtelegraph hat sich sowohl in der Kriminaltechnik als auch im Nachrichtenjournalismus gut etabliert (er wurde erfolgreich von der Polizei zur Übertragung von Fotos, Identitätsbildern und Fingerabdrücken zwischen Dienststellen und sogar Ländern eingesetzt).
Ein echter Durchbruch auf diesem Gebiet gelang 1909: Damals gelang es Georges Rin, eine Bildübertragung mit einer Bildwiederholfrequenz von 1 Bild pro Sekunde zu erreichen. Da das Telefotogerät über einen „Sensor“ verfügte, der durch ein Mosaik aus Selen-Fotozellen dargestellt wurde, und seine Auflösung nur 8 × 8 „Pixel“ betrug, kam es nie über die Laborwände hinaus. Allerdings legte die bloße Tatsache seines Erscheinens die notwendige Grundlage für weitere Forschungen auf dem Gebiet der Bildübertragung.
Wirklich erfolgreich auf diesem Gebiet war der schottische Ingenieur John Baird, der als erster Mensch in die Geschichte einging, dem es gelang, ein Bild in Echtzeit über eine Distanz zu übertragen, weshalb er als „Vater“ der Mechanik gilt Fernsehen (und Fernsehen im Allgemeinen). im Allgemeinen). Wenn man bedenkt, dass Baird bei seinen Experimenten beinahe ums Leben gekommen wäre, als er beim Austausch einer Photovoltaikzelle in einer von ihm entwickelten Kamera einen 2000-Volt-Stromschlag erlitt, ist dieser Titel absolut verdient.
John Baird, Erfinder des Fernsehens
Bairds Kreation nutzte eine spezielle Scheibe, die 1884 vom deutschen Techniker Paul Nipkow erfunden wurde. Eine Nipkow-Scheibe aus einem undurchsichtigen Material mit einer Anzahl von Löchern gleichen Durchmessers, die spiralförmig in einer Windung vom Mittelpunkt der Scheibe in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnet waren, wurde sowohl für das Scannen des Bildes als auch für seine Entstehung verwendet auf dem Empfangsgerät.
Nipkow-Scheibengerät
Das Objektiv fokussierte das Bild des Motivs auf die Oberfläche der rotierenden Scheibe. Das durch die Löcher eindringende Licht traf auf die Fotozelle, wodurch das Bild in ein elektrisches Signal umgewandelt wurde. Da die Löcher spiralförmig angeordnet waren, führte jedes von ihnen tatsächlich einen zeilenweisen Scan eines bestimmten Bereichs des durch die Linse fokussierten Bildes durch. Genau die gleiche Scheibe befand sich im Wiedergabegerät, aber dahinter befand sich eine starke elektrische Lampe, die Lichtschwankungen wahrnahm, und davor befand sich eine Vergrößerungslinse oder ein Linsensystem, das das Bild auf die Leinwand projizierte.
Funktionsprinzip mechanischer Fernsehsysteme
Bairds Gerät verwendete eine Nipkow-Scheibe mit 30 Löchern (dadurch hatte das resultierende Bild eine vertikale Abtastung von nur 30 Zeilen) und konnte Objekte mit einer Frequenz von 5 Bildern pro Sekunde scannen. Das erste erfolgreiche Experiment zur Übertragung eines Schwarzweißbildes fand am 2. Oktober 1925 statt: Damals gelang es dem Ingenieur zum ersten Mal, ein Halbtonbild der Bauchrednerpuppe von einem Gerät auf ein anderes zu übertragen.
Während des Experiments klingelte ein Kurier, der wichtige Korrespondenz überbringen sollte, an der Tür. Von seinem Erfolg ermutigt, ergriff Baird die Hand des entmutigten jungen Mannes und führte ihn in sein Labor: Er wollte unbedingt beurteilen, wie seine Idee mit der Übertragung eines Bildes eines menschlichen Gesichts zurechtkommen würde. So ging der 20-jährige William Edward Tainton, der zur richtigen Zeit am richtigen Ort war, als erster Mensch in die Geschichte ein, der „ins Fernsehen kam“.
