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Zeitschrift für Elektro-, Gebäude- und Sicherheitstechnik, Smart Home

Videoüberwachung

Videoüberwachung „Onboard“-Videoanalyse spart Kosten und Zeit Die IP-Technologie im Videosicherheitsmarkt ist auf dem besten Weg, die analoge Übertragung via Koaxialkabelverbindung abzulösen. Die Prognosen der vergangenen Jahre mussten, was die Zahl der mittlerweile eingesetzten IP-Kameras anbelangt, nach oben korrigiert werden, da das Verständnis für die IT-Technik doch schneller als erwartet stark gestiegen ist. Die aktuelle Situation Man hat die Vorteile der netzwerkgebundenen Videosignalübertragung erkannt und mit den richtigen Argumenten eingesetzt. Die erheblich höhere Auflösung im Megapixelbereich, die erst mit dieser Technologie möglich war, hat diese Argumente visuell und eindrucksvoll unterstützt. Mit Einführung der IP-Technik haben sich allerdings auch die technischen Voraussetzungen für ein Videonetzwerk geändert. Wo früher ein Koaxkabel notwendig war und die Probleme fast ausschließlich durch schlechte Kabelverbindung oder durch die Kabellänge verursacht wurden, stehen heute Kompressionsverfahren, Übertragungsprotokolle und Geschwindigkeiten, Bandbreite, Netzwerkauslastung, CPU-Prozessorleistung, Kalkulation der Speichermedien und die Kompatibilität der verwendeten Videomanagementlösung im Weg. All diese Faktoren gilt es zu berücksichtigen, will man ein gut funktionierendes Videosystem projektieren, was dem Anwender einen reibungslosen Betrieb gewährleistet. Aber auch mit der größten Sorgfalt kommt es immer wieder zu Konflikten, deren Lösungen sehr kostspielig sind oder die sich mit herkömmlichen Technologien nicht lösen lassen. Die größte Herausforderung liegt in der zu verarbeitenden Datenmenge: gewünscht werden höchste Auflösungen bei maximaler Bildrate mit höchster Qualität, sprich geringster Kompression. Wenn nicht auf die Qualität verzichtet wird und die Bildübertragung Live-Charakter haben muss, so gibt es eigentlich nur einen Weg, den gewaltigen Datenmengen Herr zu werden: die Übertragung von Videobildern nur, wenn es wirklich erforderlich ist! Die in Publikationen nachzulesenden Vergleiche der IP-Videotechnik mit der traditionellen analogen Videotechnik weisen gravierende Fehler auf, wenn es um die Gegenüberstellung der Kosten geht. Dort werden unzureichende Technologien zur Berechnung herangezogen, die keinesfalls eine zuverlässige Übertragung von Videosignalen über das Netzwerk bereitstellen könnten. Günstige und dementsprechend schwache Rechnerleistung, zu kleine Switches/Router und „günstige“ Netzwerkkomponenten werden nicht die Erwartungen decken, die der Anwender an ein zuverlässiges Videoüberwachungssystem stellt. Ein mittlerweile verbrauchtes Argument ist das Kompressionsverfahren MPEG4-Teil 10, also H.264: hier wird mit haarsträubenden Kompressionsfaktoren argumentiert, die keiner praktischen Anwendung standhalten. In den wenigsten Anwendungen steht eine Szene mit bewegungslosen Objekten, mit idealer Lichtausbeute und mit nicht erkennbaren Qualitätsmängeln zur Verfügung. Somit sind Kompressionsfaktoren von mehr als 5 für Bandbreiten-/Rechner- und Speicherkalkulationen nicht akzeptabel und führen zu hohen Nachinvestitionen. Wenn also über einen echten Preisvorteil ohne Vernachlässigung der Qualität nachgedacht wird, dann kann er nur in der effizienteren Nutzung des zu übertragenen Videosignals liegen, die in der Analyse des Bildes oder der Szene liegt, sodass die Notwendigkeit der Übertragung überprüft werden kann. Ansätze gibt es längst in der Videobewegungserkennung, auch Video-Motion-Detection genannt, wobei hier auf generelle Bewegungen im gesamten Bild oder in Teilen des Bildes reagiert wird. Diese Erkennung funktioniert mehr oder weniger zuverlässig, und sie wird auch regelmäßig eingesetzt. Allerdings ist in vielen Fällen der Einsatz dieser Bewegungserkennung nicht effektiv, da Kameras zu mehr als der Hälfte an Orten eingesetzt werden, die bewegende Objekte überwachen: Einkaufszentren, Logistikhallen, Fußgängerzonen, Museen, Parkplätze usw. Hier würde die Kamera aufgrund der ständigen Bewegung unentwegt Videosequenzen übertragen, was die verfügbaren Bandbreiten belastet, die Rechenkapazitäten überfordert, und die Investitionskosten für Speicher in die Höhe treibt. Einkaufszentrum Kreuzung 46 Haus + Elektronik 2/2012

