Fachartikel aus PROTECTOR 6/08, S. 22 bis 23
Mit Intelligenz gegen Fehlalarme
Zuverlässige Videoanalyse
Intelligente Videobildanalyse und intelligentes Videodatenmanagement sind Schlagworte in vielen Produktbeschreibungen moderner Überwachungssysteme. Aber welcher Sicherheitsgewinn und welche betriebswirtschaftlichen Effekte ergeben sich aus diesen neuen Funktionalitäten und was sollte vor der Entscheidung für ein System berücksichtigt werden?
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| Reale Bilder von Überwachungskameras: Die Tag- und Nachtszenen gleicher Örtlichkeiten mit teilweise sehr verrauschten Bildern zeigen die Herausforderung für ein Analysesystem. (Bild: Dallmeier) |
Für Norbert Pieper, Corporate Security der Deutschen Post AG, muss Videoüberwachung im sensiblen Außenbereich Hochsicherheitsanforderungen erfüllen und gleichzeitig den Rentabilitätsansprüchen seitens der Betriebswirtschaft entsprechen. Und so de- finiert der Sicherheitsexperte aus Anwendersicht die folgenden Funktionen, die zu seiner Entscheidung für ein konkretes System zur Freigeländeüberwachung mit intelligenter Bildanalyse beitrugen:
- signifikante Minimierung unerwünschter Alarme bei hoher Detektionsgenauigkeit,
- kontinuierlich stabile Funktion unbeeinflusst von Störfaktoren,
- Echtzeitbetrieb,
- komfortable objektspezifische Konfiguration des Systems sowie benutzerfreundliche Bedienung,
- Detektion und Unterscheidung von Personen und Objekten, Erkennung von Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit sowie typischen Verhaltensmustern,
- Erkennung untypischer und kritischer Veränderungen in der Szene (abgestellte Gegenstände, Koffer, Fahrzeuge, herumlungernde Personen) bei gleichzeitiger Ausblendung von Ereignissen, die zu betrieblichen Abläufen und Überwachungsroutinen gehören,
- Objektverfolgung (3D-Tracking) und gleichzeitige Visualisierung der Spur der Person oder des Objektes,
- schnelle Abruffunktion von Bildsequenzen für Alarmhistorien.
Weiterhin wünschenswert wären nach seinen Worten Skalierbarkeit, Erkennung von Manipulationsversuchen und Vernetzbarkeit von Analog-, Megapixel- und IP-Kameras.
Zuverlässiger Alarm
In diesen Anforderungen spiegeln sich alle Eigenschaften und Funktionalitäten für ein vollständiges Projekt zur Freilandsicherung mittels Videotechnik wider. Dass der Videosensorik in steigendem Maße die Verantwortung für eine zuverlässige Alarmmeldung zugetraut und übertragen wird – Analysten erwarten für den Markt der Videodetektionssysteme jährliche Wachstumsraten von 40 Prozent – liegt in den neuartigen Algorithmen begründet, die von leistungsfähiger und inzwischen erschwinglicher Rechentechnik verarbeitet werden können. Die „Embedded Hardware“ auf DSP-Basis findet sich in IP-Kameras, in Encodern und DSP-Auswerteplattformen. „Die neuen Software-Algorithmen nutzen das Prinzip der menschlichen Wahrnehmung. Auf neuronaler Basis werden Objekte, zum Beispiel Menschen oder Fahrzeuge, anhand vorher eingelernter Profile in einer Szene detektiert“, beschreibt Wolfgang Küster, GE Security GmbH, das neue Prinzip der Objektklassifikation. „Den statischen und dynamischen Hintergrund der Szene lernt sich das System selbst ein und sucht dann ausschließlich nach trainierten Mustern“, erläutert er, warum Fehlalarme praktisch ausgeschlossen werden können. Natürlich müssen Überwachungsaufgaben bereits in der Planungsphase klar definiert sein, um das passende System zu finden. VideoIQ von GE sei speziell auf das Detektieren von Personen in weitläufigen Grenz- und Sperrgebieten entwickelt worden und könne hierbei optimale Ergebnisse erzielen. Moderne leistungsfähige Bildverarbeitungsalgorithmen unter anderem zur Richtungsauswertung und 3D-Analyse charakterisieren, worauf die Branche die Schwerpunkte für aktuelle Weiterentwicklungen legte und legt:
- verbesserte Hintergrundmodelle minimieren den Einfluss von Störfaktoren,
- höhere Rechenleistung ermöglicht höhere Bildraten und so die Gewinnung besserer Basisdaten sowie zusätzliche Objektklassifikationen.
In dieser grundsätzlichen Herangehensweise sind die weiterentwickelten Systeme der führenden Hersteller vergleichbar. Achim Lentz, Geutebrück GmbH, wendet zur zuverlässigen Erkennung echter Alarme das zweistufige „Dualsensor“-Prinzip an. Nach der Erkennung durch einen Bewegungssensor setzt die Bildanalysefunktion ein, wodurch sich „eine hohe Wirksamkeit beim Erkennen zu detektierender Vorgänge sowie eine äußerst geringe Fehlalarmrate garantieren lässt.“
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| Für Videoanalyse erschwerte Umstände: Nachts gehen vor allem Farbinformationen schnell verloren. (Bild: Dallmeier) |
Optimierte Kosten
Im Detail setzt Albert Unterberger, Securiton GmbH, auf das georeferenzierte Videodetektionsverfahren. Das stellt die genauen geografischen Positionsdaten von Personen oder Objekten fest, Kameras folgen der Bewegung. Verlässt das Zielobjekt den Kamerasektor, kann automatisch an die nächste Kamera übergeben werden. „Sind Speed-Dome-Kameras im System integriert, lassen sich so die Zielobjekte deutlich sichtbar über weitreichende Distanzen verfolgen“, betont er den wirtschaftlichen Aspekt, „denn bei großen Überwachungsflächen lässt sich so ohne Sicherheitsverlust die notwendige Anzahl von Kameras reduzieren.“ Diesen, durch den Einsatz moderner Systeme erzielbaren Mehrwert stellt auch Torsten Anstaedt, Aimetis GmbH, heraus. Mit der Rechenleistung seines „Symphony“-Systems lassen sich beispielsweise 20 Dome-Tracking-Kameras gleichzeitig mit voller Funktionalität automatisch betreiben und die Informationen gleichzeitig auswerten. Auch könnten neue Kameratechnologien, wie die weitreichenden Wärmebildkameras, trotz höherer Stückkosten durch wesentlich größere Reichweiten die Gesamtprojektkosten einer Freilandüberwachung optimieren. Um zukunftsfähig zu bleiben und Systeme später an einen neuen Stand der Technik anpassen oder zusätzliche Applikationen einbinden zu können, empfiehlt Anstaedt auf offene Plattformen und standardisierte Schnittstellen zu achten.
Hohe Bildqualität
„Eine entscheidende Voraussetzung für eine geringe Fehlalarmrate bleibt eine hohe Bildqualität, die hauptsächlich von der Qualität der Kamera und der verfügbaren Beleuchtung abhängt. Hochwertige Kameras mit angepassten Parametern für die Außenüberwachung bieten auch bei schlechten Verhältnissen gute Bilder“, betont Andreas Wolf, Dallmeier Electronic GmbH & Co. KG, den Projektcharakter der Videoanalyse. Aufzeichnung, Schnittstellen, Parametrierung und User-Interface komplettieren die im Gesamtkonzept zu berücksichtigenden Punkte.
Autor: Karsten Seifert
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