Статьи

К списку статей

Что делать, когда поворотных камер много, или Новые возможности интеллектуальных систем видеонаблюдения

В настоящее время в нашей стране, да и во всем мире, активно развивается отрасль организации безопасности объектов: понятно, что по старинке, методом сторожа с берданкой, защищать важные объекты уже не получится - слишком быстро движется прогресс. Действия злоумышленников становятся все изощреннее и изощреннее. Но и методы противодействия вторжению тоже не стоят на месте: вначале появились системы охранного телевидения, затем они стали мощнее, умнее, универсальнее и распределеннее, потом появились поворотные устройства и системы IP-видеонаблюдения. И в настоящее время мы видим тенденцию небольшой паузы в развитии «железной» составляющей, но зато гигантскими шагами вперед начала двигаться составляющая интеллектуальная, или программное обеспечение. О нем мы сегодня и поговорим.

Трудно представить себе более или менее серьезный объект, на котором не установлена хотя бы одна поворотная видеокамера, преимущества использования поворотных видеокамер очевидны: одной такой видеокамерой можно наблюдать за гораздо большей территорией, чем при использовании стандартной стационарной видеокамеры, но есть и недостатки.
Первый и главный из них цена, но на сегодняшний день устройства такого рода сильно подешевели, и данная тенденция продолжается. Я думаю, что, скорее всего, не пройдет и пары лет до того момента, когда поворотные видеокамеры станут соизмеримы по цене с качественными стационарными.
Второй недостаток не настолько очевиден, но не менее важен, и называется он человеческий фактор - оператору системы видеонаблюдения гораздо труднее обрабатывать информацию, получаемую от поворотной видеокамеры, чем от стационарной. Картинка, получаемая со стационарной видеокамеры, статична (мы рассматриваем территории важных объектов, на которых не предполагается скопление большого количества людей и машин), и любое движение в кадре просто кричит о себе даже «замыленному» взгляду оператора, даже в конце смены и при наличии каких-нибудь отвлекающих факторов. С поворотной видеокамерой все не так, как правило, поворотная видеокамера работает по пресет-позициям (набору предустановленных положений поворотного устройства и трансфокатора), поэтому движение в кадре присутствует почти всегда, т.к. видеокамера сама постоянно находится в движении. Это постоянное движение на экране очень сильно «замыливает» взгляд оператора, и через какое-то время человек перестает обращать внимание на любое движение в картинке с этой видеокамеры.
Третий недостаток тоже относится к человеческому фактору. Как известно, человек по природе своей ленив (особенно когда дело касается работы, особенно если работа эта нудная и однообразная), и операторы систем безопасности, к сожалению, исключением из этого правила не являются. Поэтому в ситуации, когда на горизонте появился подозрительный объект, рассмотренный через видеокамеру стационарную, или даже через видеокамеру поворотную, оператору необходимо осуществить ряд действий:
  1. Оторваться от очень важного и жизненно необходимого занятия, ни малейшего отношения не имеющего к работе.
  2. Изменить позу на кресле с весьма удобной на чрезвычайно сосредоточенную.
  3. Взяться за какой-то пульт управления.
  4. Провести наведение видеокамеры на подозрительный объект.
  5. Провести анализ данного объекта и принять решение.
Как известно, в 99% случаев тревога бывает ложной, и это вне всякого сомнения тоже играет не на пользу системе безопасности, а если еще таких подозрительных объектов не один, а несколько и если поворотная видеокамера тоже не одна, то с вероятностью 40:60 можно сказать, что подозрительный объект так и будет продолжать движение дальше, рассмотренный не пристально и издалека.
Четвертая проблема поворотных видеокамер наиболее полно раскрывается при использовании одной поворотной видеокамеры для наблюдения за большими и очень большими пространствами, при использовании видеокамер с мощными оптическими трансфокаторами, например 20-750 мм. В таком случае наблюдаемая территория настолько огромна, что, сколько бы ни было пресет-позиций, с помощью одной поворотной видеокамеры без использования специальных ухищрений (речь о которых пойдет немножко позже) отследить что-то можно только случайно.
Итак, если подвести промежуточный итог всему вышесказанному, можно сделать следующие выводы:
1. Поворотные видеокамеры очень удобны, практичны и во многих вопросах незаменимы.
2. У поворотных видеокамер существует немало проблем, которые просто необходимо решать.
Казалось бы, что решения нет, но на смену человеку спешит машинный интеллект.
Уже давно разработчики всех систем, не только в области безопасности, упорно пытаются максимально уменьшить участие человека в разрабатываемых ими технологических комплексах. Частично это получается. И разработчики систем охранного телевидения не являются исключением, несколько лет назад был придуман так называемый « детектор движения », который постоянно анализирует статическую картинку на предмет ее изменения и любое изменение считает движением. Все эти годы он эволюционировал, совершенствовался, и разработчики вплотную подошли к проблеме управления поворотными видеокамерами. Попробую сейчас продемонстрировать ход развития на примере своей компании, думаю, что этот путь в других компаниях несильно отличался от нашего.

