Интеллектуальное слежение в камере что такое
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
Интеллектуальные системы видеонаблюдения — это аппаратно-программный комплекс, использующийся для автоматизированного сбора информации с потокового видео.
В своей работе эти системы опираются на различные алгоритмы распознания изображений, систематизации и обработки полученных данных.
Различают следующие разновидности аппаратно-программных комплексов интеллектуальных систем видеонаблюдения:
Аналитическая обработка данных осуществляется централизовано на видеосервере или ПК. В качестве аппаратной составляющей выступает центральный (CPU) или графический (GPU) процессор.
Главное преимущество серверной системы интеллектуального видеонаблюдения в используемом программном обеспечении, которое позволяет добавлять в уже существующую оболочку дополнительные модули и алгоритмы обработки видео, а так же комбинировать уже имеющиеся.
Основным недостатком является необходимость постоянной передачи видео с высоким разрешением от камер к видеосерверу, что существенно загружает каналы связи.
Встроенные интеллектуальные алгоритмы.
Используются непосредственно в камерах видеонаблюдения. На видеорегистратор или сервер передается частично или полностью обработанная картинка с результатами анализа (метаданными). Такой метод существенно снижает (в 10 — 100 раз) нагрузку на каналы передачи информации. Однако, видеокамеры имеют ограниченный набор аналитических функций, а их стоимость значительно превышает обычные устройства.
Распределенная обработка видеоданных.
Первичный анализ информации не требующий сложных алгоритмов может производиться на видеокамерах. К примеру, обнаружение объекта. А более серьезная интеллектуальная обработка, требующая загрузки CPU, производится с использованием мощностей сервера.
ОСНОВНЫЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ВИДЕО
Наиболее распространенными алгоритмами анализа видеоинформации в системах интеллектуального видеонаблюдения являются:
Аналитика контроля периметра — используется в системах охраняющих участки периметра, имеющие значительную протяженность.
Реагируют на форму, скорость движения и местоположение объекта. Один из наименее надежных алгоритмов, так как вполне может сработать не только от ползущего или просто лежащего возле контролируемой зоны, но и от едущего на велосипеде.
Ситуационный анализ — используется для выявления тревожных ситуаций связанных с большим количеством людей. К примеру, выявление большего, чем типично для этого времени, плотности человеко потока.
Бизнес анализ — применятся для контроля продуктивности работы персонала, оптимизации процесса обслуживания, выявления недовольных клиентов и исследования причин их недовольства.
Отличается большим количеством разнообразных отчетов с возможностью формирования индивидуальных фильтров данных.
Биометрический анализ — используются различные способы биологической идентификации объекта. При этом традиционно алгоритм оперирует понятиями: база допусков, наличие черного и белого списков и т.п.
Некоторые модели интеллектуальных систем видеонаблюдения могут работать по более сложным алгоритмам.
Номерной анализ — используется для распознавания автомобильных знаков, номеров вагонов и т.п.
Анализ по нескольким камерам — позволяет осуществлять автоматическое сопровождение объекта по нескольким камерам. Результатом становится формирование траектории движения объекта по охраняемой зоне.
Анализ технологических процессов — количественный анализ формы объекта. Обеспечивает качество процесса производства.
Тамперинг — производит постоянный мониторинг оборудования, особое внимание уделяется контролю технических неисправностей и предотвращения возможности блокировки камеры, засветки или затемнения объектива или сдвига корпуса или подмены картинки.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Экономический и организационный эффект, а так же повышение уровня безопасности от внедрения интеллектуальной системы видеонаблюдения, хорошо заметен не только в крупных сетях с широким территориальным распределением, но и в небольших системах малого бизнеса.
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ
В зависимости от целей использования системы видеонаблюдения интеллектуальная обработка видеосигнала может выполнять одну или несколько функций из представленного ниже перечня.
Для первичного обнаружения широко используется программный и аппаратный детектор движения видеокамеры. Основное отличие от детекторов движения систем тревожной сигнализации заключается в возможности выявления одновременно нескольких объектов и их локализации в кадре.