Im Jahr 1927 führte Baird die erste Fernsehübertragung zwischen London und Glasgow (eine Entfernung von 705 km) über Telefonleitungen durch. Und 1928 gelang der von einem Ingenieur gegründeten Baird Television Development Company Ltd. die weltweit erste transatlantische Übertragung eines Fernsehsignals zwischen London und Hartsdale (New York). Die Demonstration der Leistungsfähigkeit von Bairds 30-Band-System erwies sich als beste Werbung: Bereits 1929 wurde es von der BBC übernommen und in den nächsten 6 Jahren erfolgreich eingesetzt, bis es durch fortschrittlichere Geräte auf Basis von Kathodenstrahlröhren ersetzt wurde.
Ikonoskop – ein Vorbote einer neuen Ära
Das Erscheinen der Kathodenstrahlröhre verdankt die Welt unserem ehemaligen Landsmann Vladimir Kozmich Zvorykin. Während des Bürgerkriegs stellte sich der Ingenieur auf die Seite der weißen Bewegung und floh über Jekaterinburg nach Omsk, wo er mit der Ausrüstung von Radiosendern beschäftigt war. Im Jahr 1919 unternahm Zvorykin eine Geschäftsreise nach New York. Genau zu dieser Zeit fand die Operation Omsk (November 1919) statt, deren Ergebnis die praktisch kampflose Einnahme der Stadt durch die Rote Armee war. Da der Ingenieur nirgendwo anders zurückkehren konnte, blieb er in der Zwangsauswanderung und wurde Angestellter von Westinghouse Electric (heute CBS Corporation), einem der führenden Elektrotechnikkonzerne in den Vereinigten Staaten, wo er gleichzeitig in der Forschung tätig war der Bereich der Bildübertragung über eine Distanz.
Vladimir Kozmich Zvorykin, Schöpfer des Ikonoskops
Bis 1923 gelang es dem Ingenieur, das erste Fernsehgerät zu entwickeln, das auf einer sendenden Elektronenröhre mit einer Mosaik-Fotokathode basierte. Die neuen Behörden nahmen die Arbeit des Wissenschaftlers jedoch nicht ernst, sodass Zvorykin lange Zeit auf eigene Faust und unter Bedingungen äußerst begrenzter Ressourcen forschen musste. Die Möglichkeit, zur Vollzeit-Forschungstätigkeit zurückzukehren, bot sich für Zworykin erst 1928, als der Wissenschaftler einen weiteren Emigranten aus Russland traf, David Sarnov, der damals den Posten des Vizepräsidenten der Radio Corporation of America (RCA) innehatte. Sarnow fand die Ideen des Erfinders sehr vielversprechend und ernannte Zvorykin zum Leiter des RCA-Elektroniklabors, und die Sache kam in Gang.
Im Jahr 1929 stellte Vladimir Kozmich einen funktionierenden Prototyp einer Hochvakuum-Fernsehröhre (Bildröhre) vor und schloss 1931 die Arbeit an einem Empfangsgerät ab, das er „Ikonoskop“ nannte (aus dem Griechischen eikon – „Bild“ und skopeo – „ sehen"). Das Ikonoskop war ein Vakuumglaskolben, in dem ein lichtempfindliches Ziel und eine schräg dazu angeordnete Elektronenkanone befestigt waren.
Schematische Darstellung des Ikonoskops
Ein lichtempfindliches Ziel mit den Maßen 6 × 19 cm wurde durch eine dünne Isolatorplatte (Glimmer) dargestellt, auf deren einer Seite mikroskopisch kleine (jeweils mehrere zehn Mikrometer große) mit Cäsium beschichtete Silbertropfen in einer Menge von etwa 1 Stück aufgebracht waren und auf der anderen Seite eine massive Silberbeschichtung, von deren Oberfläche das Ausgangssignal aufgezeichnet wurde. Wenn das Ziel unter dem Einfluss des photoelektrischen Effekts beleuchtet wurde, erhielten die Silbertröpfchen eine positive Ladung, deren Stärke von der Beleuchtungsstärke abhing.
