Von Perimeterschutz bis Energieeffizienz
KI-basierte Analyse in der Videosicherheitstechnik
Als Teil eines Sicherheitsökosystems entfalten Kameras nur dann ihre volle Wirkung, wenn das Videomaterial auch ausgewertet werden kann. Jedoch umfassen moderne Sicherheitsökosysteme oft Hunderte von Geräten an dutzenden Standorten. Eine manuelle Analyse des dabei generierten Videomaterials durch Menschen ist entweder nahezu unmöglich oder nur mit signifikantem Kosten- und Zeitaufwand zu leisten. Wie viele andere sich wiederholende Aufgaben lässt sich jedoch auch die Analyse von Videodaten mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning größtenteils automatisieren.
Bild: Axis Communications GmbHBei diesem Ansatz übernehmen speziell trainierte Algorithmen die Analyse des von der Kamera generierten Videomaterials. Erkennt der Algorithmus im Bildausschnitt ein relevantes Ereignis - eine gefallene Person oder z.B. Fahrzeuge, die vor Schranken warten - benachrichtigt er einen Sicherheitsverantwortlichen, der entscheidet, ob es sich tatsächlich um einen Vorfall handelt und entsprechende weitere Maßnahmen einleitet. Auf diese Weise bietet KI-gestützte Videoanalyse das Beste aus beiden Welten: Die Möglichkeit von Algorithmen, sehr große Datenmengen effizient zu verarbeiten, und die Abwägungsfähigkeit von menschlichem Sicherheitspersonal bei der Entscheidung.
In Kombination mit der immer größeren Rechenleistung von Kameras ermöglichen Algorithmen außerdem die KI-basierte Videoanalyse direkt in der Kamera selbst (on the edge). Da die Analyseanwendungen direkt auf das Videomaterial zugreifen können, ohne dass dieses vorher komprimiert und an andere Geräte oder Server gesendet werden muss, steigert der On-the-Edge-Ansatz sowohl die Effizienz als auch die Qualität der Analysen. Zudem werden auf diese Weise sowohl Bandbreite als auch Energiekosten für den Datentransfer oder die benötigte Serverleistung reduziert, was die Umweltbilanz der Kameras und in Summe des Sicherheitssystems reduziert.
Bild: Axis Communications GmbHKI-basierte Videoanalyse: Anwendungsfälle am Beispiel Bürogebäude
In einem typischen Bürogebäude bietet KI-basierte Videoanalyse exemplarisch eine ganze Reihe an Anwendungsmöglichkeiten, darunter Perimeterschutz, Zutrittskontrolle sowie die Steigerung der Energieeffizienz im Gebäude. Der naheliegendste Anwendungsfall für eine KI-basierte Videoanalyse in einem Bürogebäude ist der Perimeterschutz - also das Erkennen von gewaltsamem Eindringen Unbefugter in ein umgrenztes Außengelände rund um das Gebäude. Dabei werden die Algorithmen darauf trainiert, die Außengrenzen des Geländes als eine nicht zu überschreitende Grenzlinie zu definieren. Als Reaktion auf ein Eindringen können je nach Bedarf verschiedene automatische Reaktionen definiert werden. Dazu zählen z.B. eine Benachrichtigung von Sicherheitspersonal und/oder Polizei oder - zur Abschreckung der Eindringlinge - das Einschalten von Beleuchtung oder das Abspielen von vorher aufgenommenen Nachrichten über Lautsprecher. Moderne Lösungen für den Perimeterschutz wie der Axis Perimeter Defender bieten zudem erweiterte Funktionen, wie automatische Vergrößerung des Bildausschnitts im Falle eines Alarms sowie das Herausfiltern von typischen Gründen für Falschalarme wie z.B. sich bewegende Vegetation, Schatten oder Insekten.