Используемые программы позволяют получить траекторию перемещения объекта при использовании нескольких статических или одной поворотной PTZ камеры. При этом анализируется не только направление движения, но и скорость.
Данная функция зачастую используется как фильтр, исключая возможность повторной регистрации нарушения одного и того же объекта, который перемещается из зоны действия одной камеры в другую.
Классификация и статистический анализ.
Продвинутые интеллектуальные системы видеонаблюдения могут классифицировать отдельные объекты или события, используя статистические фильтры поступающих уведомлений о результатах поиска.
К примеру, классифицировать человека, группу людей или автомобиль, используя фильтр размера и формы анализируемого объекта. На основе поступающих данных система может с высокой степенью точности определить не только половую принадлежность, но и приблизительную возрастную группу человека или марку транспортного средства.
Является наиболее востребованной и одной из самых сложных функций. Кроме того она предъявляет высокие требования, как по используемым алгоритмам, так и к эксплуатационным параметрам применяемой техники.
Выявление тревожных ситуаций.
Осуществляется на основе анализа потокового видео где запечатлена ситуация на контролируемом объекте. Основными критериями для анализа является: пересечение контрольной линии; резкое изменение положения объекта в пространстве (падение, прыжок и т.п.), возникновение очага возгорания, въезд на запрещенное место парковки и т.п.
Основные требования к оборудованию и его ориентировочная стоимость.
Наиболее оптимальными, с точки зрения эффективности и функциональности интеллектуальной системы видеонаблюдения, считаются продукты, разработанные на базе видеосерверов. При этом минимальные технические требования, так же как и стоимость оборудования довольно высоки.
При этом следует учитывать необходимость приобретения нескольких специализированных дисков для хранения видеоархива. К примеру, для хранения данных с ретроспективой всего 30 дней, на 60 камер с непрерывной записью в 12 кадр/сек, необходимо 6 HDD дисков с глубиной архива в 36 Тб объединенных в дисковый массив RAID 5 или RAID 6.
Рабочая станция диспетчера системы видеонаблюдения должна быть оснащена широкоформатными мониторами с диагональю не менее 23´, для того чтобы была возможность одновременного выведения до 16 потоков на монитор.
При необходимости ПК должен поддерживать аппаратное декодирование поступающего видеосигнала. Для этого нужны значительные вычислительные мощности и CPU не менее Intel Core i7.
Большинство интеллектуальных систем видеонаблюдения поддерживают не только IP видеокамеры, но и аналоговые камеры с высоким разрешением форматов AHD, TVI, CVI.
Подключение аналоговых устройств к видеосерверу может быть осуществлено через специализированный адаптер- переходник.
© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.
Что собой представляет интеллектуальное видеонаблюдение?
Что собой представляет интеллектуальное видеонаблюдение?
Вы когда-нибудь хотели посмотреть, что происходит у вас дома, пока вас нет? Или вы хотите проверить, что делают ваши дети, как работает новая няня или просто убедиться, что с домашними животными все в порядке?
Может, Вы владелец бизнеса, который хочет иметь возможность проверять свой бизнес или сотрудников, пока вы находитесь за городом или вне офиса?
Интеллектуальное видеонаблюдение предлагает передовую систему безопасности «умного дома», которая фиксирует преступную деятельность в квартирах, домах, на предприятиях и т.д.
ОСОБЕННОСТИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ВИДЕОСИСТЕМ
Традиционные системы видеонаблюдения ограничиваются простым включением и выключением, что приводит к тысячам часов видео. Это делает практически невозможным эффективное наблюдение, идентификацию преступников и мониторинг.
Интеллектуальное видео может обеспечить следующие улучшения предыдущих служб мониторинга безопасности:
КАК РАБОТАЮТ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ?
К настоящему времени большинство из нас знакомо с такими вещами, как видеодомофоны и голосовые команды для защиты наших домов.
Интеллектуальное видеонаблюдение, одно из последних достижений современной жизни, быстро становится необходимым в домах, на предприятиях и в других местах.
Хотя система охранной сигнализации предлагает проводные камеры и беспроводные системы наблюдения, поскольку последние новее, многие люди до сих пор с ними не знакомы.