Функция «Рубеж»

Самый простой по выполнению получился первый способ управления поворотной видеокамерой. За идею взяли то, что в случае, когда речь идет о защите протяженных периметров, неплохо бы было управлять поворотной видеокамерой в автоматическом режиме, а так как почти всегда периметр прикрыт еще и инженерными заграждениями с РМ 78.36.001-99 техническими средствами охраны, то решение лежит на поверхности. Почему бы не взять и не проинтегрировать технические средства охраны в систему видеонаблюдения, что и было реализовано. При сработке датчика защиты периметра поворотная видеокамера переходит в одну из заранее установленных пресет-позиций, жестко привязанную к тревожному участку. Если участок длинный и одной видеокамерой одновременно обработать его нельзя, можно подключить вторую видеокамеру. Если же участок очень длинный, то можно настроить несколько пресет-позиций для каждой из видеокамер, в этом случае поворотные видеокамеры будут «пробегать» всю территорию тревожного участка и в любой момент оператор может самостоятельно навести видеокамеру на подозрительный объект. Более того, встроенный скриптовый язык системы позволяет программировать реакции на тревожное событие, например такие, как: вывести изображение с тревожной видеокамеры на отдельный монитор, включить зуммер, проиграть звуковой файл, включить прожектора и т.п.
Технология оказалась очень хороша и так востребована на рынке, что для нее была разработана и выпущена целая линейка контроллеров, которые позволяли интегрировать видео с техническими средствами. Но, к сожалению, идеальных решений не бывает, и у этой технологии были свои недостатки, самым главным из которых, конечно, являлось нечеткое позиционирование на тревожный объект, длина зоны обнаружения технических средств порой достигает 250 м, ни одной, ни двумя видеокамерами детально рассмотреть такую территорию не получится, а пока оператор будет четко позиционировать видеокамеру, подозрительный объект может исчезнуть в близлежащих кустах.

Принцип работы алгоритма выделения, распознавания, отслеживания движущейся цели

Для решения этой проблемы были привлечены мощные аналитические умы программистов, и в итоге родилась совершенно новая технология, которая позволяет не только констатировать движение в кадре, но и выделяет и распознает движущиеся объекты, отслеживает их перемещение, проводит анализ поведения. Выделение и сопровождение объектов в видеопотоке осуществляется с помощью моделей разных уровней. Модель более высокого уровня использует данные, полученные от модели предыдущего уровня (рис. 1).
Принцип работы алгоритма выделения, распознавания, отслеживания движущейся цели

Рис. 1. Детектор движения

Детектирование оставленных предметов происходит на этапе сопровождения объектов на основании оценки его скорости. В случае положительного детектирования область, занимаемая предметом, становится частью фона. Данный факт отображен на схеме в виде обратной связи.
На 1-м уровне происходит вычитание фона (background subtraction), т.е. классификация пикселов изображения на два класса: пикселы заднего (фон) и переднего плана.
На 2-м уровне происходит сегментация объектов (objects segmentation) - из множества пикселов переднего плана выделяется множество объектов, т.е. семантически связных областей изображения, принадлежащих одному движущемуся объекту (человеку, автомобилю и др.).
На 3-м уровне осуществляется сопровождение объектов (objects tracking), т.е. межкадровое связывание выделенных областей, вычисление траектории движения, координат, скорости, размера движущихся объектов, их идентификация.
Вот небольшой пример скрипта:
server = «Рубеж»
if
e(«Тревога датчика», server, « ПКП 4», «4.1»)
then
a(«проиграть wav файл», «c:\\videolocator\\vl_audio\\тревога на участке 4 периметра.wav»)
a(«показать системный монитор», «Синергет»)
a(«Показать», server, «IP канал 3»)
a(«Показать», server, «IP канал 4»)
a(«Показать», server, «IP канал 5»)
a(«активировать пресет позицию», server, «Устройство телеметрии 3», «4»)
a(«активировать пресет позицию», server, «Устройство телеметрии 4», «1»)
a(«активировать пресет позицию», server, «Устройство телеметрии 5», «1»)
a(«замкнуть реле», server, «ПКП 3», «Реле 2»)
a(«замкнуть реле», server, «ПКП 4», «Реле 1»)
a(«замкнуть реле», server, «ПКП 5», «Реле 1»)
a(«Изменить состояние на», server, «Прожектор 6», «Включен»)
a(«Изменить состояние на», server, «Прожектор 7», «Включен»)
a(«Изменить состояние на», server, «Прожектор 9», «Включен»)
a(«записать в протокол текст», «тревога на участке 4 периметра»)
end

