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Videoüberwachung: Mehr als „Augen und Ohren“

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toshiba surv teaser

Videoüberwachung klingt unspektakulär – bis man sich damit auseinandersetzt. Was im 20. Jahrhundert lediglich Videoaufnahme für eine spätere Ansicht beschrieb, beinhaltet heute eine Vielzahl an Anwendungsmodellen bis zu Echtzeiterkennung von Gesichtern oder Prozessanomalien und daraus ableitbaren Ereignissen. Doch im Alltag unserer Gesellschaft ist funktionierende Videoüberwachung auch ohne komplizierte Anwendungen sehr wichtig.

Beobachtungsdaten zur Zukunftsgestaltung

Wir können die Zukunft nicht vorhersagen. Für die Gestaltung funktionierender Prognosen und Modelle ist jedoch die Vergangenheit wichtig: je relevanter wir Facetten und Details vergangener Ereignisse darstellen können, umso besser lassen sich Ursachen rekonstruieren, Lösungen finden oder auch besagte Modelle erstellen, die künftige Wiederholungen von Ereignissen oder ähnlichen Geschehnissen handhabbar machen. Es gilt also, zeitliche Abläufe in Bild oder Bewegtbild und Ton festzuhalten.

Die Wettervorhersage ist ein gut verständliches Prognosemodell, das neben Dateninformation zu großen Teilen auf interpretierbarem Bildmaterial basiert. Ein anderer, im Alltag leider notwendiger Überwachungsansatz liegt in der Kontrolle der eigenen vier Wände oder eines Unternehmens, um in einem Verbrechensfall handeln zu können oder zumindest später Spuren oder Beweise gesichert zu haben. Und ein greifbares Modell, das nicht Bildmaterial von Wettersatelliten voraussetzt, ist die lückenlose Verkehrsüberwachung von Autobahnen und deren Kreuzungsstraßen. Das daraus entstehende „end game“, also ein Maximalszenario bei der Überwachung öffentlichen Raumes, bilden Ideen für so genannte Smart Cities. Ganze Metropolgebiete lassen sich in neuralgischen Elementen wie Verkehr, Wetter oder Sicherheit theoretisch lückenlos überwachen – die Anwendungsfälle im Positiven bis hin zu einer totalen Überwachung sind endlos.

Technische Aspekte und Dimensionen

Alle betrachteten Anwendungen eint die Notwendigkeit, eine sinnvolle und relevante Mindestmenge an Videodaten aufzuzeichnen und auf Abruf vorzuhalten. Für eine Hausüberwachung kann schon eine einzelne Kamera ausreichen; im Fall der Verkehrsüberwachung stellen sich dann schnell Fragen zum Gesamtkonzept im Rahmen der technischen und budgetären Möglichkeiten:

  • Wie viele Kameras setze ich ein? Welche Perspektiven sind notwendig?
  • Welche Auflösungen müssen Kameras bieten, um hinreichende Details sicherzustellen?
  • Wie viele Bilder pro Minute sind nötig? Die Beobachtung schneller Vorgänge könnte hunderte Bilder pro Sekunde erfordern, um Bewegungskomponenten verstehen zu können – man denke da an Insektenbeobachtung.
  • Wie lang sollen Aufzeichnungen vorgehalten werden?
  • Wie soll das Videomaterial genutzt werden?

An dieser Stelle wird klar, dass die Themen Speicherkapazitätsbedarf sowie Leistungsfähigkeit der verwendeten Lösung plötzlich sehr wichtig werden. Das beste Überwachungskonzept wird scheitern, wenn die technische Gesamtlösung Schwachstellen aufweist. In der weiteren Betrachtung gehen wir nicht explizit auf Echtzeitvideoanalyse oder ähnliche Modelle ein, da die Anwendungsfälle schnell spezifisch werden und Speicherlösungen zu einem hohen Maß mit der Analyseumgebung inklusive möglichem K.I.- und Deep-Learning-Einsatz abgestimmt sein müssen. 

Dieser Beitrag soll eine sinnvolle Einstiegsberatung zur Ersteinschätzung der zu planenden Elemente einer Videoüberwachungslösung bieten.

Der Markt für Videoüberwachung (Surveillance)

Der Markt für passende Lösungen – nehmen wir die Überwachung kritischer Bereiche in einem Unternehmen als Beispiel – gliedert sich in Anbieter passender Speicherlösungen für den Einsatz vor Ort (on premise), die Anbieter der dazu notwendigen Laufwerke, sowie Anbieter von Software-Anwendungen, die dem Überwachungszweck gerecht werden. Möglich sind freilich auch Cloud-basierte Lösungen, die am Ende auch wieder auf ähnliche Komponenten zugreifen. Da Surveillance-Anwendungen schnell unternehmenskritisch werden, bevorzugen wir in diesen Fällen On-Premise-Lösungen, um den Risikofaktor Internetanbindung zu eliminieren.

Wie andere Speicherlösungen basieren auch Surveillance-Systeme auf Server-Systemen – in kleinen Szenarien sind das NAS-Server – sowie auf passenden Laufwerken. Wir klammern SSD-Lösungen hier bewusst aus, da deren Vorteile im Surveillance-Umfeld kaum zur Wirkung kommen und dies wieder Echtzeitanwendungen behandeln würde. Im Fall groß angelegter Unternehmensüberwachung oder auch in Smart Cities ist die permanente Echtzeitbehandlung aller eingehenden Videoquellen meistens übertrieben. Ein Hinweis: die selektive Auswahl kritischer Bildquellen oder in vorselektierten Anomaliefällen deckt sehr viele Aufgabenspektren ab. Speicherlösungen werden häufig in die Kategorien sDVR (Surveillance Digital Video Recorder) und sNVR (Surveillance Network Video Recorder) unterteilt.

