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Wenn weniger mehr ist

Effiziente Videoüberwachung mit MFS-Technik

Auf einen Blick Eine Mindestanzahl von Pixeln am Objekt muss vorhanden sein, um Personen und Details in Bildern von Videokameras zu erkennen – hierzu gibt es Richtwerte

Immer mehr Kameras zu installieren wird teuer und erzeugt enorme Bilder- und Datenfluten, die niemand mehr bewältigen oder auswerten kann

Die Multifocal-Sensortechnologie (MFS) setzt auf mehrere Kameraobjektive mit unterschiedlichen Brennweiten, die von einem Standort aus eine große Fläche absichern
Ob auf öffentlichen Plätzen, Bahnhöfen, Flughäfen oder Firmenliegenschaften – bei der Absicherung von großen Flächen und weiten Arealen liegt die Herausforderung da­rin, einen umfassenden Überblick über das Gesamt­gelände und gleichzeitig höchste Detailauflösung auch in den entfernteren Bildbereichen zu erhalten. Auch wenn Netzwerkkameras mit immer höheren Megapixelzahlen Werbung machen: Auflösung allein ist nicht alles. Entscheidend für eine zuverlässige Absicherung von großen Flächen ist die Fähigkeit, sowohl im Nahbereich der Kamera als auch in den weiter entfernten Bereichen Details erkennen und Personen identifizieren zu können.

Kamerabilder zeigen Szenen nur in 2D

Hier kommt ein ganz einfaches physikalisches Prinzip zum Tragen: Eine reale Szene ist dreidimensional, im Kamerabild wird sie allerdings nur zweidimensional dargestellt. Die Kamerapixel werden gleichmäßig auf dem Kamerasensor verteilt, bzw. die angegebene Auflösung der Kamera wird gleichmäßig auf den gesamten Bildwinkel verteilt. Und dass, obwohl für die weiter entfernten Bereiche eigentlich eine viel höhere Auflösung und Pixeldichte notwendig wäre, um letztendlich dieselbe Pixelzahl pro Meter zu erreichen wie im Nahbereich der Kamera.

Anders gesagt: Wenn eine Kamera ein hochauflösendes Übersichtsbild liefert, kann dies zwar vorbehaltlich der Lichtverhältnisse vor Ort und der Dynamik der Kamera zur Wahrnehmung von Abläufen dienen. Das heißt aber noch lange nicht, dass im Ernstfall über die gesamte Szene hinweg ausreichend Auflösung zur Verfügung ist, um Vorfälle aufzuklären.

Nötige Mindestpixelanzahl am Objekt

Bild 1: MFS 
arbeitet mit mehreren 
Sensoren und unterschiedlichen Brennweiten, sodass auch weiter entfernte Objekte mit der gleichen Auflösung dargestellt werden wie Objekte vorne im Bild
Bild 1: MFS arbeitet mit mehreren Sensoren und unterschiedlichen Brennweiten, sodass auch weiter entfernte Objekte mit der gleichen Auflösung dargestellt werden wie Objekte vorne im Bild
Hier gilt die Voraussetzung, dass je nach Anforderung und entsprechend der Bildszene und der Details, die man erkennen möchte, eine Mindestanzahl von Pixeln am Objekt bzw. an der Person im Bild vorhanden sein muss. Hier spricht man von Pixel pro Meter am Objekt/Person (px/m). Nicht gemeint sind die Pixel, die eine Kamera zur Verfügung stellt (also z. B. die Angabe »5-Megapixel-Kamera«). Für Pixel pro Meter gibt es in der Video­branche Richtwerte, die in der DIN EN 62676-4 festgelegt sind. Zum Beobachten braucht man 62 px/m, zum Erkennen bekannter Personen 125 px/m und zum Identifizieren unbekannter Personen sind 250 px/m notwendig – egal in welcher Entfernung sich die Person zur Kamera befindet.

Wie muss man sich das vorstellen? Vor einer Kamera stehen drei gleich große Personen. Die erste Person befindet sich in 15 m Entfernung zur Kamera, die zweite in 50 m und die dritte in 100 m Entfernung. Bei dieser perspektivischen Betrachtung sind Personen mit zunehmender Entfernung im Bild immer kleiner dargestellt. Um sicherzustellen, dass auch die Person in 100 m Entfernung bei ­einem digitalen Zoom bzw. in der Videoaufzeichnung erkennbar ist, müssen an dieser Person in der Bildtiefe mindestens 125 px/m vorhanden sein. Diese korrekte Berechnung der Pixel pro Meter gewährleistet die von der Videoanlage geforderte und erwartete Bild- bzw. Videoqualität.

Bildqualität statt Bildquantität

Bild 2: Der Panomera-Effekt sorgt dafür, dass die Bildauflösung über den gesamten Objektraum stets größer als 125 Pixel pro Meter ist, was für eine Personenerkennung genügt
Bild 2: Der Panomera-Effekt sorgt dafür, dass die Bildauflösung über den gesamten Objektraum stets größer als 125 Pixel pro Meter ist, was für eine Personenerkennung genügt
Mehr und mehr Kameras unüberlegt zu ­installieren ist sicherlich keine effiziente Lösung. Man denke nur an die unnötige Bilderflut und das hohe Datenaufkommen, das dadurch entsteht. Wer sollte diese immense Menge an teilweise unnötigen Informationen sinnvoll sichten?

