Außerhalb der Sicherheitsbranche ist die vorherrschende Vorstellung vieler Menschen diese: Kameras zeichnen zu Überwachungszwecken ohne Unterbrechung auf. Das Material wird auf einem Band gespeichert und so lange aufbewahrt, bis ein Vorfall überprüft werden muss.

Diese Vorstellung ist nicht falsch, entspricht allerdings nicht mehr ganz der Realität. Denn sie basiert größtenteils auf der Welt der analogen Überwachungskameras. Damals verlangte es die Technologie, dass diese entweder ein- ODER ausgeschaltet waren. Waren sie eingeschaltet, zeichneten sie auf. Der Vorteil war, dass kein Vorfall im Sichtfeld der Kamera verpasst wurde und für die Überprüfung durch Sicherheitspersonal und Strafverfolgungsbehörden zur Verfügung stand. Zumindest so lange, wie das Filmmaterial aufbewahrt wurde. Und dies führte zu einem Problem bei der physischen Speicherung.

Da Videobänder relativ groß sind und nur eine Kapazität für einige Stunden Videoaufzeichnungen haben, wurde der benötigte Platz zur Aufbewahrung der Bänder schnell zu einem Problem. Also wurde das Filmmaterial nur für eine bestimmte Zeit aufbewahrt, bevor die Bänder erneut verwendet und überschrieben wurden. Dies war aus mehreren Gründen problematisch: Der offensichtlichste ist, dass früheres Filmmaterial für immer verloren ging, aber auch, dass die Qualität des aufgezeichneten Videos mit der Zeit abnahm, da die Bänder abgenutzt wurden.

Die Ankunft der digitalen Aufzeichnung und der Daten: Eine neue Ära

Auf den ersten Blick schien die Einführung der digitalen IP-Videoüberwachung das Problem der physischen Speicherung zu lösen. Auf Festplatten konnten riesige Mengen an digitalem Videomaterial auf relativ kleinem Raum gespeichert werden. Dafür hätte man früher ganze Lagerhallen benötigt, um das Äquivalent auf Videobändern zu speichern.

War das Problem also gelöst? Nicht ganz. Netzwerk-Videokameras entwickelten sich schnell weiter, insbesondere in Bezug auf die Qualität und Auflösung der aufgenommenen Bilder. Neue Kameras brachten höhere Auflösungen, Bild- und Bitraten und erzeugten, kurz gesagt, mehr Daten. Viel mehr Daten!

Bei Überwachungssystemen mit Dutzenden, Hunderten oder sogar Tausenden von angeschlossenen Kameras, wurde der Speicherbedarf der digitalen Videoüberwachung – zusammen mit der Bandbreite, die für die Übertragung dieser Daten zwischen Kameras und Rechenzentren benötigt wird – zum nächsten Problem.

Suboptimale Überwachung als Ergebnis

Also begannen Unternehmen nach Lösungen für das Datenproblem zu suchen. Ein naheliegender Ansatz war, nur dann aufzuzeichnen, wenn wirklich etwas „passiert“. Für IP-Überwachungssysteme ist das problemlos möglich. Bewegungserkennungsalgorithmen aktivierten hierbei die Kameras, wenn ein bestimmter Schwellenwert an Bewegung im Sichtfeld der Kamera überschritten wurde. Abhängig von der eingestellten Empfindlichkeit der Bewegungserkennungssensoren, konnten Kameras in diesem Fall zu oft die Aufzeichnung aktivieren, was zu einer hohen Anzahl an Falschalarmen führte. Erhöhte man daraufhin die Bewegungsschwellenwerte, konnten wichtige Szenen ggf. übersehen werden.

Eine andere Lösung war, die von der Überwachungskamera selbst produzierte Datenmenge zu reduzieren. Videokomprimierung, Verringerung der Bildrate und Reduzierung der Videoauflösung führen jedoch wiederum zu einem Qualitätsverlust.

Grundsätzlich ist es positiv, kontinuierlich aufzuzeichnen und so kein Ereignis im Sichtfeld einer Kamera zu übersehen. Innovationen in der IP-Überwachungstechnologie machen dies nun möglich, ohne die Datenlast zu erhöhen (und in manchen Umgebungen sogar zu verringern im Vergleich zu früheren Start/Stopp-Ansätzen).