Ein originales Ikonoskop, ausgestellt im Tschechischen Nationalmuseum für Technik
Das Ikonoskop bildete die Grundlage der ersten elektronischen Fernsehsysteme. Sein Aussehen ermöglichte eine deutliche Verbesserung der Qualität des übertragenen Bildes, da die Anzahl der Elemente im Fernsehbild um ein Vielfaches erhöht wurde: von 300 × 400 Pixel bei den ersten Modellen auf 1000 × 1000 Pixel bei weiterentwickelten Modellen. Obwohl das Gerät nicht ohne gewisse Nachteile war, darunter eine geringe Empfindlichkeit (für eine vollständige Aufnahme war eine Beleuchtung von mindestens 10 Lux erforderlich) und eine Trapezverzerrung, die durch die Nichtübereinstimmung der optischen Achse mit der Achse des Strahlrohrs verursacht wurde, wurde Zvorykins Erfindung zu einem Dies ist ein wichtiger Meilenstein in der Geschichte der Videoüberwachung, der maßgeblich den zukünftigen Trend der Branchenentwicklung bestimmt.
Auf dem Weg von „analog“ zu „digital“
Wie so oft wird die Entwicklung bestimmter Technologien durch militärische Konflikte erleichtert, und Videoüberwachung bildet in diesem Fall keine Ausnahme. Während des Zweiten Weltkriegs begann das Dritte Reich mit der aktiven Entwicklung ballistischer Langstreckenraketen. Allerdings waren die ersten Prototypen der berühmten „Vergeltungswaffe“ V-2 nicht zuverlässig: Die Raketen explodierten häufig beim Start oder fielen kurz nach dem Start. Da fortschrittliche Telemetriesysteme im Prinzip noch nicht existierten, konnte die Fehlerursache nur durch visuelle Beobachtung des Startvorgangs ermittelt werden, was jedoch äußerst riskant war.
Vorbereitungen für den Start einer ballistischen V-2-Rakete auf dem Testgelände Peenemünde
Um Raketenentwicklern die Arbeit zu erleichtern und ihr Leben nicht in Gefahr zu bringen, entwickelte der deutsche Elektroingenieur Walter Bruch das sogenannte CCTV-System (Closed Circuit Television). Die nötige Ausrüstung wurde auf dem Übungsplatz Peenemünde installiert. Die Schaffung eines deutschen Elektroingenieurs ermöglichte es Wissenschaftlern, den Verlauf von Tests aus einer sicheren Entfernung von 2,5 Kilometern zu beobachten, ohne Angst um ihr eigenes Leben haben zu müssen.
Trotz aller Vorteile hatte das Videoüberwachungssystem von Bruch einen ganz entscheidenden Nachteil: Es verfügte nicht über ein Videoaufzeichnungsgerät, was bedeutete, dass der Bediener seinen Arbeitsplatz keine Sekunde verlassen konnte. Die Schwere dieses Problems kann anhand einer von IMS Research in unserer Zeit durchgeführten Studie beurteilt werden. Seinen Ergebnissen zufolge verpasst ein körperlich gesunder, ausgeruhter Mensch bereits nach 45 Minuten Beobachtungszeit bis zu 12 % wichtiger Ereignisse, nach 22 Minuten sind es bereits 95 %. Und wenn dieser Umstand im Bereich der Raketentests keine besondere Rolle spielte, da Wissenschaftler nicht mehrere Stunden am Stück vor Bildschirmen sitzen mussten, so wirkte sich die mangelnde Videoaufzeichnungsmöglichkeit in Bezug auf Sicherheitssysteme erheblich aus ihre Wirksamkeit.
Dies dauerte bis 1956, als der erste Videorecorder Ampex VR 1000, erneut von unserem ehemaligen Landsmann Alexander Matveevich Ponyatov entwickelt, das Licht der Welt erblickte. Wie Zworykin stellte sich der Wissenschaftler auf die Seite der Weißen Armee, nach deren Niederlage er zunächst nach China auswanderte, wo er sieben Jahre lang bei einem der Elektrizitätswerke in Shanghai arbeitete, dann einige Zeit in Frankreich lebte und danach in der Ende der 7er Jahre zog er endgültig in die USA und erhielt 1920 die amerikanische Staatsbürgerschaft.