Videoüberwachung Die „Sofortanalyse“ Der interessanteste Lösungsansatz zur Eindämmung der Datenmengen und der dadurch entstehenden Kosten ist eine bereits schon in der Kamera wirksame Videoanalyse, die nach sorgfältiger Planung und dem Einsatz von effektiven Filtern den Datenstrom erheblich reduzieren kann, ohne dass auf wichtigen Informationsgehalt verzichtet werden muss. Aber auch hier zeigen sich gravierende Unterschiede, was sowohl die Einrichtung und Konfiguration der Analysefunktionen als auch die Verkehrsbeobachtung Zuverlässigkeit der jeweiligen Filter anbelangt. Verschiedene Kamerahersteller haben bereits Anstrengungen unternommen und ihrer Kamera ein „Plugin“ verpasst, das in der Regel von spezialisierten Unternehmen kommt und in das Kameramodul auf Soft- oder Hardwarebasis integriert wird. Hier zeigen sich häufig Kompatibilitätsprobleme, die einen zuverlässigen Einsatz erschweren. Weniger ist mehr Warum jedoch vor allem sehr zögerlich mit dem Thema Videoanalyse umgegangen wird, ist die Bedienung und Einrichtung eines solchen Systems: Keinesfalls erfährt die Videoanalyse mehr Popularität, solange komplizierte, unübersichtliche und unlogische Systeme angeboten werden. Zudem ist nicht nachvollziehbar, zu welchen Preisen VCA- Lizenzen gehandelt werden. Dies alleine schreckt den größten Teil des Marktes ab. Es ist zwar möglich, durch Rechenmodelle nachzuweisen, dass eine effiziente Videoanalyse bares Geld spart, aber es muss auch ohne diese Rechnung lukrativ wirken, und dies geht nicht mit Einzellizenzen, die über 500 € kosten! Ein weiteres Manko ist die mangelhafte Aufklärung über die Möglichkeiten einer Videoanalyse. Diese Technik hat in den letzten Jahren aufgrund der immer schneller werdenden Rechenleistung erheblich an Leistung zugenommen. Mehr Analysefunktionen, weiniger Platzbedarf und zuverlässigere Detektion machen sie immer interessanter. Doch extreme Lichtverhältnisse und Wettereinflüsse oder unvorhersehbare Ereignisse machen auch hier eine 100%-ige Absicherung unmöglich. Es gibt aber genug Möglichkeiten, dies im Vorfeld zu klären, bei der Projektierung mit zu berücksichtigen oder mit Einstellungen (Bereiche ohne Detektion) zu optimieren. Ein umfangreiches VCA-Produkt muss nicht bedeuten, dass es teuer in der Anschaffung und umständlich in der Bedienung ist. Ein gutes Beispiel ist die Firma VCA Technology mit Sitz in London, UK, die es seit vielen Jahren vormacht: Eine 3D-Videoanalyse mit denkbar einfachen Kalibrierungsmöglichkeiten und einfach zu konfigurierenden Filtern. Wahl der Videoanalyse Es gibt viele Hersteller von Videoanalyse-Systemen, jedes verfügt über unterschiedliche Stärken und Schwächen, viele davon aber bieten eine Vielzahl von Filtern in einem Paket, die möglicherweise nicht benötigt werden. VCA bietet sowohl Analysepakete als auch einzelne Funktionen in separaten Paketen an, die gezielt und somit kostengünstiger angewendet werden können. Im Vorfeld müssen die Anforderungen an die Videoanalyse definiert werden, damit die effektivsten Parameter ausgewählt werden können. Ob Perimeterschutz, Verkehrs- und Personenzählung, Objektnachverfolgung, Zugangskontrolle, Tunnelüberwachung oder Richtungserkennung, die unterschiedlichen Detektionsverfahren und die Kombination von verschiedenen Filtern lassen eine sehr präzise Objektüberwachung zu. In vielen Fällen bietet die in der Kamera oder im Videoserver (Encoder) integrierte Videoanalyse Vorteile gegenüber serverbasierten Systemen. Da integrierte Geräte die Videoanalyse lokal betreiben, können sie so konfiguriert werden, dass sie einen Video-Stream nur dann senden, wenn Alarme auftreten; das senkt Netzwerk-Bandbreite sowie Kosten für Archivierung und Rechnerkapazitäten. Durch Einsatz der Videoanalyse in der Kamera wird somit die Rechenleistung im Recorder entlastet. Wie funktioniert es? Trotz aller Aussagen in Informationsbroschüren ist die Videoanalyse keine Wunderlösung für jede Art der Anwendung. Die Leistung der Analyse hat sich in den letzten Jahren zwar erheblich verbessert, trotzdem kann man mit einfachen Regeln die Präzision und Zuverlässigkeit enorm steigern: Haus + Elektronik 2/2012 47

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