Sicherheit am Spieltag: Gesichtserkennungslösung im Fussballstadion

Oftmals schrecken Stammfans und Besucher mit Kindern aufgrund des aggressiven Verhaltens einiger weniger hitzköpfiger Fans davor zurück, Sportveranstaltungen direkt vor Ort im Stadion zu verfolgen. Im Sommer 2019 führte Panasonic in einem Fussballstadion in Dänemark ein Gesichtserkennungssystem ein, das sich mit diesem Problem befasste. Der Einsatz eines hochpräzisen Systems, das bekannte Unruhestifter identifiziert und daran hindert, das Stadion zu betreten - ein Prozess, der bisher von den Sicherheitskräften an den Eingangstoren durchgeführt wurde -, macht Stadions zu einem sichereren Ort, an dem alle Besucher Sportveranstaltungen unbeschwert verfolgen können.

Brøndby IF ist ein Profifussballverein in der dänischen Superliga. Im Stadion von Brøndby IF Panasonic hat Panasonic mit „FacePRO“ ein Gesichtserkennungssystem mit Deep-Learning-Technologie installiert.

Dieses System stützt sich auf mehr als 60 Jahre Erfahrung im Bereich der Sicherheitssysteme und 30 Jahre in der Entwicklung von Bildsensortechnologien bei Panasonic. Es umfasst Sicherheitskameras, die mit der „Best-Shot“-Funktion und der hochpräzisen, tiefgehenden Gesichtserkennungssoftware FacePRO ausgestattet sind.

Foto: Das Gesicht einer Person, die eine Kapuze und eine Mütze trägt, wird erkannt und von einem roten Quadrat eingerahmt.

Personen, die bei Verstössen gegen die Stadionregeln gefasst wurden, erhalten ein Besuchsverbot und werden auf eine schwarze Liste gesetzt. Brøndby hat eine durchschnittliche Besucherzahl von etwa 14.000 Personen bei Heimspielen, und auf der schwarzen Liste können jederzeit bis zu 100 Personen registriert werden. In der Vergangenheit hinderte das Sicherheitspersonal an den Eingängen solche Personen mittels Sichtkontrollen am Betreten des Stadions; diese manuelle Vorgehensweise stiess jedoch schnell an ihre Grenzen. Es erwies sich als schwierig, die betroffenen Personen aufzuhalten, die mitunter versuchten, das Stadion mit Sonnenbrillen oder sonstigen Tarnungen zu betreten.
Angesichts dieses Problems arbeitete Panasonic etwa zwei Jahre lang mit dem Klub zusammen, um ein Gesichtserkennungssystem zu entwickeln, das den Bedürfnissen des Stadions gerecht werden konnte. Wenn das System das Gesicht einer Person am Eingang mit der schwarzen Liste abgleicht und einen Treffer erzielt, wird eine Echtzeit-Benachrichtigung an das Personal im Überwachungsraum des Stadions gesendet. Sobald der Treffer bestätigt wurde, wird das Sicherheitspersonal am Eingang darüber informiert, dass die Person das Stadion nicht betreten darf. Hierdurch wurde ein zuverlässiges Sicherheitsverfahren mit einem Multi-Check-System geschaffen, das aus einer Gesichtserkennung und einer Überprüfung der tatsächlichen Personen besteht.

Foto: Nachricht, die vom Überwachungsraum an das Terminal des Sicherheitspersonals am Eingang geschickt wird, um eine verdächtige Person am Betreten des Stadions zu hindern.

Bei diesem System wurde die Original-Technologie von Panasonic in die Kamera und in die Software übernommen, welche die von der Kamera übertragenen Gesichtsaufnahmen analysiert.

Auf der Kameraseite wird die „Best-Shot“-Funktion verwendet, um automatisch die besten Gesichtsaufnahmen für die Analyse auszuwählen, selbst in Situationen mit unzureichender Beleuchtung. Nur die besten Bilder, die für die Gesichtserkennung geeignet sind, werden ausgewählt und aus den erfassten Gesichtsaufnahmen der Person an den Server übermittelt. Dies ermöglicht die Verarbeitung einer grossen Anzahl von Gesichtern, ohne das Netzwerk zu überlasten, und trägt zur Kostensenkung für das gesamte System bei.

Nur Bilder, die für die Gesichtserkennung geeignet sind, werden an den Server übermittelt.