Alexander Matveevich Ponyatov und der Prototyp des weltweit ersten Videorecorders Ampex VR 1000
In den nächsten 12 Jahren gelang es Ponyatov, für Unternehmen wie General Electric, Pacific Gas and Electric und Dalmo-Victor Westinghouse zu arbeiten. 1944 beschloss er jedoch, sein eigenes Unternehmen zu gründen und registrierte die Ampex Electric and Manufacturing Company. Zunächst spezialisierte sich Ampex auf die Produktion hochpräziser Antriebe für Radarsysteme, nach dem Krieg wurden die Aktivitäten des Unternehmens jedoch auf einen vielversprechenderen Bereich ausgerichtet – die Produktion magnetischer Tonaufzeichnungsgeräte. In der Zeit von 1947 bis 1953 produzierte Poniatovs Unternehmen mehrere sehr erfolgreiche Modelle von Tonbandgeräten, die im Bereich des professionellen Journalismus eingesetzt wurden.
Im Jahr 1951 beschlossen Poniatov und seine technischen Chefberater Charles Ginzburg, Weiter Selsted und Miron Stolyarov, noch einen Schritt weiter zu gehen und ein Videoaufzeichnungsgerät zu entwickeln. Im selben Jahr entstand der Prototyp Ampex VR 1000B, der das Prinzip der zeilenübergreifenden Informationsaufzeichnung mit rotierenden Magnetköpfen nutzt. Durch diese Konstruktion konnte die erforderliche Leistungsfähigkeit für die Aufzeichnung eines Fernsehsignals mit einer Frequenz von mehreren Megahertz bereitgestellt werden.
Schema der zeilenübergreifenden Videoaufzeichnung
Das erste kommerzielle Modell der Apex VR 1000-Serie wurde 5 Jahre später veröffentlicht. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung wurde das Gerät für 50 Dollar verkauft, was damals eine riesige Summe war. Zum Vergleich: Die im selben Jahr erschienene Chevy Corvette wurde für nur 3000 Dollar angeboten und dieser Wagen gehörte für einen Moment zur Kategorie der Sportwagen.
Es waren die hohen Gerätekosten, die sich lange Zeit bremsend auf die Entwicklung der Videoüberwachung auswirkten. Um diese Tatsache zu veranschaulichen, reicht es zu sagen, dass die Polizei in Vorbereitung auf den Besuch der thailändischen Königsfamilie in London nur zwei Videokameras auf dem Trafalgar Square installierte (und dies sollte die Sicherheit der höchsten Beamten des Staates gewährleisten). , und nach all den Ereignissen wurde das Sicherheitssystem abgebaut.
Königin Elizabeth II. und Prinz Philip, Herzog von Edinburgh, treffen König Bhumibol von Thailand und Königin Sirikit
Das Aufkommen von Funktionen zum Zoomen, Schwenken und Einschalten eines Timers ermöglichte es, die Kosten für den Bau von Sicherheitssystemen zu optimieren, indem die Anzahl der zur Kontrolle des Territoriums erforderlichen Geräte reduziert wurde. Die Umsetzung solcher Projekte erforderte jedoch immer noch erhebliche finanzielle Investitionen. Beispielsweise kostete das für die Stadt Olean (New York) entwickelte und 1968 in Betrieb genommene städtische Videoüberwachungssystem die Stadtverwaltung 1,4 Millionen US-Dollar, und die Bereitstellung dauerte zwei Jahre, und das, obwohl die gesamte Infrastruktur vorhanden war dargestellt durch nur 2 Videokameras. Und von einer Rund-um-die-Uhr-Aufnahme war damals natürlich keine Rede: Der Videorecorder wurde nur auf Befehl des Bedieners eingeschaltet, weil sowohl der Film als auch die Ausrüstung selbst zu teuer waren und deren Betrieb rund um die Uhr möglich war kam nicht in Frage.
Alles änderte sich mit der Verbreitung des VHS-Standards, dessen Entstehung wir dem japanischen Ingenieur Shizuo Takano verdanken, der bei JVC arbeitete.