Вот как работает беспроводное наблюдение.
Обычно профессиональные эксперты по безопасности настраивают протоколы беспроводной связи, чтобы датчики могли общаться с концентратором, который подключен к охранной компании. Обычно это делается с помощью сотовой связи, но Wi-Fi — это обычная резервная копия.
Одним из преимуществ беспроводных систем является то, что вы можете избежать сверления, проводов и необходимости в электротехнике.
КАМЕРЫ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ В 21 ВЕКЕ
Умное видео — будущее защиты собственности? Системы безопасности умного дома не только более удобны для пользователя, но и стали более доступными, чем когда-либо, поскольку они набирают популярность среди домовладельцев, предприятий, районов, сообществ, поселков и крупных городов.
Отчасти это связано с тем, что время, необходимое для мониторинга традиционных видеосистем, требует значительных людских ресурсов и времени.
Напротив, добавление видео в домашнюю систему безопасности, оснащенную управлением со смартфона, дает домовладельцам возможность получать доступ к видео и аудио в реальном времени внутри своего дома в любое время и из любого места.
Благодаря мощному сочетанию видео и управления со смартфона вы можете мгновенно получить живое видео и аудио из вашего дома или бизнеса. По мере того, как преступники становятся все более изощренными, важно оставаться на шаг впереди, используя новейшие и самые совершенные технологии безопасности.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ КАМЕР ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ДЛЯ ДОМА
Интеллектуальное видео меняет способ защиты собственности домовладельцев и предприятий. Это повышает вероятность обнаружения преступной деятельности и в то же время сокращает количество человеко-часов, необходимых для мониторинга этих зачастую сложных систем.
Камеры видеонаблюдения являются эффективным средством сдерживания преступности. Фактически, многие злоумышленники уходят, едва увидев наружные камеры наблюдения. Произведенный методом случайной выборки опрос преступников также показал эффективность камер:
Дополнительное преимущество умной домашней системы безопасности? Экономя денег.
Мало того, что многие страховые компании жилья предлагают скидки от 5% до 20% за установку системы, высококачественные изображения, снятые с помощью интеллектуального видео, могут помочь вам сообщить о размере ущерба при подаче иска в случае, если ваш дом все-таки обворовали.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СПОКОЙСТВИЯ
Почему вы должны выбрать профессиональную установку для домашней системы безопасности? Есть много преимуществ.
Специалисты по безопасности могут выполнить оценку безопасности, адаптируя вашу систему к вашему конкретному дому и ситуации. Они также могут справиться со сложными установками, дать советы и лично продемонстрировать, как использовать вашу систему.
После установки у вас будет доступ к службе поддержки клиентов и технической поддержке. Если вы решите, что вам нужны новые камеры или их замена, вам могут помочь специалисты по домашней безопасности.
Варианты, сделанные своими руками, может быть легко установить с помощью стартового набора. Однако через пару лет, если вы столкнетесь с техническими трудностями, у вас не останется иного выбора, кроме как избавиться от них и начать заново с новой системой.
Самостоятельная навигация по домашней автоматизации с помощью мобильного приложения может сначала показаться простым, но это не подходит для индивидуальной установки и постоянной технической поддержки.
Есть еще одно преимущество профессионального интеллектуального видеонаблюдения. Монтажники систем видеонаблюдения могут вписать ее в ваши существующие устройства безопасности, такие как детекторы дыма, датчики C02, интеллектуальное освещение и многое другое.
Они также могут учитывать особенности декора и дизайна в вашем доме или квартире, чтобы сделать установку системы видеонаблюдения органичной и незаметной для посторонних.
Наша компания «Запишем всё» с 2010 года занимается проектированием, монтажом, обслуживанием и ремонтом систем видеонаблюдения и видеодомофонов в Москве и Подмосковье.
Мы работаем быстро, качественно и по доступным ценам. Перечень услуг и цены на их вы можете посмотреть здесь.
Звоните +7 (499) 390-28-45 с 8-00 до 22-00 в любой день недели, в том числе и в выходные. Мы будем рады Вам помочь!
