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CCTV




Was ist CCTV?

 


CCTV steht für „Closed-Circuit Television“ und ist allgemein als Videoüberwachung bekannt. „Closed-Circuit“ bedeutet hier, dass Aufzeichnungen in der Regel an eine begrenzte (geschlossene) Anzahl von Monitoren übertragen werden, im Gegensatz zu „regulärem“ Fernsehen, bei dem Übertragungen an die breite Öffentlichkeit stattfinden. CCTV-Netzwerke werden gewöhnlich eingesetzt, um kriminelle Handlungen zu erkennen und zu verhindern und um Verkehrsdelikte aufzuzeichnen, finden aber auch andere Verwendungen.

Die CCTV-Technologie wurde zuerst 1942 von deutschen Wissenschaftlern entwickelt, um den Start der V2-Raketen zu überwachen. Später wurde sie von amerikanischen Wissenschaftlern während der Atombombentests eingesetzt.

CCTV-Anwendungen

Verbrechensbekämpfung

CCTV-Überwachung kann potenzielle Verbrecher abschrecken. Wenn es doch zu einem Verbrechen kommt, können Videoaufzeichnungen der Polizei bei den Untersuchungen helfen und später Beweismaterial für die Gerichtsverhandlung liefern. In Kombination mit CCTV können Geräusch-, Wärme- und andere Arten von Sensoren Beamte auf ungewöhnliche Vorfälle aufmerksam machen, z. B. auf ein Feuer oder Pistolenschüsse an einem bestimmten Standort. Für Geschäfte können CCTV-Kameras verbrecherische Handlungen in den Geschäftsräumlichkeiten erkennen und überwachen. Gefängnisse können Videoüberwachung einsetzen, um Drohnen daran zu hindern, Drogen und andere Schmuggelwaren an die Insassen zu liefern. Sicherheitskameras können Bereiche überwachen, die nicht leicht zugänglich sind, z. B. Dächer.

Katastrophenhilfe

Mit CCTV-Kameras können Notdienste und Rettungskräfte Ereignisse in Echtzeit sehen und überwachen, um eine Notfallsituation per Video an Katastrophenhilfeteams zu übermitteln, z. B. aus einem brennenden Gebäude, aus einer Höhle oder von einem Hubschrauber, der über einem Schauplatz kreist.

Straßenüberwachung in Städten und Gemeinden

Kameras an Verkehrsampeln und an anderen Stellen in Städten beobachten Verkehrsteilnehmer, um Verkehrsstatistiken sowie Beweismaterial für Geschwindigkeitsüberschreitungen zu sammeln. AoT – ein Erbe des IoT – ist eine Initiative aus Chicago zur Sammlung von Echtzeitdaten – hauptsächlich Wetter- und Umweltdaten – über die Stadt. Manche Überwachungspunkte enthalten Sicherheitskameras, die die aufgezeichneten Bilder analysieren, sie aber zum Schutz der Privatsphäre der betroffenen Personen nicht übertragen oder speichern. Hauptsächlich wird eine begrenzte Anzahl Bilder gespeichert, um von Forschern zur „Entwicklung der Software für maschinelles Sehen“ eingesetzt zu werden. Das Projekt ist auf einigen Widerstand von Datenschützern gestoßen.

Medizinische Überwachung und Diagnose

Es gibt ungefähr 43 Gesichtsmuskeln, die die Gedanken und Gefühle des Menschen ausdrücken. Intelligente Software kann diese Gesichtsausdrücke – z. B. Schmerz oder Angst – auf Bildern leichter erkennen als Menschen. CCTV-Kameras können auch Patienten überwachen – z. B. Kinder oder ältere Menschen – um mögliche medizinische Notfälle wie z. B. einen Schlaganfall oder einen epileptischen oder Asthma-Anfall zu erkennen.

Verhaltensforschung

Durch den Einsatz von CCTV in der Selbstmordforschung wurde festgestellt, dass 83 Prozent der Menschen, die versuchen, sich vor einen Zug zu werfen, vorher ein spezielles Verhalten gezeigt haben. Diese Erkenntnisse wurden aus CCTV-Aufnahmen gewonnen und werden jetzt verwendet, um Überwachungspersonen auf potentielle Selbstmorde aufmerksam zu machen. Überwachungsnetzwerke werden auch von Forschern verwendet, um das Verhalten von Menschenmengen an öffentlichen Plätzen aufzuzeichnen und antisoziales Verhalten zu verhindern. Zum Beispiel sind Kameras in Schulen für Sicherheitszwecke eingesetzt worden und um Schikanierungen und Vorfälle auf Schulhöfen auf Video aufzuzeichnen.