Shizuo Takano, Erfinder des VHS-Formats
Das Format beinhaltete die Verwendung einer azimutalen Aufzeichnung, bei der zwei Videoköpfe gleichzeitig verwendet werden. Jeder von ihnen zeichnete ein Fernsehfeld auf und hatte Arbeitslücken, die in entgegengesetzten Richtungen um den gleichen Winkel von 6° von der senkrechten Richtung abweichen, was es ermöglichte, das Übersprechen zwischen benachbarten Videospuren zu reduzieren und die Lücke zwischen ihnen deutlich zu verringern, wodurch die Aufzeichnungsdichte erhöht wurde . Die Videoköpfe befanden sich auf einer Trommel mit einem Durchmesser von 62 mm, die sich mit einer Frequenz von 1500 U/min drehte. Zusätzlich zu den geneigten Videoaufzeichnungsspuren wurden entlang der Oberkante des Magnetbandes, getrennt durch einen Schutzspalt, zwei Audiospuren aufgezeichnet. Am unteren Rand des Bandes wurde eine Kontrollspur mit Bildsynchronisationsimpulsen aufgezeichnet.
Bei Verwendung des VHS-Formats wurde ein zusammengesetztes Videosignal auf die Kassette geschrieben, was es ermöglichte, mit einem einzigen Kommunikationskanal auszukommen und den Wechsel zwischen Empfangs- und Sendegerät deutlich zu vereinfachen. Darüber hinaus basierte das VHS-Format im Gegensatz zu den damals beliebten Formaten Betamax und U-matic, die einen für alle bisherigen Kassettensysteme typischen U-förmigen Magnetbandlademechanismus mit Drehteller verwendeten, auf dem neuen Prinzip der sogenannten M-Tankstellen.
Schema des M-Nachfüllens eines Magnetfilms in einer VHS-Kassette
Das Entfernen und Laden des Magnetbandes erfolgte über zwei Führungsgabeln, die jeweils aus einer vertikalen Rolle und einem geneigten zylindrischen Ständer bestanden, der den genauen Winkel des Bandes auf der Trommel der rotierenden Köpfe bestimmte und so die Neigung von gewährleistete die Videoaufzeichnungsspur bis zur Basiskante. Die Eintritts- und Austrittswinkel des Bandes aus der Trommel entsprachen dem Neigungswinkel der Rotationsebene der Trommel zur Basis des Mechanismus, wodurch sich beide Rollen der Kassette in derselben Ebene befanden.
Der M-Lademechanismus erwies sich als zuverlässiger und trug dazu bei, die mechanische Belastung des Films zu verringern. Das Fehlen einer rotierenden Plattform vereinfachte die Produktion sowohl der Kassetten selbst als auch der Videorecorder, was sich positiv auf deren Kosten auswirkte. Vor allem dank dieser Tatsache errang VHS einen Erdrutschsieg im „Formatkrieg“ und machte die Videoüberwachung wirklich zugänglich.
Auch Videokameras standen nicht still: Geräte mit Kathodenstrahlröhren wurden durch Modelle auf Basis von CCD-Matrizen ersetzt. Letzteres verdankt die Welt Willard Boyle und George Smith, die bei AT&T Bell Labs an Halbleiter-Datenspeichergeräten arbeiteten. Im Zuge ihrer Forschung entdeckten Physiker, dass die von ihnen erstellten integrierten Schaltkreise dem photoelektrischen Effekt unterliegen. Bereits 1970 stellten Boyle und Smith die ersten linearen Fotodetektoren (CCD-Arrays) vor.
1973 begann Fairchild mit der Serienproduktion von CCD-Matrizen mit einer Auflösung von 100 × 100 Pixeln, und 1975 entwickelte Steve Sasson von Kodak die erste Digitalkamera auf Basis einer solchen Matrix. Die Verwendung war jedoch völlig unmöglich, da der Bildaufbau 23 Sekunden dauerte und die anschließende Aufzeichnung auf einer 8-mm-Kassette eineinhalb Mal länger dauerte. Darüber hinaus dienten 16 Nickel-Cadmium-Akkus als Energiequelle für die Kamera und das Ganze wog 3,6 kg.
Steve Sasson und Kodaks erste Digitalkamera im Vergleich zu modernen Kompaktkameras
Den Hauptbeitrag zur Entwicklung des Digitalkameramarktes leisteten die Sony Corporation und persönlich Kazuo Iwama, der in diesen Jahren die Sony Corporation of America leitete. Er war es, der darauf bestand, enorme Summen in die Entwicklung eigener CCD-Chips zu investieren, wodurch das Unternehmen bereits 1980 die erste Farb-CCD-Videokamera, die XC-1, auf den Markt brachte. Nach Kazuos Tod im Jahr 1982 wurde auf seinem Grab ein Grabstein mit einer darauf montierten CCD-Matrix angebracht.