Интеллектуализация купольной поворотной камеры: автоматическое патрулирование, выбор целей и слежение
Автоматизация системы управления купольной поворотной камеры (PTZ-камеры) – интересная и актуальная задача. По мере концентрации ситуационных центров и внедрения видеоаналитики возникает потребность в интеллектуальных алгоритмах, позволяющих не только анализировать видео со стационарных (неподвижных) камер, но и наводить роботизированную камеру на цель без участия оператора. Задержка, вносимая цифровой подсистемой кодирования и декодирования видео, ограничивает возможности дистанционного слежения за целью при помощи поворотной камеры и усиливает необходимость локальной автоматизации слежения. Наш пост Хабру содержит обзор основных задач по интеллектуализации PTZ-камер, подходов к их решению и предложений на рынке.
 |  |
| Рис. 1. Экспериментальная установка для автономного PTZ-слежения: видеоаналитическое устройство MagicBox, PTZ-камера Pelco и обзорная камера CNB. | Рис. 2.Предпозиции PTZ-камеры, управляемые зональным детектором движения. |
Задачи автоматизации
Рассмотрим основные задачи, решаемые при автоматизации системы управления PTZ-камерой:
1. Автоматическое патрулирование
В рамках функции патрулирования, PTZ-камера циклически «обходит» предпозиции наблюдения, заданные оператором, останавливается в каждой позиции на заданное время и транслирует видео с выбранным увеличением. Данная функция является стандартной и встроена практически во все модели купольных поворотных камер. Преимуществом патрулирования по предпозициям является возможность охватить большую территорию и получить изображения в каждой позиции с хорошей детализацией. Недостатки функции – наличие слепой зоны во всех позициях кроме текущей и постоянное изменение фона сцены, что затрудняет анализ видео аналитикой и оператором. В режиме патрулирования сложно распознать медленные изменения сцены за короткий интервал нахождения камеры в каждой позиции. Если оператор направляет камеру в некоторую позицию, то события, происходящие в других позициях, не регистрируются в видеоархив.
Перечисленные недостатки могут быть устранены установкой обзорных неподвижных камер, полностью закрывающих охраняемую территорию. Тогда PTZ-камера используется исключительно для получения детализированного изображения целей, обнаруживаемых при помощи обзорных камер. Так же увеличивается срок службы PTZ-камеры за счет того, что уменьшается ее механическая нагрузка.
2. Автоматический выбор цели для PTZ-слежения
Источниками сигнала для автоматического выбора цели могу быть: а) обзорная неподвижная камера, используемая параллельно с купольной; б) купольная камера в режиме патрулирования; в) другие сенсоры, например, радиоволновые или вибрационные датчики периметральной системы. Видеосигнал с телевизионной или тепловизионной камеры обрабатывается видеоаналитикой, которая детектирует цели и определяет их местонахождения для наведения PTZ-камеры без участия оператора. Пример установки, реализуемый данных подход представлен на рис. 1. Если используется несколько обзорных камер с перекрывающимися зонами действия, то желательно многоканальная (мнокамерной) видеоаналитика. Особенно важна многоканальная видеоаналитика при частом появлении целей. Повторное детектирование цели каждой камерой будет приводить к неэффективному использованию PTZ-камер и срывам слежения, что затруднит ретроспективный анализ архива.
3. Автоматическая расстановка приоритетов для детализации и слежения
В случае, когда в поле зрения системы наблюдения находится несколько целей, а число PTZ-камер ограничено, требуется распределять задачи между PTZ-камерами оптимальным образом с точки зрения их важности. Алгоритм может вычислять приоритет цели с учетом нескольких критериев, таких как: а) местонахождения цели (близость к охраняемому рубежу или наиболее важному объекту); б) время слежения за объектом (например, каждая цель может должна сопровождаться PTZ-камерой не менее 10 секунд, после чего возможно переключение на другую цель); в) классификации поведения человека (например, поведение «праздношатание в зоне» может иметь более высокий приоритет, чем «вход в зону»). Все найденные цели ставятся в приоритезированную очередь для последующей обработки интеллектуальной системой видеонаблюдения.