Passende Laufwerke für Videoüberwachung leiten die großen Hersteller von aktuellen Festplatten-Serien ab, indem sie die Performance-Charakteristika so anpassen, dass das Schreiben oder Wiedergeben von Videostreams, auch mehrere parallel, optimiert geschieht. Leser mit hohem technischem Verständnis erkennen spätestens jetzt, dass die gute alte Festplatte hier perfekt aufgestellt ist.

Läuft, und läuft, und läuft…

Der Festplattenmarkt ist typischerweise in einen High-End-Bereich (Performance) und den Near-Line-Bereich (Kompromiss aus Speicherkapazität und Performance) unterteilt, wobei im vergangenen Jahrzehnt eine Einteilung nach Anwendungszwecken hinzugekommen ist. Es gibt heute Desktop-Laufwerke für PCs, Modelle für den RAID-Einsatz, NAS-Laufwerke für intensives Lesen und Schreiben in verschiedensten Szenarien, Ökoderivate mit geringem Energiebedarf, verschiedenste Enterprise-Laufwerke für Rechenzentren – und angepasste Surveillance-Laufwerke.

Diese sehen sich in der Praxis nicht mit speziellen Anforderungen konfrontiert, allerdings mit charakteristisch speziellen Anforderungsdetails. Daher besitzen sie häufig Charakteristika von Enterprise-Modelle und sie sind für den Langzeitbetrieb bzw. den Dauerbetrieb ausgelegt. Profi-Laufwerke besitzen so genannte RV-Sensoren, die durch die Spindelmotoren und die Scheibenrotation oder Lüfter verursachte Vibration erkennen und zu einer optimierten Positionierung der Schreib-/Leseköpfe beitragen – das hält die Leistungsfähigkeit stets in einem gut beherrschbaren Bereich ohne Überraschungen.

Dazu kommen Features, die im Überwachungsalltag unverzichtbar sind: so sind Caching-Algorithmen bzw. die Technologie der Schreib-/Leseköpfe für viele parallele Videostreams optimiert. Dazu gehören auch Anwendungsfälle wie das Schreiben von Streams bei gleichzeitigem Ausliefern der Stream-Daten mit minimalem Zeitversatz – damit sind viele moderne Surveillance-Festplatten sehr wohl auch für Echtzeitgesichtserkennung und diverse eingangs hier ausgeklammerter Anwendungen durchaus eingeschlossen.

Surveillance-Laufwerke sind somit spezialisierte Datenträger, die in konventionellen Bereichen nicht brillieren: so sind viele Modelle nicht mit den höchsten Kapazitäten am Markt lieferbar, oder aber die technisch erreichbaren Leistungswerte werden verfehlt. Das ist beabsichtigt, denn zuverlässige, ununterbrochene Aufnahme bzw. Auslieferung von Datenströmen sind für Surveillance-Zwecke das A&O. Wieder einmal gilt: für jeden Einsatzzweck gibt es die passenden Laufwerksoptionen.

Laufwerksoptionen im Surveillance-Segment

Vom Storage-Spezialisten Toshiba gibt es derzeit zwei Laufwerksserien, die eine Vielzahl der heute üblichen Überwachungsanwendungen in verschiedensten Lösungen ermöglichen: Die V300-Serie sowie die S300-Serie. Beides sind 3,5“-Festplatten mit Serial-ATA-Schnittstellen und 6 Gbit/s Bandbreite.

Bei der Toshiba V300 handelt es sich um eine Einstiegsserie für Videoüberwachung mit bis zu acht HD-Kameras und spezifizierten Schreibdatenmengen von 72 TB pro Jahr. Kapazitäten zwischen 500 GB und 3 TB stellen keine Rekorde auf, genügen jedoch für Videobearbeitung am PC, Set-Top-Boxen oder Receiver ihres DSL- oder Kabelanbieters, DVR- und NVR-Systeme sowie Videoüberwachungslösungen mit einzelnen Laufwerken. Die V300 ist zudem auf niedrige Abwärme ausgelegt und kann in Temperaturbereichen von 0-65°C eingesetzt werden – Rotationsgeschwindigkeiten von unter 6.000 U/Min ermöglichen das.

Weitere Informationen zur Toshiba V300: https://www.toshiba-storage.com/products/v300/

Das Toshiba-Modell S300 stellt die Profi-Serie dar, die zusätzlich RV-Sensoren besitzt, für Gesamtschreibdatenmengen von 110 oder 180 TB pro Jahr ausgelegt ist (modellabhängig), einen nochmals erweiterten Betriebstemperaturbereich von 0-70°C verträgt und neben Kapazitäten zwischen 4 und 10 TB mit einer längeren Herstellergarantie versehen wird. Für den Einsatz in größeren Surveillance-Systemen optimierte Caching-Algorithmen ermöglichen mit der Rotationsgeschwindigkeit von 7.200 U/Min (ab 6 TB) die Unterstützung für bis zu 64 Kamera-Streams.

Weitere Informationen zur Toshiba S300: https://www.toshiba-storage.com/products/s300/

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