Bild: Axis Communications GmbHIntelligente Zutrittskontrolle
Im Gegensatz zum Perimeterschutz liegt der Schwerpunkt bei der Zutrittskontrolle vor allem auf dem Schutz bestimmter, vorher definierter Bereiche innerhalb des Geländes oder Gebäudes. Insbesondere die Beobachtung und Klassifizierung von Objekten, wie Personen und Fahrzeugen in diesen Bereichen, stehen dabei im Fokus. Die Algorithmen können darauf trainiert werden, verschiedene Parameter als Anzeichen für einen Vorfall zu bewerten, darunter das Überschreiten definierter Linien oder das zu lange Aufhalten in bestimmten Bereichen. Entsprechende Vorfälle sind z.B. Lieferwagen, die sich nicht zu den Ein- oder Ausladebereichen begeben, Besucher, die sich im Foyer nicht sofort an der Rezeption melden oder Personen, die sich zu lange vor Ein- und Ausgängen oder Aufzügen aufhalten. Eine entsprechende Analyselösung wie Axis Object Analysis wird zudem während der Aufzeichnung des Videomaterials dieses kontinuierlich und in Echtzeit auf der Basis von Machine- oder Deep-Learning-Algorithmen kategorisieren und klassifizieren. Dabei werden Metadaten erstellt, die dem Bildmaterial hinzugefügt werden. Anhand dieser Metadaten kann das Material später auf bestimmte, im Bildausschnitt vorhandene Eigenschaften durchsucht werden, z.B. 'Personen', 'rote Jacken' oder 'blaue Lieferwagen'. Eine solche Metadaten-Suchfunktion, wie Axis Smart Search 2, unterstützt dementsprechend das Sicherheitspersonal bei der schnellen und effizienten Nachverfolgung von gesuchten Objekten - und damit bei der Nachbearbeitung von Vorfällen sowie dem Sammeln von forensischen Beweismitteln.
Effizientere Nutzung von Energie
Auch die Energieeffizienz eines Gebäudes kann mithilfe von KI-basierter Videoanalyse verbessert werden. Die Algorithmen entsprechender KI-basierter Lösungen können z.B. darauf trainiert werden, die Anzahl von Personen zu zählen, die eine vorher definierte Linie überschreiten oder die sich gleichzeitig in einem bestimmten Bereich aufhalten. Auf dieser Basis können dann mit der Analyselösung verbundene IoT- oder Smart-Building-Anwendungen die Beleuchtung im und um das Gebäude einschalten oder die Heizwärme regulieren. Alternativ kann auch definiert werden, dass die entsprechenden Systeme abgeschaltet werden, wenn sich für eine bestimmte Zeit kein Objekt oder keine Person im Bildausschnitt befindet.
Fazit
Für die Gebäudesicherheit kann eine Kamera viel mehr leisten als nur Videomaterial zu produzieren. KI-basierte Lösungen für die Videoanalyse bieten die Möglichkeit, Energiekosten einzusparen, IoT- oder Smart Building-Anwendungen zu steuern sowie Perimeterschutz und Zutrittskontrolle größtenteils zu automatisieren und damit das Sicherheitspersonal zu entlasten. Mit den entsprechenden Hard- und Software-Lösungen sowie der Beratung für eine optimale Installation und Verwaltung können spezialisierte Anbieter unterstützen.
Als Teil eines Sicherheitsökosystems entfalten Kameras nur dann ihre volle Wirkung, wenn das Videomaterial auch ausgewertet werden kann. Jedoch umfassen moderne Sicherheitsökosysteme oft Hunderte von Geräten an dutzenden Standorten. Eine manuelle Analyse des dabei generierten Videomaterials durch Menschen ist entweder nahezu unmöglich oder nur mit signifikantem Kosten- und Zeitaufwand zu leisten. Wie viele andere sich wiederholende Aufgaben lässt sich jedoch auch die Analyse von Videodaten mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning größtenteils automatisieren.
Bild: Axis Communications GmbHBei diesem Ansatz übernehmen speziell trainierte Algorithmen die Analyse des von der Kamera generierten Videomaterials. Erkennt der Algorithmus im Bildausschnitt ein relevantes Ereignis - eine gefallene Person oder z.B. Fahrzeuge, die vor Schranken warten - benachrichtigt er einen Sicherheitsverantwortlichen, der entscheidet, ob es sich tatsächlich um einen Vorfall handelt und entsprechende weitere Maßnahmen einleitet. Auf diese Weise bietet KI-gestützte Videoanalyse das Beste aus beiden Welten: Die Möglichkeit von Algorithmen, sehr große Datenmengen effizient zu verarbeiten, und die Abwägungsfähigkeit von menschlichem Sicherheitspersonal bei der Entscheidung.
In Kombination mit der immer größeren Rechenleistung von Kameras ermöglichen Algorithmen außerdem die KI-basierte Videoanalyse direkt in der Kamera selbst (on the edge). Da die Analyseanwendungen direkt auf das Videomaterial zugreifen können, ohne dass dieses vorher komprimiert und an andere Geräte oder Server gesendet werden muss, steigert der On-the-Edge-Ansatz sowohl die Effizienz als auch die Qualität der Analysen. Zudem werden auf diese Weise sowohl Bandbreite als auch Energiekosten für den Datentransfer oder die benötigte Serverleistung reduziert, was die Umweltbilanz der Kameras und in Summe des Sicherheitssystems reduziert.
Axis Communications GmbH
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 1 (Februar) 2024 - 16.02.24.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