4. Автоматический выбор PTZ-камеры
Алгоритм должен забирать цели из приоритезированной очереди в порядке их важности и распределять цели между доступными PTZ-камерами с учетом взаимного расположения целей и доступных камер. В работу алгоритма может вмешаться оператор, подающий команды на PTZ-камеру с помощью джойстика или программного интерфейса (рис. 4). В этом случае, алгоритм должен задействовать другие PTZ-камеры для слежения за целями, оставшимися без внимания оператора. На сложных объектах необходимо применение трехмерных моделей охраняемого объекта и зон действия камер.
5. Автоматическое наведение PTZ-камеры
В простейшем случае, алгоритм наведения может быть реализован при помощи многозонного детектора движения обзорной камеры: кадр разбивается на множество зон, каждая из которых ассоциируются с препозициями PTZ-камеры. При срабатывании детектора движения в зоне (рис. 2), PTZ-камера переводится в соответствующую предпозицию (риc. 4). Чем больше зон задается при настройке, тем большее увеличение можно получить на PTZ-камере. Недостатком данного подхода являются неустойчивая работа при наличии нескольких целей и ограничения точности наведения, связанными с выбранными предпозициями PTZ-камеры.
На объекте с большим пространством наблюдения и большим числом камер рекомендуется аналитическое преобразование координат обзорной камеры в систему координаты поворотной камеры без разделения кадров на зоны (рис. 3,4).
Более качественное наведение может быть получено при помощи профессиональной видеоаналитики. Связь обзорной и управляемой камерой устанавливается через глобальную систему координат реального мира, к которой привязываются все камеры. Точность преобразования из двумерной системы координат кадра в трехмерное пространство реального мира ограничивает приближение PTZ-камеры, т.к. в случае ошибки преобразования, на сильном увеличении объект может оказаться вне поля зрения. Поэтому особенные требования предъявляются к видеоаналитики обзорной камеры: необходима качественная локализация (сегментирование) цели и качественная калибровка для связи его координат с поворотной камерой.
6. Автоматическое слежение за целью
После того как PTZ-камера наведена на цель, желательно применение алгоритмов слежения для отображения и записи целостного фрагмента видео цели, сопровождаемой PTZ-камерой. В процессе настройки алгоритма слежения приходиться искать компромисс между степенью увеличения (и, следовательно, детализацией) цели и частотой смещений PTZ-камеры. Чем сильнее увеличение, тем чаще приходиться передвигать камеру.
Распространенные PTZ-камеры не позволяют плавно поворачивать камеру с переменно скоростью. При шаговом смещении положение PTZ-камеры изображение «дергается» и смазывается. Поэтому хороший алгоритм слежения должен минимизировать количество смещений камеры для заданного увеличения. Алгоритм слежения должен корректно работать в случае временного взаимного перекрытия целей, например, если люди идут навстречу друг-другу (см. видеодемострацию и слайды про алгоритм).
PTZ-cлежение за целью может осуществляться тремя способами: а) при помощи PTZ-камеры (самослежение); б) при помощи обзорной камеры (внешнее слежение) и в) гибридными образом. Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки, которые мы сравним в отдельной публикации. Алгоритм самослежения удобен в случае, когда оператор задает цель в ручную, а обзорная камера отсутствуют или не видит цель. Алгоритм внешнего слежения более устойчиво работает при наличии нескольких целей. Для объектов одинокого видимого размера, алгоритмы слежения на подвижной камере работают хуже, чем на неподвижной камере, т.к. в последнем случае алгоритм может лучше адаптироваться к неподвижному фону. В теории, гибридный способ должен обеспечить наиболее устойчивое слежение во всех ситуациях, но в известных нам системах он пока не реализован
Влияние задержки
Слежение за целью при помощи привода PTZ – задача реального масштаба времени, чувствительная к задержке. Если общая задержка видео в IP-сети превышает 500 мс (половина секунды), то эффективно управлять камерой не может ни оператор, ни серверная видеоаналитика. Как правило, около 300 мс вносится передающим устройством (камерой или кодером) и около 100 мс вносится VMS-системой, декодирующей видео.
