De enorme vooruitgang in beeldkwaliteit van videobewakingscamera’s gaat gepaard met een enorme groei van videodata. Een intelligent en efficiënt beheer gecombineerd met technologieën die datareductie zonder kwaliteitsverlies mogelijk maken, zijn daarom van groot belang voor toekomstbestendige videobewakingsoplossingen.

De resolutie van videobewakingscamera’s is enorm verbeterd de afgelopen jaren, en deze trend zal zich voortzetten. Gebruikers vertrouwen op de voordelen van hogere resolutie, waardoor, bijvoorbeeld, de identificatie van een persoon eerder mogelijk wordt. HD-camera’s vervangen steeds vaker SD-camera’s. Bij bepaalde toepassingen wordt voor nog hogere resolutie gekozen: 4K Ultra HD biedt vier keer het aantal pixels van HD en daardoor nog meer details.

Maar de constante verbetering van de beeldkwaliteit heeft ook nadelen. Beelden moeten worden overgedragen en opgeslagen, waarvoor juist ontworpen netwerken en opslagsystemen nodig zijn. Nieuwe encoding- en compressietechnlogieën zoals H.265 kunnen de datagroei voor een klein deel opvangen, maar dit is onvoldoende om de constante verviervoudiging van de datavolumes bij te kunnen houden. Bovendien nemen de systemen ook om omvang toe, waarbij meer en meer camera’s worden gebruikt.

Data wordt alleen opgenomen om te doorzoeken bij een incident

Veel data

De data opgenomen door beveiligingscamera’s wordt slechts voor één reden opgeslagen en dat is om deze te doorzoeken als er een incident is geweest en men de beelden daarvan wil vinden. Wanneer de tijd en de plaats precies bekend zijn, is dit eenvoudig te doen omdat de video’s zijn voorzien van een tijdscodering. Maar wanneer u de ontsnappingsroute van een dader wilt bepalen op basis van meerdere camera-opnames, wordt u daarbij al snel beperkt door de enorme hoeveelheid data. En de realiteit bij videobewaking is dat het grootste deel van de opgeslagen data nooit wordt gebruikt.

Zonde, want de opslag van data beslaat vaak wel de helft van de kosten van een video-oplossing. Intelligentie in de camera kan helpen om alleen relevante data te bewaren. Maar opslag is niet het enige probleem, een ander heeft betrekking op de live-beelden in de controlekamer. Bij grote applicaties, is het onmogelijk om alle camera’s 24 uur per dag te monitoren. En onderzoek heeft aangetoond dat een mens al na 20 minuten tot wel 90 procent mist van alle activiteit op een videobeeld.

Verminderen van datavolume

De beveiligingsindustrie spant zich uitermate in om het immense volume aan data te verminderen zonder dat de kwaliteit van relevante beeldinformatie daaronder lijdt. De focus ligt hier op ‘relevant’, want normaal gesproken is de gebruiker alleen geïnteresseerd in een bepaald deel van het beeld, zoals een bewegend object voor een statische achtergrond. Deze relevante beeldgebieden moeten worden verzonden en opgeslagen in de hoogste kwaliteit, in tegenstelling minder relevante beelden, waar een significant verlies van kwaliteit vaak acceptabel is.

Om de hoogste beeldkwaliteit te realiseren met verminderde datavolumes, heeft Bosch een technologie ontwikkeld die selectieve compressie mogelijk maakt. In camera’s die deze technologie ondersteunen, kunnen maximaal 8 delen van het beeld (encoding areas) worden geconfigureerd met verschillende compressieparameters. Hierdoor kunnen de minder belangrijke beeldgebieden meer worden gecomprimeerd dan de essentiële delen van het beeld. HD-camera’s voorzien van deze technologie hebben tot wel 50 procent minder bandbreedte nodig dan andere HD-camera’s, waardoor de belasting zowel van het netwerk als de opslagsystemen ook overeenkomstig minder wordt.

Transmissie via internet en mobiel

Terwijl een drastische vermindering van de bitrate dankzij dergelijke technologieën kan worden gerealiseerd, blijft de overdracht van videodata via verbindingen met lage en variërende bandbreedte -karakteristiek voor mobiele netwerken- een probleem. Om gebruikers op afstand of mobiel toegang te geven tot live-video, heeft Bosch een technologie ontwikkeld genaamd Dynamic Transcoding. Met Dynamic Transcoding, wordt de beschikbare bandbreedte continu gemeten en wordt de video automatisch gecomprimeerd tot deze in real-time kan worden overgedragen. In dit geval is de live-overdracht van hogere prioriteit dan de beeldkwaliteit. Indien nodig kan de gebruiker de transmissie stoppen en het actuele beeld in full HD-kwaliteit bekijken (en nu ook al in 4K Ultra HD) om de details zichtbaar te maken.