Marktforschung

Aus Videoüberwachungen von Kunden gewonnene Marktforschungsdaten werden eingesetzt, um Kauftrends zu analysieren und die Planung zu verbessern. Z. B. wird untersucht, wie Menschen einkaufen, welche Gänge sie am häufigsten durchqueren, wie wahrscheinlich sie auf Marketingkampagnen bei unterschiedlichen Ladenausstattungen reagieren usw. Heatmaps können die Hoch- und Tiefpunkte des Kundenaufkommens an bestimmten Stellen in einem Laden aufzeigen und den Geschäften helfen, die Haupteinkaufszeiten, die beliebtesten Werbeaktionen und den Personalbedarf für Spitzenzeiten zu erkennen.

Wie funktioniert CCTV?

 
Analoge und digitale Systeme funktionieren sehr unterschiedlich, aber moderne CCTV-Netzwerke setzen Konvertierungs-Software und -Hardware ein, um analoge in digitale Signale umzuwandeln. Dieser Vorgang wird als Nachrüstung bezeichnet.

Ein herkömmliches CCTV-System umfasst:

  • eine oder mehrere Kameras (analog oder digital), die jeweils mit einem Objektiv mit einem Bildsensor ausgestattet sind
  • ein Aufzeichnungsgerät – entweder einen gewöhnlichen Videorekorder für analoge Systeme oder einen digitalen Videorekorder (DVR) oder Netzwerkvideorekorder (NVR) für digitale Systeme
  • Kabel – entweder RJ45 für digitale oder koaxial für analoge Übertragungen
  • einen oder mehrere Monitoren, an die die Bilder übertragen werden

 

 

 

  1. Eine Kamera zeichnet Bilder durch das Objektiv mit Bildsensoren auf.
  2. Diese Bilder (und oft auch Ton) werden an das Aufzeichnungsgerät übertragen, entweder drahtlos oder über Kabel. Aufzeichnungsgeräte können Analysesoftware und andere intelligente Technologien einsetzen, um die Daten zu prüfen und automatische Benachrichtigungen entweder an Menschen oder an andere Systeme und Geräte zu senden. Diese Video-Management-Software (VMS) erfasst, speichert und analysiert Videoeingaben. Die Software ist oft selbstlernend und verwendet Algorithmen für maschinelles Lernen (ML), die Funktionen wie Bewegungserkennung, Gesichtserkennung, Personenzählung usw. einsetzen.
  3. Monitore können passiv (durch Software) oder aktiv (durch Menschen) überwacht werden. CCTV-Netzwerke selbst können und sollten überwacht werden.

Arten von CCTV-Systemen

 

  • Analog: Zur Übertragung kontinuierlicher Videosignale werden BNC-Steckverbinder (Bayonet Neill-Concelman) an Koaxialkabeln verwendet. Sie haben eine relativ niedrige Auflösung, sind aber preisgünstig und effektiv. In einem Analogsystem gibt es mehr Peripheriegeräte, z. B. übertragen Standard-Koaxialkabel gewöhnlich keine Audiosignale. Analoge Signale können digitalisiert werden, so dass es auch mit älterer Ausrüstung kosteneffektiver wird, digital zu arbeiten. Die Bilder benötigen eine Video-Capture-Karte und können auf einem PC oder Videorekorder gespeichert werden. Eine Stufe höher ermöglichen analoge HD-Systeme gegenüber herkömmlichen Systemen eine höhere Auflösung (1080 Bildpunkte) und sind mit analogen Kameras und BNC abwärtskompatibel.
  • Digital: Die Signale werden auf Kameraebene digitalisiert. Diese Systeme brauchen keine Video-Capture-Karte, da die Bilder direkt auf einem Computer gespeichert werden, sie benötigen aber (relativ) viel Speicherplatz für die Aufzeichnungen und werden daher gewöhnlich stark komprimiert.
  • Netzwerk oder IP: Bei diesen Systemen, die zusammen mit analogen oder digitalen Kameras verwendet werden, wird ein Video-Server eingesetzt, um die Aufzeichnungen über das Internet zu übertragen. Die Vorteile sind mögliches WLAN und Audio, verteilte künstliche Intelligenz (VKI) zur Analyse des Bildmaterials, Fernzugriff, PoE (Power Over Ethernet) und bessere Auflösung. Darüber hinaus können IP-Kameras mehrere Kameras in einem Gerät enthalten, wodurch ein weiter Winkel abgedeckt wird, für den normalerweise mehrere Kameras oder Kamerasysteme nötig wären.