Kazuo Iwama, Präsident der Sony Corporation of America in den 70er Jahren des XNUMX. Jahrhunderts
Nun, der September 1996 war von einem Ereignis geprägt, dessen Bedeutung mit der Erfindung des Ikonoskops vergleichbar ist. Damals stellte das schwedische Unternehmen Axis Communications die weltweit erste „Digitalkamera mit Webserverfunktionen“ NetEye 200 vor.
Axis Neteye 200 – die weltweit erste IP-Kamera
Selbst zum Zeitpunkt der Veröffentlichung konnte NetEye 200 kaum als Videokamera im üblichen Sinne bezeichnet werden. Das Gerät war seinen Gegenstücken buchstäblich in jeder Hinsicht unterlegen: Seine Leistung variierte von 1 Bild pro Sekunde im CIF-Format (352 × 288 oder 0,1 MP) bis zu 1 Bild pro 17 Sekunden im 4CIF-Format (704 × 576, 0,4 MP). Die Aufnahme wurde nicht einmal in einer separaten Datei gespeichert, sondern als Folge von JPEG-Bildern. Das Hauptmerkmal der Axis-Idee war jedoch nicht die Aufnahmegeschwindigkeit oder die Bildschärfe, sondern das Vorhandensein eines eigenen ETRAX RISC-Prozessors und eines integrierten 10Base-T-Ethernet-Ports, der es ermöglichte, die Kamera direkt an einen Router anzuschließen oder PC-Netzwerkkarte als normales Netzwerkgerät nutzen und mit den mitgelieferten Java-Anwendungen steuern. Es war dieses Know-how, das viele Hersteller von Videoüberwachungssystemen zu einem radikalen Umdenken zwang und über viele Jahre hinweg den allgemeinen Trend der Branchenentwicklung bestimmte.
Mehr Möglichkeiten – mehr Kosten
Trotz der rasanten Entwicklung der Technologie bleibt die finanzielle Seite des Themas auch nach so vielen Jahren einer der Schlüsselfaktoren bei der Gestaltung von Videoüberwachungssystemen. Obwohl NTP zu einer erheblichen Reduzierung der Ausrüstungskosten beigetragen hat, ist es heute möglich, für buchstäblich ein paar hundert Dollar und ein paar Stunden Arbeit ein System ähnlich dem in den späten 60er Jahren in Olean installierten zusammenzubauen Mit der Zeit ist eine solche Infrastruktur nicht mehr in der Lage, die vielfältigen Anforderungen moderner Unternehmen zu erfüllen.
Dies ist vor allem auf die Verschiebung der Prioritäten zurückzuführen. Wurde die Videoüberwachung früher nur zur Gewährleistung der Sicherheit in einem geschützten Bereich eingesetzt, ist heute der Haupttreiber der Branchenentwicklung (laut Transparency Market Research) der Einzelhandel, für den solche Systeme zur Lösung verschiedener Marketingprobleme beitragen. Ein typisches Szenario ist die Ermittlung der Conversion Rate anhand der Anzahl der Besucher und der Anzahl der Kunden, die die Kassen passieren. Wenn wir dazu ein Gesichtserkennungssystem hinzufügen und es in das bestehende Treueprogramm integrieren, können wir das Kundenverhalten unter Berücksichtigung soziodemografischer Faktoren untersuchen, um anschließend personalisierte Angebote (individuelle Rabatte, Pakete zu günstigen Preisen usw.) zu erstellen. usw.).
Das Problem besteht darin, dass die Implementierung eines solchen Videoanalysesystems mit erheblichen Kapital- und Betriebskosten verbunden ist. Der Stolperstein hierbei ist die Gesichtserkennung des Kunden. Es ist eine Sache, an der Kasse beim kontaktlosen Bezahlen das Gesicht einer Person von vorne zu scannen, und eine ganz andere, dies im Straßenverkehr (auf der Verkaufsfläche) aus verschiedenen Blickwinkeln und bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen zu tun. Hier kann nur die dreidimensionale Modellierung von Gesichtern in Echtzeit mithilfe von Stereokameras und maschinellen Lernalgorithmen eine ausreichende Wirksamkeit zeigen, was zu einer zwangsläufigen Erhöhung der Belastung der gesamten Infrastruktur führen wird.
