Dallmeier Electronic: Mit KI gegen KO durch Fehlalarm

Keine Perimeter-Lösung gleicht der anderen. Zwei Dinge haben aber fast alle Ansätze gemeinsam: Die Kombination und das ­Zusammen­spiel unterschiedlicher Technologien machen ­Implementierung und Betrieb komplex. Und fast alle ­Perimeter-Lösungen leiden unter der großen Anzahl an Fehl­alarmen, die die Überwachung personalintensiv machen und deren ­Zuverlässigkeit verringern. Die Entwicklungen der letzten Jahre versprechen nun Abhilfe – den richtigen Einsatz von ­Technologien vorausgesetzt. Ein Beitrag von Josua Braun, Product Marketing Director Dallmeier Electronic.

Vor allem in zwei Bereichen hat sich viel getan im Perimeterschutz. Zum einen bei der Analyse: Die Objekterkennung und -klassifizierung über neuronale Netze hält zunehmend Einzug in die Videoanalyse und verspricht eine wesentliche Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit. Damit schafft die Videoanalyse erstmals die Möglichkeit einer teilweisen „Automatisierung“ der Verifikation im Perimeterschutz. Zum anderen bei den Kamerasystemen selbst: In Kombination mit den modernen Analysefähigkeiten übernehmen bestimmte Kameratechniken zunehmend mehr Aufgaben bei der Detektion, also dem erstmaligen Erkennen von Vorgängen.

Kamerasystem: allein zur Verifizierung viel zu schade
Um eine Perimetersituation mit konventionellen Methoden wirklich wirksam abzusichern, ist eine Kombination verschiedener Technologien notwendig. Es gibt dabei keine Patentlösung, sondern je nach Kundenumgebung müssen Anwender für die Detektion Komplementärtechnologien auswählen, wie etwa Spanndrahtsysteme, Meldeschleifen, Radartechnik oder Beschleunigungssensoren. Die meisten Systeme sind teuer in der Anschaffung, in der Implementierung – hier müssen Infrastrukturkomponenten wie etwa Drähte und Sensoren meist an jedem Meter des Perimeters angebracht werden – und zu guter Letzt im Betrieb. Die Tatsache, dass kein System alleine ausreicht, erhöht die Kosten nochmals.

Naheliegend wäre es da, wenn Kamerasysteme, die Unternehmen ohnehin für die Verifikation bzw. Beurteilung von Ereignissen benötigen, die gesamte Detektionsaufgabe oder zumindest einen Teil davon übernehmen könnten. Möglich wird dies, wenn die Kameralösung dafür ausgelegt und in der Lage ist, Analysen durchzuführen, wie etwa „Intrusion Detection“ oder „Line Crossing“.

Detektion: Der Teufel liegt im Detail
Allerdings gibt es Gründe, warum beim Perimeterschutz nach wie vor die Kamerasysteme meist nur zu Verifizierung und nicht zum Erkennen von Vorgängen eingesetzt werden. Ein Grund liegt in der mangelnden durchgängigen Datenqualität. Diese entspricht, wenn Videobilder analysiert werden sollen, exakt der Bildqualität. Eine Analyse kann aber immer nur so gut sein, wie die Qualität der Daten, die analysiert werden sollen. Anwender sollten deshalb großen Wert darauf legen, dass sie mit möglichst geringem Aufwand exakt die Mindest­auf­lösungsdichte festlegen, die für eine erfolgreiche Objekt- bzw. Personenerkennung am gesamten Perimeter nötig ist.

Diese Mindestauflösungsdichte ist in der Norm DIN EN 62676-4 für Videoüberwachungsanlagen festgelegt und beträgt je nach Szenario meist zwischen 62,5 und 125 Pixel pro Meter (px/m) für die Objekterkennung. Sollen Personen zuverlässig gerichtserkennbar erfasst werden, geht man häufig von 250 px/m aus. Diese Werte bereits in der Planung genau festzulegen, ist Grundvoraussetzung für jede Analyse und nachfolgende Beweissicherung.