Alle drei Optionen werden nach wie vor gleichermaßen eingesetzt, wobei die Tendenz stark in Richtung IP-Kamerasysteme und digitale Videokameras geht.

Eine Vergleichstabelle der Kabelkategorien finden Sie hier.

Wichtige CCTV-Fachbegriffe

 

Video-Encoder

Video-Encoder ermöglichen die Migration von analogen CCTV-Systemen zu bestimmten Netzwerksystemen, wodurch Benutzer von preisgünstigerer Hardware und modernen Funktionen profitieren können. Die Software ermöglicht eine Kabelverbindung, digitalisiert dann die Videosignale und schickt sie zu einem kabelgebundenen oder kabellosen System auf IP-Basis.

Bildsensoren

In Kameras werden unterschiedliche Arten von Bildsensoren eingesetzt, die Licht in elektronische Signale umwandeln. Ein Sensor umfasst zahlreiche Fotodioden – oder Pixel – die die Menge des einfallenden Lichts registrieren und in Elektronen umwandeln. Die beiden beliebtesten Formate sind CMOS (komplementäre Metalloxid-Halbleiter) und CCD (ladungsgekoppelte Bauteile).

  • CMOS: Diese Sensoren sind kosteneffektiver als CCD-Sensoren. Megapixel-CMOS-Sensoren (mit Millionen von Pixeln) können sogar mit der Qualität von CCD-Sensoren konkurrieren.
  • CCD: Diese Sensoren sind am teuersten und haben einen höheren Energieverbrauch. CCD-Scanner sind gewöhnlich die beste Wahl bei ungünstigen Lichtverhältnissen (sie haben eine höhere Lichtempfindlichkeit) und sind leiser als CMOS. (Während das Signal selbst analog ist, wird es zur Übertragung von einem Analog-Digital-Wandler konvertiert, wobei die Pixel in Zahlenwerte umgewandelt werden.)

Bildabtastung

Für digitales CCTV setzen CCD-Sensoren gewöhnlich ein Zeilensprungverfahren (sofortige Belichtung) ein, während CMOS und CCD entweder progressive Abtastung oder Zeilensprungverfahren verwenden können. Analoge Kameras setzen nur Zeilensprungverfahren ein. 

  • Zeilensprungverfahren (beliebt bei CCD-Anwendungen): Bei dieser Technik werden ungerade und gerade TVLs (Fernsehzeilen) von einem Bild übertragen. Kameras mit mehr als 400 Zeilen bieten eine gute Auflösung, und mehr als 700 Zeilen werden als höchste Auflösung betrachtet. Diese Übertragungen werden immer wieder aufgefrischt, wodurch die Bandbreite reduziert und dem menschlichen Gehirn vorgetäuscht wird, ein einziges, vollständiges Bild zu sehen – das heißt, solange eine Aufzeichnung im Zeilensprungverfahren auf einem zeilensprungfähigen Monitor betrachtet wird. Auf einem Monitor für progressive Abtastung kann ein Zeilensprungbild ruckartig wirken. Moderne Videosoftware zerlegt Zeilensprungbilder zuerst, um sie in progressive Abtastungen zu konvertieren, die auf analogen Monitoren und Monitoren für progressive Abtastung betrachtet werden können.
  • Progressive Abtastung (beliebt bei CMOS-Anwendungen): Bei dieser Methode wird das Bild nicht in Felder (ungerade und gerade Zeilen) unterteilt. Stattdessen wird das Bild abgetastet und jede Zeile (Feld) wird der Reihe nach auf einem Monitor belichtet.

Aufzeichnungsgeräte

DVRs sind gewöhnlich Teil eines CCTV-Systems und werden mit verschiedenen internen Komponenten verbunden, jedoch nicht mit externen Netzwerken. DVRs werden in der Regel zusammen mit analogen Kameras verwendet. In einem DVR-System muss jede Kamera direkt mit dem Aufzeichnungsgerät verbunden sein.