Vor diesem Hintergrund hat Western Digital das Konzept des Core-to-Edge-Speichers für die Überwachung entwickelt und bietet Kunden ein umfassendes Paket moderner Lösungen für Videoaufzeichnungssysteme „von der Kamera bis zum Server“. Die Kombination aus fortschrittlichen Technologien, Zuverlässigkeit, Kapazität und Leistung ermöglicht es Ihnen, ein harmonisches Ökosystem aufzubauen, das nahezu jedes gegebene Problem lösen und die Kosten für dessen Bereitstellung und Wartung optimieren kann.
Das Flaggschiff unseres Unternehmens ist die WD Purple-Familie spezialisierter Festplatten für Videoüberwachungssysteme mit Kapazitäten von 1 bis 18 Terabyte.
Die Laufwerke der Purple-Serie wurden speziell für den XNUMX/XNUMX-Einsatz in hochauflösenden Videoüberwachungssystemen entwickelt und beinhalten die neuesten Fortschritte in der Festplattentechnologie von Western Digital.
- HelioSeal-Plattform
Die älteren Modelle der WD Purple-Reihe mit Kapazitäten von 8 bis 18 TB basieren auf der HelioSeal-Plattform. Die Gehäuse dieser Antriebe sind absolut dicht und der hermetische Block ist nicht mit Luft, sondern mit verdünntem Helium gefüllt. Durch die Reduzierung des Widerstands der Gasumgebung und der Turbulenzindikatoren konnte die Dicke der Magnetplatten reduziert und mit der CMR-Methode aufgrund der höheren Genauigkeit der Kopfpositionierung (mittels Advanced Format Technology) eine höhere Aufzeichnungsdichte erreicht werden. Dadurch bietet ein Upgrade auf WD Purple bis zu 75 % mehr Kapazität in denselben Racks, ohne dass Sie Ihre Infrastruktur erweitern müssen. Darüber hinaus sind Helium-Laufwerke 58 % energieeffizienter als herkömmliche Festplatten, da der Stromverbrauch zum Hochfahren und Drehen der Spindel reduziert wird. Zusätzliche Einsparungen ergeben sich aus der Reduzierung der Klimatisierungskosten: Bei gleicher Belastung ist WD Purple durchschnittlich 5 °C kühler als seine Gegenstücke.
- AllFrame AI-Technologie
Die kleinste Unterbrechung während der Aufnahme kann zum Verlust wichtiger Videodaten führen, was eine spätere Analyse der empfangenen Informationen unmöglich macht. Um dies zu verhindern, wurde die Unterstützung des optionalen Streaming Feature Set-Abschnitts des ATA-Protokolls in die Firmware der Laufwerke der „lila“ Serie eingeführt. Unter seinen Fähigkeiten ist die Optimierung der Cache-Nutzung in Abhängigkeit von der Anzahl der verarbeiteten Videostreams und die Kontrolle der Ausführungspriorität von Lese-/Schreibbefehlen hervorzuheben, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Bildverlusten und dem Auftreten von Bildartefakten minimiert wird. Der innovative Satz von AllFrame-KI-Algorithmen wiederum ermöglicht den Betrieb von Festplatten in Systemen, die eine beträchtliche Anzahl isochroner Streams verarbeiten: WD Purple-Laufwerke unterstützen den gleichzeitigen Betrieb mit 64 hochauflösenden Kameras und sind für hochbelastete Videoanalysen und Deep Lernende Systeme.
- Zeitlich begrenzte Fehlerwiederherstellungstechnologie
Eines der häufigsten Probleme bei der Arbeit mit hochbelasteten Servern ist der spontane Verfall des RAID-Arrays durch Überschreitung der zulässigen Fehlerkorrekturzeit. Die Option „Time Limited Error Recovery“ hilft, das Herunterfahren der Festplatte zu vermeiden, wenn die Zeitüberschreitung 7 Sekunden überschreitet: Um dies zu verhindern, sendet das Laufwerk ein entsprechendes Signal an den RAID-Controller, woraufhin der Korrekturvorgang verschoben wird, bis das System inaktiv ist.