Ähnlich wichtig ist die Auswahl der richtigen Beleuchtung: Wenn es möglich ist, Weißlicht einzusetzen, reicht für Tag- und Nachtsituationen im Regelfall ein leistungsfähiges Kamerasystem aus. Gute Systeme sind bei schlechten Lichtverhältnissen auch in der Lage, mit aktiven Infrarotscheinwerfern zu gewährleisten, dass sie Objekte ausreichend gut erkennen und Personen identifizieren können. Ist beides nicht möglich, bietet sich bei schlechten Licht- oder Witterungsverhältnissen an, die Lösungen mit Thermalkameras zu ergänzen. Diese sind datenschutzrechtlich zudem in jedem Fall unbedenklich, allerdings ist mit ihnen keine Personenidentifizierung und Beweissicherung möglich, sodass Anwender entweder mit punktuellem, zuschaltbarem Weißlicht oder mit Wachpersonal arbeiten müssen.

Nachteile von PTZ-Kameras bei der Verifizierung
Auch bei der Verifizierung lassen sich viele Fehler durch die Auswahl der richtigen Technologie vermeiden. Moderne „Multifocal-Sensor“-Kameras, wie etwa Dallmeier Panomera, unterscheiden sich von der klassischen Kombination „Megapixelkameras plus PTZ-Kamera“, indem sie mehrere Objektive unterschiedlicher Brennweite in einer optischen Einheit kombinieren. So vereinen sie Übersicht und Detailansichten in einem System – und auf einem Bildschirm. Dadurch werden deutlich weniger Kameras benötigt und eine maximale Übersicht gewährleistet.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die Möglichkeit, bei der Verifizierung beliebig viele Detailansichten („Zooms“) zu öffnen und somit auch komplexere Situationen unter Kontrolle zu halten, wie etwa das gleichzeitige Eindringen mehrerer Personen. Im Endeffekt kann man sich das vorstellen, wie die Kombination einer enorm leistungsfähigen Megapixel-Kamera mit weit über 100 Megapixel „effektiver“ Auflösung und beliebig vieler PTZ-Kameras.

Die KI sorgt für eine Fehl­alarm­quote nahe Null
Neben einer möglichst geringen Anzahl an Systemen für den Perimeterschutz liegt das größte Optimierungspotenzial in der Teilautomatisierung von Tätigkeiten, die derzeit noch einen hohen Personal- und Zeitaufwand erfordern. Eine zentrale Rolle spielt in diesem Zusammenhang die KI. Bei aller angebrachten Skepsis gibt es gerade beim Perimeterschutz bereits konkrete Lösungen, die einen enormen Kundenvorteil beim Personalaufwand und damit bei den Gesamtbetriebskosten versprechen. In der KI-„Engine“ ist eine bestimmte Erkennungswahrscheinlichkeit definiert, z. B. für das Erkennen von Personen oder Fahrzeugen, und nur Alarme, die diesen Wert überschreiten, leitet das System überhaupt an die Einsatzzentrale zur „menschlichen“ Verifizierung weiter.

Die Ergebnisse können sich sehen lassen: Erfahrungen aus Kundeninstallationen zeigen eine Reduzierung der Fehlalarme auf nahezu Null und damit natürlich einen wesentlich geringeren Aufwand bei der Verifizierung und Nachverfolgung von Alarmen. Damit erreichen Anwender zum einen eine enorme Kosteneinsparung, da sie dem gleichen Personalaufwand wesentlich größere Strecken am Perimeter absichern können. Zum anderen steigt auch die objektive Sicherheit durch die deutlich höhere Aufmerksamkeit der Operatoren. Schließlich wissen diese, dass hinter einer Alarmmeldung nun mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit auch ein relevanter Vorfall steckt – anstatt wieder eine von vielen Fehlauslösungen.