Rambler's Top100
Статьи ИКС № 12 2011
Михаил СУШКОВ  06 декабря 2011

Аналитика в IP-видеосистемах: возможности и реализация

Одним из важных шагов в повышении эффективности систем видеонаблюдения и минимизации влияния человеческого фактора стало применение алгоритмов видеоанализа. Что понимается под видеоаналитикой и какие решения предлагаются на рынке?

Михаил СУШКОВ, ведущий эксперт компании «АРМО-Системы»Использование современных сетевых и цифровых технологий для охранного видеонаблюдения позволило создавать системы централизованного видеоконтроля практически неограниченных размеров. Вместе с тем увеличение масштабов охранных видеокомплексов на базе территориально распределенных сетей многократно повысило объемы генерируемых видеоданных и потребовало автоматизации их интеллектуальной обработки, что привело к появлению систем видеоанализа.

Что такое видеоаналитика?

Система наблюдения с функциями видеоанализа представляет собой программно-аппаратный комплекс, осуществляющий формирование, трансляцию, запись и интеллектуальную обработку видеопотоков (рис. 1). Главная цель автоматизированного анализа видео – своевременная реакция на тревожные ситуации для предотвращения инцидентов и их последствий. Аналитическая система повышает надежность видеоконтроля объекта и высвобождает человеческие ресурсы, требуемые для мониторинга. Объемы обрабатываемой ею информации в разы превышают те, которые способен проанализировать человек в режиме реального времени. «Наблюдая» вместо оператора, система исключает возможность человеческой ошибки.

 В результате распознавания видеосигнала аналитическая программа формирует метаданные, описывающие ситуацию, наблюдаемую в кадре. Первые образцы видеоаналитических программ в большинстве своем были дорогостоящими решениями, функционал которых сводился к обнаружению подвижных объектов. Для адекватной работы такие системы требовали неукоснительного соблюдения множества условий, в частности постоянного освещения и точного позиционирования камер. Современные системы способны работать в изменяющихся условиях, учитывать скорость, траекторию, направление и размеры движущихся объектов и классифицировать их по этим признакам, минимизируя количество ложных срабатываний. Система генерирует сигнал тревоги только в том случае, если параметры объекта соответствуют заданным. Также программа аналитики умеет подсчитывать количество объектов в кадре, обнаруживать оставленные или исчезнувшие предметы. Во многих системах, используемых, например, на контрольно-пропускных пунктах и автомобильных трассах, успешно работает функция распознавания номерных знаков транспортных средств.

Архитектура аналитических систем

 Современные системы видеоанализа делятся на серверные и встроенные. В серверных системах (рис. 2) данные передаются на сервер, где программа проводит их анализ после декомпрессии. Такая схема имеет ряд слабых сторон. Производительность сервера накладывает ограничения на масштабы системы видеонаблюдения в целом, поэтому использование серверной видеоаналитики для централизованного мониторинга крупных и территориально распределенных объектов при необходимости сохранения высокого качества видео затруднено. Надежность серверной аналитики снижается из-за ошибок, которые видеокодеки могут допускать в процессе сжатия изображения или его декомпрессии. При уличном видеонаблюдении во время дождя, снега и других неблагоприятных атмосферных явлений кодек, стремясь не перегружать каналы связи и сервер, уменьшает битрейт до установленных значений. В результате информативность изображения падает, так как вместе с ненужными данными отсеиваются и те, что могут быть полезны для анализа.

Преимущество встроенной архитектуры (рис. 3) заключается в том, что аналитическая программа, установленная внутри самой видеокамеры, обрабатывает неискаженный сигнал до его сжатия и трансляции по сети. В случае, когда видеоаналитика и алгоритмы компрессии в камере наблюдения объединены, можно избежать потери чувствительности детектора, а также перегрузок сервера и каналов связи даже при трансляции изображения высокой четкости. Встроенная аналитика – оптимальное решение для видеосистем, использующих каналы с низкой пропускной способностью, например  для сети банкоматов. Камеры с установленным аналитическим ПО способны работать автономно. Их можно настроить так, чтобы, непрерывно осуществляя интеллектуальную обработку видеопотока, они самостоятельно реагировали на события и передавали только тревожные кадры.

Аналитическое решение Cisco

 Видеоаналитика Cisco представлена двумя программными пакетами: Security Package и Counting Package, каждый из которых выпускается как с базовым набором функций, так и в расширенной версии Plus.

Security Package включает набор инструментов, позволяющих автоматически классифицировать объекты, обнаруживать попытки закрытия объектива и другие манипуляции с камерой, генерировать сигнал тревоги в случае пересечения людьми или транспортными средствами установленных границ. В пакете предусмотрена функция отслеживания предметов, оставленных или исчезнувших из зоны видеонаблюдения. Программа способна оповещать оператора, если люди, машины или другие предметы находятся в контролируемой области дольше определенного времени. ПО Security Plus поддерживает все возможности базовой версии и содержит ряд дополнительных функций. В частности, оно разрешает установить в поле зрения камеры две виртуальные границы и задать условия активации тревоги, например при последовательном пересечении объектом обеих линий.

 
Пакет Counting Package ориентирован на классификацию и подсчет количества объектов в кадре. Расширенная версия Counting Plus в дополнение к этому фиксирует продолжительность нахождения людей в тех или иных местах, обнаруживает праздно шатающихся, собирает информацию о том, как часто люди входят в ту или иную зону. Информацию, поступающую в режиме реального времени с разных камер наблюдения, можно свести в единый отчет и получить целостную картину.