Hinzu kommen die hohen Kosten, die durch eine derart aufgeblähte Infrastruktur entstehen. Schließlich kommen hier nicht nur die Anschaffungskosten für die Kameras selbst zum Tragen. Die Kosten für entsprechende Kameramasten, Verkabelungen für Stromversorgung und Datenübertragung, etc. schlagen noch viel höher zu Buche. Zu den einmaligen Anschaffungskosten kommen dann noch die laufenden Betriebs- und Verwaltungskosten hinzu. Ganz außer Acht gelassen werden bei Kaufentscheidungen meist die versteckten, indirekten Kosten, die infolge unproduktiver Nutzung durch den Endanwender entstehen – diese indirekten Kosten können annähernd die Hälfte der Gesamtkosten betragen.

Objektive mit verschiedener Brennweite

Bild 3: Während bei herkömmlichen Videoüberwachungssystemen sehr viele Kameras 
installiert werden müssen, um ein großes Areal zu überwachen (links), reichen beim Multi­focal-Sensorsystem wenige Kamerastandorte aus (rechts)
Bild 3: Während bei herkömmlichen Videoüberwachungssystemen sehr viele Kameras installiert werden müssen, um ein großes Areal zu überwachen (links), reichen beim Multi­focal-Sensorsystem wenige Kamerastandorte aus (rechts)
Ziel muss es also sein, eine Lösung zu finden, bei der möglichst wenige Kameras einen ­großen Bereich besser und zuverlässiger absichern können. Ein Problemlöser kann hier die Multifocal-Sensortechnologie (MFS) sein, wie die patentierte Panomera-Lösung der Firma Dallmeier (Bild 1). Sie zeichnet sich durch ein neuartiges Objektiv- bzw. Sensor-Konzept aus, das mit mehreren Sensoren mit jeweils unterschiedlichen Brennweiten arbeitet. Dadurch wird die abzusichernde Fläche »gestaffelt«, so dass auch weiter entfernte Objekte mit derselben Auflösung dargestellt werden können wie Objekte im vorderen Bildbereich. Dadurch wird eine garantierte durchgehende Auflösung von mindestens 125 px/m erzielt (Bild 2).

Von nur einem einzigen Standort aus kann so beispielsweise ein riesiges Areal abgesichert werden. ­Neben erheblichen Ersparnissen in Bezug auf Infrastruktur und TCO (Total Cost of ­Ownership) bietet diese Lösung auch für das Sicherheitspersonal große Vorteile. Die Möglichkeit, den kompletten abzusichernden Bereich in einem zusammenhängenden Bild zu sehen und nicht zwischen zahlreichen verteilten Kameras hin- und herschalten zu müssen, macht die Bedienung des Systems einfacher und verkürzt die Reaktionszeiten für die Einsatzkräfte (Bild 3).

Datenschutz und Anonymität wahren

Wenn eine größere Fläche oder ein öffent­licher Bereich abgesichert werden soll, muss dennoch die Anonymität der einzelnen Personen gewahrt bleiben. Datenschutz hat immer oberste Priorität. So dürfen nicht alle Personen im abzusichernden Bereich unter Generalverdacht gestellt werden, sondern es darf erst im Verdachts- bzw. Ereignisfall entsprechend gezoomt werden.

Genauer gesagt heißt das: Der Operator sieht live nur das Übersichtsbild oder, als andere Möglichkeit, in der Live-Ansicht werden bewegte Objekte und Personen aus Datenschutzgründen verpixelt. Erst im Ereignisfall kann über das Vier-Augen-Prinzip und entsprechende Berechtigungen auf die hochaufgelösten, unverpixelten Einzelstreams und somit auf die Detailbilder der Multifocal-Sensorsysteme zugegriffen werden.

Nicht nur bei der Absicherung öffent­licher Plätze bieten Multifocal-Sensorsys­teme Vorteile. MFS verbessert auch die ­Arbeitsweise und Einsatzmöglichkeit von Videosystemen in Industrie und Wirtschaft. Der Wirkungsgrad einer Videoanlage wird wesentlich erhöht, wobei hier gilt: weniger, aber besser, effektiver und dadurch kosteneffizienter.

Auch das Kernthema der Videosicherheitstechnik hat sich mittlerweile unverkennbar gewandelt. Es geht weg von bloßer Über­wachung hin zu Prozessoptimierung und Prozesssteuerung durch deutlichen Informationsgewinn mit Hilfe intelligenter und analytischer Videolösungen. Hier schließt die ­Multifocal-Sensortechnologie die Lücke herkömmlicher Videosysteme.
Über den Autor
Autorenbild
Josua Braun

Senior Product Marketing Manager, Dallmeier electronic GmbH & Co.KG, Regensburg

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