Verringerung der Serverlast, indem nur Bilder, die für die Gesichtserkennung geeignet sind, aus den mit der Kamera aufgenommenen Bildern an den Server übermittelt werden.

Auf der Softwareseite wurde mit der Analyse von Gesichtsaufnahmen das weltweit höchste Niveau*1 bei der Gesichtserkennung erreicht. Die Software ermöglicht äusserst präzise Kontrollen selbst im Freien, wo teilweise ungünstige Lichtverhältnisse herrschen. Gleiches gilt bei Schrägansichten des Gesichts, wie z. B. bei einer Drehung des Gesichts um 45 Grad nach rechts oder links oder um 30 Grad nach oben und unten, sowie in Situationen, in denen sich das Gesicht mit dem menschlichen Auge aufgrund von Veränderungen im Gesicht im Laufe der Zeit (etwa 10 Jahren) nur schwer wiedererkennen lässt, oder sogar wenn das Gesicht teilweise durch eine Sonnenbrille oder eine Maske verdeckt ist.

Die weltweit höchste Erkennungsleistung durch den Einsatz von Deep-Learning-Technologie

Bild: Die Gesichtsaufnahmen werden mithilfe von Deep-Learning-Technologie und Ähnlichkeitsberechnung analysiert, um die betreffende Person zu identifizieren.

Geeignet für verschiedene Bedingungen

Bild: Eine hochpräzise Verifizierung ist unter den verschiedensten Bedingungen möglich, selbst dann, wenn das Gesicht z. B. in einem Winkel von 45 Grad horizontal und 30 Grad gedreht oder teilweise durch eine Sonnenbrille oder eine Maske verdeckt ist, oder auch, wenn sich das Erscheinungsbild im Laufe der Zeit verändert hat.

*1 Bewertungspunkte aus dem offiziellen Bewertungsbericht des National Institute of Standards and Technology (NIST) vom 9. Mai 2017: https://www.nist.gov/programs-projects/face-challenges (The IJB-A Face Verification Challenge Performance Report, The IJB-A Face Identification Challenge Performance Report). Diese Technologie wurde als Publikation veröffentlicht. https://arxiv.org/abs/1704.00438

Foto: Auf dem Computerbildschirm wird das Gesichtserkennungssystem dabei gezeigt, wie es Fotodaten löscht.

Eine weitere Herausforderung, die es in einem Stadion mit seinen zahlreichen Besucher zu bewältigen galt, waren die neuen DSGVO*2-Bestimmungen, die zum Schutz personenbezogener Daten innerhalb der EU eingeführt wurden. Nach wiederholten intensiven Gesprächen mit Brøndby IF wurde das Risiko eines Datenlecks verhindert, indem ein Mechanismus entwickelt wurde, der zum einen die Daten von der Kamera verschlüsselt und zum anderen die Bilder und Daten von Personen, die nicht auf der schwarzen Liste eingetragen sind, nicht speichert. Darüber hinaus wurde die Liste der registrierten gesperrten Personen auf einem Server hinterlegt, der sowohl für das Internet als auch für alle anderen externen Systeme gesperrt ist.

*2 DSGVO (Datenschutz-Grundverordnung):
Eine vom Europäischen Parlament, dem Europäischen Rat und der Europäischen Kommission verabschiedete Verordnung, die den Datenschutz und die Privatsphäre aller einzelnen Bürger der Europäischen Union verbessern und vereinheitlichen soll. Für die Verarbeitung und Übermittlung von persönlichen Daten sind umfangreiche und strenge Bestimmungen vorgesehen.

Mit der Einführung dieses Systems ist das familienfreundliche Stadion des Brøndby IF zu einem noch sichereren Ort geworden, an dem Fans jeden Alters unbeschwert Fussballspiele verfolgen können. Auch die Entlastung des Sicherheitspersonals hat dazu geführt, dass Ressourcen auf eine verbesserte Betreuung der Fans umverteilt werden konnten.

Panasonic arbeitet fortlaufend an der Entwicklung neuer Anwendungen, einschliesslich des Einsatzes von Gesichtserkennungslösungen für die Überwachung wichtiger öffentlicher Einrichtungen, der Verwaltung von Gebäudeeingängen und der Passkontrolle an Flughäfen, die zu mehr Sicherheit im täglichen Leben beitragen.

Foto: Ein Kind jubelt.
Bild: A Better Life, A Better World

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