Während DVR-Systeme Aufzeichnungen selbst verarbeiten, kodieren und verarbeiten NVR-Systeme Daten auf Kameraebene und übertragen sie dann zum Aufzeichnungsgerät, das seinerseits für Speicherung und Fernüberwachung eingesetzt wird. In NVR-Systemen werden gewöhnlich IP-Kameras verwendet. In einem NVR-System wird jede IP-Kamera mit demselben Netzwerk verbunden.

Netzwerk-CCTV: Pro und Kontra


Pro
: Möglichkeit von Fernüberwachung, keine Netzwerkverkabelung erforderlich, sehr mobil und mögliche Automatisierung des Überwachungsvorgangs

Kontra: eventuell hohe Anschaffungskosten, steilere Lernkurve und Risiken durch Hacker

Häufige Gerüchte und Irrmeinungen zu IP-CCTV finden Sie hier.

Analoges CCTV: Pro und Kontra


Pro
: preisgünstigere und einfachere Installation als Netzwerk-CCTV mit besserer Anbieterunterstützung

Kontra: niedrigere Auflösung, mehr erforderliche Kabel und keine Unterstützung von Datenverschlüsselung

Mehr zur Geschichte von CCTV und der Entwicklung von Analogsystemen erfahren Sie hier.

 

Kritik an CCTV


Untersuchungen haben gezeigt, dass die aktive Überwachung in jedem CCTV-System durch ineffektive Systemkonfigurationen, schlechte Qualität der Videoaufzeichnungen, defekte oder alte Ausrüstung, mangelhafte Kommunikation zwischen den Akteuren, ineffiziente Verwaltungsrichtlinien, ineffektive Arbeitsplatzeinrichtung (z. B. Platzmangel), Hintergrundgeräusche (typisch in Sicherheitsumgebungen), schlechtes Wetter und mangelhafte Kenntnis des beobachteten Bereichs seitens der Bediener behindert wird.

Die Hauptkritik an CCTV liegt in seinem Potential, in die Privatsphäre der Menschen einzudringen, in möglichen Datenverletzungen und darin, dass Mitarbeiter (oder Kunden) das Gefühl haben, von „Big Brother“ beobachtet zu werden. Viele dieser Probleme lassen sich durch eine Netzwerk-Monitoring-Software wie PRTG entschärfen.

Die Zukunft von CCTV


Laut Wesley G. Skogan wird CCTV in der Zukunft durch andere digitale Technologien ergänzt werden, um einen gleichzeitig autonomeren und proaktiveren Überwachungsprozess zu schaffen. Zu diesen Technologien gehören Gesichtserkennung, verknüpfte Kameras, intelligente Hardware, Nummernschildleser, Drohnen, Polizeikörperkameras und das IoT. Diese Technologien werden die passive Überwachung verstärken, d.h. die Fähigkeit von Systemen, anstelle von Menschen, einen Alarm auszulösen. Massenüberwachung und eine stärkere Anwesenheit von Sicherheitskameras könnten sich – wie wir das bereits in China sehen – auch auf andere Länder ausdehnen.

Monitoring von CCTV-Netzwerken


Netzwerk-Monitoring-Software stellt einen der am schnellsten wachsenden Trends in der CCTV-Sicherheit dar und sorgt dafür, dass CCTV-Systeme kontinuierlich einsatzbereit bleiben und das Monitoring eines Bereichs und zuverlässige Benachrichtigungen rund um die Uhr sicherstellen können. Monitoring-Systeme können Belegschaften benachrichtigen, wenn ein Stromausfall auftritt (und automatisch zu einer Notstromversorgung umschalten), das Netzwerk kontinuierlich auf ungewöhnliche Aktivitäten überprüfen und für verschiedene Nutzungsarten, Risiken und Anforderungen konfiguriert werden (z. B. Medizin oder Einzelhandel).

Professionelles Monitoring dieser Netzwerke ist entscheidend, um Konformität mit internationalen Datenschutz- und Sicherheitsbestimmungen zu gewährleisten und um große Mengen von Bilddaten effizient zu verarbeiten.

Hier erfahren Sie mehr über CCTV-Monitoring und darüber, wie hohe Verfügbarkeit und Leistung von IP-Kameras, Kameranetzwerken und DVR-Systemen sichergestellt werden.

 

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