- Western Digital Device Analytics-Überwachungssystem
Die wichtigsten Aufgaben, die bei der Konzeption von Videoüberwachungssystemen gelöst werden müssen, sind die Verlängerung der störungsfreien Betriebsdauer und die Reduzierung von Ausfallzeiten aufgrund von Störungen. Mithilfe des innovativen Softwarepakets Western Digital Device Analytics (WDDA) erhält der Administrator Zugriff auf eine Vielzahl parametrischer, betrieblicher und diagnostischer Daten zum Status von Laufwerken, sodass Sie etwaige Probleme beim Betrieb des Videoüberwachungssystems schnell erkennen können. Planen Sie Wartungsarbeiten im Voraus und identifizieren Sie umgehend Festplatten, die ausgetauscht werden müssen. All dies trägt dazu bei, die Fehlertoleranz der Sicherheitsinfrastruktur deutlich zu erhöhen und die Wahrscheinlichkeit des Verlusts kritischer Daten zu minimieren.
Western Digital hat eine Reihe äußerst zuverlässiger WD Purple-Speicherkarten speziell für moderne Digitalkameras entwickelt. Dank der erweiterten Wiederbeschreibbarkeit und der Widerstandsfähigkeit gegen negative Umwelteinflüsse können diese Karten sowohl für die Ausrüstung interner als auch externer CCTV-Kameras sowie für den Einsatz als Teil autonomer Sicherheitssysteme verwendet werden, in denen microSD-Karten die Rolle der wichtigsten Datenspeichergeräte spielen.
Derzeit umfasst die WD Purple-Speicherkartenserie zwei Produktlinien: WD Purple QD102 und WD Purple SC QD312 Extreme Endurance. Die erste umfasste vier Modifikationen von Flash-Laufwerken mit einer Größe von 32 bis 256 GB. Im Vergleich zu Verbraucherlösungen wurde WD Purple durch die Einführung einer Reihe wichtiger Verbesserungen speziell an moderne digitale Videoüberwachungssysteme angepasst:
- Feuchtigkeitsbeständigkeit (das Produkt hält einem Eintauchen bis zu einer Tiefe von 1 Meter in Süß- oder Salzwasser stand) und ein erweiterter Betriebstemperaturbereich (von -25 °C bis +85 °C) ermöglichen den gleichermaßen effektiven Einsatz von WD Purple-Karten für die Ausstattung beider Videoaufzeichnung von Innen- und Außengeräten unabhängig von Wetter- und Klimabedingungen;
- Schutz vor statischen Magnetfeldern mit Induktion bis zu 5000 Gauss und Beständigkeit gegen starke Vibrationen und Stöße bis zu 500 g eliminieren die Möglichkeit des Verlusts kritischer Daten vollständig, selbst wenn die Videokamera beschädigt ist;
- eine garantierte Ressource von 1000 Programmier-/Löschzyklen ermöglicht es Ihnen, die Lebensdauer von Speicherkarten auch im Aufzeichnungsmodus rund um die Uhr um ein Vielfaches zu verlängern und so die Gemeinkosten für die Wartung des Sicherheitssystems deutlich zu reduzieren;
- Die Fernüberwachungsfunktion hilft dabei, den Status jeder Karte schnell zu überwachen und Wartungsarbeiten effektiver zu planen, wodurch die Zuverlässigkeit der Sicherheitsinfrastruktur weiter erhöht wird.
- Durch die Einhaltung der UHS-Geschwindigkeitsklasse 3 und der Videogeschwindigkeitsklasse 30 (für Karten mit 128 GB oder mehr) eignen sich WD Purple-Karten für den Einsatz in hochauflösenden Kameras, einschließlich Panoramamodellen.
Die WD Purple SC QD312 Extreme Endurance-Reihe umfasst drei Modelle: 64, 128 und 256 Gigabyte. Im Gegensatz zum WD Purple QD102 halten diese Speicherkarten einer deutlich höheren Belastung stand: Ihre Lebensdauer beträgt 3000 P/E-Zyklen, was diese Flash-Laufwerke zu einer idealen Lösung für den Einsatz in hochgeschützten Einrichtungen macht, in denen rund um die Uhr aufgezeichnet wird.
Source: habr.com