Аналитическая обработка видеопотоков поддерживается IP-камерами серии Cisco 4500. Эти Full HD-камеры оснащены сигнальным процессором DSP, обеспечивающим высокую скорость обработки изображения и выполнения аналитических функций. Возможно как приобретение камер с предустановленными базовыми или улучшенными пакетами видеоаналитики, так и установка интеллектуального ПО или его расширенных версий на уже имеющиеся камеры.

Централизованное управление интеллектуальной IP-системой Cisco осуществляется при помощи ПО Video Surveillance Media Server. Начиная с версии 6.3.1 это ПО поддерживает функции видеоанализа. Все события, регистрируемые системой аналитики, направляются в Video Surveillance Media Server и могут автоматически сохраняться в отдельных архивах, которые формируются по признакам, назначенным пользователем.

Интеллектуальная система Sony

Один из пионеров в области видеоаналитики, компания Sony, в 2006 г. разработала технологию DEPA («Распределенная улучшенная архитектура обработки»), основанную на частичной обработке видео внутри камеры. На рекордер, поддерживающий DEPA, передаются не только изображения, но и метаданные: идентификатор камеры, дата и время, габариты и положение снимаемого объекта. Проверка метаданных осуществляется видеорекордером при помощи функции VMF («Фильтр движений в видеоизображении»). Если метаданные совпадают с условиями, предварительно заданными пользователем в VMF, активируется тревога. Распределение функций между регистратором и камерой упрощает конфигурацию всей видеосистемы, делает ее настройку более гибкой, а также облегчает ее дальнейшее расширение.

Усовершенствованная технология DEPA Advanced, применяемая в ряде устройств Sony, использует решения IMD («Интеллектуальное обнаружение движения») и IOD («Интеллектуальное обнаружение объектов») для детекции движений в режиме реального времени или изменений в окружающей обстановке. Версия Advanced предусматривает различные фильтры с предварительно заданными условиями для обнаружения ситуаций тревоги, включая внешнее воздействие на камеру, пересечение виртуальной черты, исчезновение объектов из поля наблюдения камеры. Также она позволяет осуществлять подсчет людей и отслеживать подозрительное бесцельное перемещение. В отличие от систем аналитики других вендоров, Sony DEPA Advanced имеет функцию анализа звуков, сопровождающих видеосъемку.

Технология DEPA Advanced встраивается во многие продукты компании, от поворотных HD-камер серии SNC-RH и кодеров SNT-EX/EP до видеорекордеров NSR-1000. Новейшее ПО Sony RSM Advanced обеспечивает централизованное управление системой видеонаблюдения и поддерживает функции интеллектуального мониторинга. Наряду с возможностью конфигурирования IP-оборудования и защитой видеоданных оно дает возможность настраивать параметры реакций на тревоги, находить в архиве изображения при помощи функций Post VMD («Обнаружение движения в видеоизображении») и VMF, а также воспроизводить видео по списку тревог.

Встроенная видеоаналитика Smartec

Многофункциональная система анализа, разработанная английской компанией VCA Technology, применяется в оборудовании серии NEYRO марки Smartec, созданном на базе процессора DSP DaVinci. Система видеоанализа VCA отличается автоматической адаптацией к изменениям освещения и погодных условий. Она защищена от ложных срабатываний, вызванных тенью от облаков и деревьев, дождем, туманом или снегом. VCA осуществляет непрерывное сопровождение объектов даже при их кратковременном частичном или полном закрытии. Зоны детекции движения в кадре настраиваются через простой веб-интерфейс без использования специального ПО. Режим электронной стабилизации повышает четкость изображения, формируемого камерами, которые подвержены воздействию вибрации, например из-за порывов ветра или проезжающего поблизости транспорта.

Пакет видеоаналитики VCA Pre-sence предустановлен на все классические, купольные и поворотные камеры, а также одно- и четырехканальные видеосерверы серии NEYRO. При активации дополнительного программного пакета VCA Surveillance аналитические функции оборудования могут быть расширены. Базовый пакет аналитики обеспечивает обнаружение движения в зоне видеонаблюдения и может отслеживать до 100 объектов одновременно. Функционал расширенной версии VCA Surveillance включает фильтры размера, скорости и направления движения. Это ПО способно реагировать на остановку объектов в интересующих областях, контролировать вход и выход за пределы зоны, осуществляя подсчет количества людей, автомобилей и т.п. за указанный период времени.

Управлять аналитической видеосистемой, созданной на основе оборудования серии NEYRO, можно при помощи ПО NetStation. Эта программа поддерживает интеллектуальный поиск видеофрагментов по системному журналу, временной шкале, движению в интересующих зонах и другим событиям. Также для удобства оператора предусмотрен графический навигатор поиска в архиве по скриншотам, сделанным с транслируемого камерами видео.

Перспективы развития видеоаналитики

Сегодняшние достижения в области надежности и функциональности видеоаналитики весьма впечатляют, но пространства для роста еще немало. В частности, аналитические системы пока не научились гарантированно идентифицировать человека по лицу. Помимо правильного ракурса и хорошего освещения требуется высококачественное изображение – опознать человека по фотороботу аналитика не способна. Также роботизированному интеллекту тяжело определить, какое поведение человека является нормой, а что должно вызывать тревогу. Решение обеих задач особенно важно для систем видеонаблюдения на транспортных объектах и в местах массового скопления людей. Ожидается, что повысить эффективность алгоритмов распознавания сможет применение самообучающихся программ.  

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!