Intelligent Video Content Analysis

Gebruik van bandbreedte alleen wanneer dit nodig is, is één van de doelstellingen van intelligente video-analyse. Intelligente algoritmes in de camera kunnen het beeld analyseren en beelddata verzenden maar ook een alarm aangeven wanneer aan bepaalde vooringestelde alarmvoorwaarden is voldaan. Dit resulteert in significante bitrate-besparingen en lost ook het probleem op dat live-bewaking van alle camerabeelden onmogelijk is in grote applicaties. Bovendien worden algoritmes, in tegenstelling tot mensen, nooit moe en verliezen hun focus niet.

Door onbelangrijke details te verbergen en door abstraherende, intelligente video-analyse toe te passen, wordt een aanmerkelijke vermindering van het datavolume mogelijk. Als voorbeeld, Bosch-camera’s genereren content analyse-informatie in de vorm van metadata naast het actuele videobeeld. Deze bestaan uit eenvoudige tekstjes die beschrijvingen bevatten van specifieke beelddetails zoals objecten of bewegingen. Metadata heeft een veel kleinere opslag nodig dan de video-opnames zelf en kunnen sneller worden overgedragen. In bepaalde situaties, kan het zelfs voldoende zijn om alleen de metadata over te dragen, wanneer het bijvoorbeeld nodig is om de aanwezigheid van een voertuig te detecteren of het aantal personen in een bepaald gebied zonder dat extra details nodig zijn.

Soms is het voldoende om metadata over te dragen

Versnellen forensisch onderzoek

Ondanks dat live-meldingen het belangrijkste zijn bij vele applicaties, resulteren dergelijke meldingen vaak in de noodzaak om gebeurtenissen te reconstrueren op een later tijdstip. Het analyseren van de opnames van bewakingscamera’s is een tijdrovende bezigheid. Om incidenten te kunnen herkennen met een redelijke zekerheid, kunt u opgenomen video niet sneller bekijken dan op viervoudige snelheid. In bepaalde gevallen is dit gewoon duur, in andere gevallen is de langdurige analyse een grote hindernis voor het snel reageren op een kritische gebeurtenis. Wanneer niet zeker is welke camera’s beelden hebben opgenomen van de betreffende gebeurtenis, zijn zowel de kosten als de vertraging nog groter.

Ook hier kan metadata helpen wanneer deze is opgeslagen samen met de opnames. In tegenstelling tot de beelden zelf, kan metadata automatisch worden doorzocht. Voor een forensisch onderzoek kunnen de gebruikers eenvoudig de videomanagement-software gebruiken om met behulp van steekwoorden de beelden te doorzoeken. Een dergelijke zoekroutine kan binnen enkele seconden de relevante videobeelden identificeren van één of zelfs meerdere camera’s.

Controle is goed, vertrouwen is beter

Het management van videodata is niet beperkt tot de overdracht en opslag. Steeds belangrijker wordende aspecten zijn privacy en dataveiligheid, welke aanmerkelijk minder van belang waren in de analoge wereld. Een operator moet er altijd zeker van kunnen zijn, dat de beelden die hij ziet en opslaat ook werkelijk van de betreffende camera komen en niet zijn gemanipuleerd. Elke camera moet een betrouwbare communicatiepartner zijn, en alleen een elektronische handtekening binnen de camera kan deze authenticiteit waarborgen. Bovendien moet de data worden gecodeerd tijdens de overdracht naar het Video Management Systeem en op opslagmedia. Bosch heeft daarom een Trusted Platform Module (TPM) geïmplementeerd voor elektronische handtekeningen en codering via een opgeslagen certificaat in alle IP-camera’s.

Denk aan de privacy

Hoe meer videodata wordt verzameld in de openbare ruimte en binnen bedrijven, des te belangrijker wordt de privacy-politiek. In de meeste gevallen is het niet nodig de individuen die door de camera zijn opgenomen te identificeren. Vaak is het voldoende vervormde gezichten of zelfs vervormde personen weer te geven. In andere applicaties, kan het gebruik van avatars of zelfs alleen metadata in plaats van mensen denkbaar zijn, hetgeen ook een positieve invloed zal hebben op de benodigde bandbreedte omdat avatars en vooral metadata significant minder datavolume nodig hebben.

Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met Bosch Security Systems B.V.