KIRAS Projekte 2009 - 2011

SECRET
Search for Critical Events in Video Archives
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Ziel des Projektes SECRET ist die Erforschung von
Algorithmen und Prozessen, um die Suche und
Verfolgung von Personen in Videoarchiven für das
Sicherheitspersonal zu erleichtern.
Sicherheit ist ein aktuelleres Thema denn je – gleichermaßen,
ob diese beim Bürger subjektiv als solche
empfunden wird oder ob diese durch staatliche
Institutionen und Einsatzkräfte objektiv garantiert
wird. Neue Bedrohungen globaler Art bis hin zu Attacken
Einzelner an öffentlichen Einrichtungen mit
gewollter Inkaufnahme größtmöglicher Schäden
auch von unschuldigen Personen verstärken diesen
Wunsch nach Sicherheit.
Ein wesentlicher Baustein zur Erhöhung der subjektiven
und objektiven Sicherheit von kritischer Infrastruktur
wie Bahnhöfen, U­Bahn, Flughäfen und anderer
öffentlicher Plätze sind Videoüberwachungssysteme.
Durch die Fülle von Videomaterial wird jedoch
die Beobachtbarkeit und Nachverfolgbarkeit von
Personen und Ereignissen nahezu unmöglich. So
sind beispielsweise am Flughafen Wien 1.800 Kameras
und bei den ÖBB ca. 3.000 + 700 für den neuen
Bahnhof im Einsatz. Trotzdem sind Behörden häufig
damit konfrontiert, eine bestimmte Person, die
anhand optischer Kriterien (Größe, Farbe der Kleidung,
Kopfbedeckung etc.) und/oder individueller
Verhaltensmuster (Hinken, Herumschauen etc.) beschrieben
wird, in den Videoaufnahmen eines großen
Videoarchivs eines Infrastrukturbetreibers wiederzufinden.
Diese Suche ist zeitlich extrem aufwendig,
anstrengend und aufgrund der begrenzten Speichererlaubnis
oft nicht erfolgreich. Die Folge ist, dass
sehr häufig sicherheitskritische Ereignisse aufgrund
der mangelhaften Videoanalyse nicht verhindert
oder nicht nachverfolgt werden können.
Das Projekt „SECRET: Search for Critical Events in Video
Archives“ hat sich daher zum Ziel gesetzt, neue
Methoden zur Segmentierung und zum Vergleich von
Personen mit Personenbeschreibungen sowie Methoden
zur Modellierung von Verhaltensmustern zu
entwickeln. Gemeinsam mit Anwendungsexperten
soll weiters ein Prozess erarbeitet werden, der die Suche
nach Personen für das Sicherheitspersonal deutlich
vereinfacht. Ziel ist die Reduktion der Suchzeit
um einen Faktor zehn bis 100. Eine Suche, die jedoch
weiter unter Berücksichtigung des für die Bevölkerung
notwendigen Schutzes der Privatsphäre erfolgen
muss.
Im Zuge einer automatisierten Videoauswertung erfolgt
die Personenbeschreibungen einer gewünschten
Person durch eine „Avatar­ähnliche“ (also eine
virtuelle) Beschreibungssprache oder ein Bildbeispiel,
das in eine mathematische Beschreibung der
optischen Eigenschaften einer Person umgesetzt
wird. Diese Beschreibung wird mit den Videobildern
aus dem Archiv verglichen. Dabei werden in einem
ersten Schritt die Personenbilder aus den Videobildern
des Archivs vereinzelt extrahiert. Das heißt, das
Bild der Person wird aus einer Personengruppe und
dem Hintergrund segmentiert.
Jeder Vergleich zwischen gesuchter Beschreibung und
vereinzeltem Videoarchivbild ergibt einen Wert, der
angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit die gesuchte
Person mit der Person im Bild identisch ist. Durch
einen interaktiven Prozess, der dem Benutzer (in der
Regel eine Sicherheitskraft) unterschiedliche Resultate
der Suche vorschlägt, kann der Suchraum zeitlich
und örtlich eingeschränkt werden. Als Ergebnis
werden die Personenbilder mit der höchsten Trefferwahrscheinlichkeit
angezeigt. SECRET untersucht, ob
eine solche automatische Auswertung der Videobilddaten
tatsächlich die gewünschte Reduktion des
Aufwandes für die Suche von Personen bringt. Unter
Zugrundelegung der Bedürfnisse (im Projekt des
Bundesministeriums für Inneres BMI) sowie den Möglichkeiten
eines Infrastrukturbetreibers (im Projekt der
Österreichischen Bundesbahnen ÖBB) soll anhand
praktischer Beispiele ein labormäßiger Aufbau eines
solchen Suchprozesses erfolgen. Die wesentlichen
Forschungsthemen dabei sind:
● Detektion und Segmentierung von Personen aus
Videobildern;