Der einfachste Ansatz zur Videokomprimierung ist die Reduzierung der Bitrate. Im Wesentlichen die Menge an Videomaterial, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums übertragen wird, üblicherweise ausgedrückt in Bits (oder Megabits) pro Sekunde. Dies kann erreicht werden durch die Reduzierung der Videoauflösung, Reduzierung der Bildrate oder Erhöhung der Videokomprimierung, wobei alle diese Maßnahmen zu einem Qualitätsverlust führen können.

Die Videokomprimierung ist nach wie vor ein wichtiges Mittel, um Daten zu reduzieren. Dafür gibt es eine Reihe von Ansätzen, die kombiniert werden können, und gleichzeitig die höchstmögliche Qualität, Bildauflösung und forensischen Details zu erhalten.

Methodenüberblick:

Einer dieser Ansätze besteht darin, verschiedene Stufen der Videokompression auf bestimmte Bereiche von Interesse im Sichtfeld einer Kamera anzuwenden. Bei der Überwachung eines Krankenhauskorridors wird beispielsweise die Ansicht der Wände stärker komprimiert als die des Korridors selbst. Das Ergebnis kann eine erhebliche Reduzierung der produzierten Videodaten sein.

Eine andere Methode besteht darin, Algorithmen in den Kameras zu verwenden, um nur Daten zu senden, die sich auf Veränderungen in einer Szene beziehen, wobei Bilder von Bereichen, die statisch bleiben, weniger oft gesendet werden. Dies kann bei der Aufzeichnung von ruhigen Bereichen außerhalb der Geschäftszeiten nützlich sein – eine Bürolobby bei Nacht ändert sich nur wenig, aber wenn jemand eintritt, wird das gesamte Detail aufgezeichnet.

Es kann auch eine Technologie eingesetzt werden, bei der eine Kamera das Video mit voller Bildrate aufnimmt und analysiert, aber vor der Übertragung der Daten werden unnötige Videobilder aus dem Stream entfernt. Eine statische Szene wird mit radikal reduzierter Bildrate kodiert, manchmal sogar mit nur einem Bild pro Sekunde. Wenn sich die Szene ändert, wird die Bildrate automatisch erhöht, um jedes wichtige Detail zu erfassen.

Eine neue Technologie ist schließlich die Steuerung der durchschnittlichen Bitrate. Diese ermöglicht es der Kamera bei richtiger Implementierung, die Bitrate automatisch im Verhältnis zum verfügbaren Speicherplatz und der Videoaufbewahrungszeit anzupassen. Speziell für die kontinuierliche Aufzeichnung entwickelt, bietet sie eine optimale Kontrolle über die gesamte Aufbewahrungszeit, ohne einfach nur Bitratenbeschränkungen für die gesamte Videoaufnahme anzuwenden.

Diese kombinierten Technologien reduzieren den Speicher- und Bandbreitenbedarf erheblich – oft um mehr als 50 % – ohne dass die Details der stattfindenden Ereignisse verloren gehen.

Eine neue Welt der Überwachungseinsicht

Die Vorteile der kontinuierlichen Aufzeichnung beschränken sich nicht nur darauf, dass kein Ereignis oder Vorfall verpasst wird. Immer ausgefeiltere Analysen – sowohl Edge-Analysen in der Kamera als auch auf dem Server – sorgen dafür, dass mehr Daten aus den aufgezeichneten Videos gelesen und gespeichert werden.

Videos von bestehenden Kameras werden von serverbasierten Analysen profitieren, während neuere, mit Deep Learning ausgestattete Kameras, die neben dem Video selbst auch äußerst nützliche Metadaten liefern, die Sicherheit und die betriebliche Effizienz verbessern werden.

Es entsteht eine neue Informationsebene zwischen Echtzeitalarmen und -warnungen und der forensischen Suche von Videomaterial in Bezug auf bekannte Vorfälle. Analysen, die auf kontinuierlich aufgezeichnete Videos angewendet werden und Muster und Anomalien erkennen, werden wertvolles „Unbekanntes“ hervorheben. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden zu einer Optimierung der Sicherheitsabläufe führen und auf andere Unternehmensbereiche angewendet werden.

Die Zukunft heißt „Edge Analytics“