Качественное слежение за объектом может быть реализовано при локальной обработке видео до компрессии. В этом случае координаты цели могут быть рассчитаны по данным обзорной или PTZ-камеры за 20-40 мс. Такая система может сопровождать быстродвижущиеся цели, такие как бегущий человек и транспортное средство, на хорошем увеличении.
Поддержка стандартов
Начиная с версии 1.02, международный стандарт ONVIF позволяет строить унифицированные решения для автоматического и ручного управления PTZ-камерами. В частности, стандарт описывает команды управления и считывания положения PTZ-камеры, системы координат, а так же формат передачи метаданных о подвижных объектов с обзорной камеры в систему управления видео (VMS) и/или иные устройства для управления PTZ-камерой.
Оживленные сцены
Применение интеллектуальных функций PTZ в общественных местах ограничено возможностями видеоаналитики слежения. Сегодня на рынке не существует видеоаналитики, способной сопровождать человека в толпе без применения детектора лиц на обзорной камере. Если разрешающая способность и угол наблюдения обзорной камеры позволяет использовать детектор лиц, то возможно автоматизация наведения PTZ-камеры для более точного распознавания лиц и записи детализированного изображения. При этом необходима реализация системы слежения по данным детектора лиц, чтобы оптимизировать работу PTZ-камеры для нужного сценария, например, для слежения за одним человеком или для быстрого сканирования всех лиц в поле зрения.
Специальные требования к PTZ-камере
Большинство PTZ-камер, представленных на рынке, с интерфейсами Pelco D (для последовательного интерфейса RS422/485) или ONVIF (для IP-сети) не имеют обратной связи системой управления, в частности, невозможно запросить текущую позицию камеры и установить камеру по абсолютным координатам. Это ограничение не позволяет использовать PTZ-камеру для слежения по координатам обзорной камеры.
Обзор решений на рынке
В модуле Trassir ActiveDome компании DSSL реализована функция PTZ-слежения с аналитическим преобразованием координат. В кадре обзорной камеры задается область, которая путем процедуры калибровки создает связь координат с поворотной видеокамерой. По информации от разработчика, количество обзорных камер в системе видеонаблюдения может быть неограниченно и связано с размером контролируемой зоны. Например, чтобы обеспечить обзор в 360°, рекомендуется установить 4 обзорные и одну поворотную камеру.
В продукте Интеллект компании iTV может быть реализовано PTZ-слежение при помощи многозонного детектора движения обзорной камеры без автоматизации процесса калибровки. Для этого необходимо выполнить шаги: 1) разбить кадр обзорной камеры на множество зон детектирования движения; 2) запрограммировать соответствующие предпозиции на PTZ-камере; 3) написать скрипт, который будет устанавливать PTZ-камеру в предпозицию, соответствующую зоне движения. Для PTZ-слежения в условиях движения двух и более целей, необходима реализация более сложной логики, при помощи скрипта или компонента ActiveX.
Наша компания работает над реализацией PTZ-слежения с многозонным детектором движения и аналитическим преобразованием координат в IP-видеосервере MagicBox. В текущей версии прошивки устройства, передача метаданных с координатами целей и управления приводом PTZ осуществляется в рамках международного стандарта ONVIF, что позволяет реализовать внешнюю логику управления PTZ-камеры. Приложение Менеджер устройств ONVIF, с которым Хабр уже знаком, иллюстрируют взаимодействие клиента ONVIF с PTZ-камерой и видеоаналитическим сервисом (рис. 4).
Рис. 3. Слежение за целью при помощи встроенной видеоаналитики. Передача 2D и 3D координат цели в метаданных ONVIF для автоматического наведения PTZ-камеры. Буква M означает, что цель двигается (moving). Буква S означает, что цель остановилась. Фон цели подвижный (листья деревьев шевелятся).
Рис. 4. Ручное и автоматическое управление PTZ-камерой по протоколу ONVIF через Менеджер устройств ONVIF.