Вычитание фона

В цифровых системах видеонаблюдения вычитание фона является первичным этапом обработки изображений и служит для классификации пикселов изображения на два класса: пикселы заднего (фон) и переднего плана. Затем на полученных данных строятся такие алгоритмы, как выделение, сопровождение и распознавание движущихся объектов. На рисунках 2 и 3 показан результат работы вычитания фона уличной сцены.
Кадр уличной сцены
Результат действия алгоритма вычитания фона

Рис. 2. Кадр уличной сцены

Рис. 3. Результат действия алгоритма вычитания фона

Съемка велась цветной аналоговой видеокамерой (400 ТВ-линий, без внешнего объектива ), разрешение кадра 384х288. На дальнем плане работа алгоритма осложняется плывущими облаками и деревьями. Однако эти области достаточно хорошо вписываются в модель нормального распределения пикселов фона. На рисунке 3 хорошо видны области, соответствующие двум проезжающим автомобилям и идущему по противоположному от наблюдателя тротуару пешеходу. Фактически, процесс вычитания фона - это усреднение множества идущих друг за другом кадров, на основании их последующего анализа можно определить, какая часть кадра статическая картинка, а что является движущимся (инородным) объектом.

Окончание статьи




Видеонаблюдение

Внешний вид AN5-21B3.6I Внешний вид AN5-21B3.6I
Уличная аналоговая видеокамера
- 1/3" Pixel plus 1099 - 800 ТВЛ - 3,6 мм - ИК- 20 м
1 890

Производитель Axycam
Внешний вид AN4-37B3.6I-MG white Внешний вид AN4-37B3.6I-MG white
  • - 1/4" 1Мр H42
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 20м
Доступно: 52 шт.
1 350

Производитель Axycam
Внешний вид AD-P31B3.6I-AHD Внешний вид AD-P31B3.6I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 20м
1 197

Производитель Axycam
Внешний вид AD-P31B2.8I-AHD Внешний вид AD-P31B2.8I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 2.8mm
  • - подсветка - 20м
1 323

Производитель Axycam
Внешний вид AN5-31B3.6I-AHD white/dark grey Внешний вид AN5-31B3.6I-AHD white/dark grey
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 20м
2 331

Производитель Axycam
Внешний вид AD-31B3.6I-AHD Внешний вид AD-31B3.6I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 25м
1 953

Производитель Axycam
Внешний вид AD7-31V12I-AHD Внешний вид AD7-31V12I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 2.8-12mm
  • - подсветка - 25м
3 213

Производитель Axycam
Внешний вид AN4-37V12I-MG Внешний вид AN4-37V12I-MG
  • - 1/4" 1Мр H42
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 2.8-12mm
  • - подсветка - 40м
3 827

Производитель Axycam
Внешний вид AN4-33V12I-AHD Внешний вид AN4-33V12I-AHD
  • - 1/4" 1.3Мр Aptina
  • - 960p ( 30 к/с)
  • - 2.8-12mm
  • - подсветка - 40м
4 121

Производитель Axycam
Внешний вид AX-41AHD-ML Внешний вид AX-41AHD-ML
  • - AHD/IP/960H
  • - 4 видео/1 аудио
  • - 25 к/с (720P)
  • - 1 HDD SATA (до 6 Tb)
4 851

Производитель Axycam
Найдено товаров: 1721
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