Яндекс.Метрика

Краткий обзор развития интеллектуальных систем видеонаблюдения

Краткий обзор развития интеллектуальных систем видеонаблюдения

 
Введение
 

В современных комплексных системах безопасности (КСБ) огромную роль играют системы видеомониторинга. Это глаза всей системы безопасности. В отличие от остальных подсистем КСБ, системы видеонаблюдения представляют пользователю информацию о состоянии безопасности на объекте не в виде той или иной комбинации мерцающих светодиодов, а в привычном для восприятия визуальном виде. Именно системы видеонаблюдения являются наиболее информативными для пользователя и именно они обеспечивают возможность персоналу службы безопасности оперативно принимать решения в зависимости от обстановки на охраняемом объекте, проводить расследование по всем тревожным ситуациям.
 

Но у видеосистем есть и другое предназначение, на настоящий момент целиком не реализованное, которое в данное время является крайне важным и перспективным.
 

Системы видеонаблюдения могут быть не только глазами, но и мозгом комплексных систем безопасности. Эту перспективу стоит иметь в виду уже сейчас, и, выбирая систему видеонаблюдения, полезно поинтересоваться не только ее актуальными возможностями и функциональными данными, но и перспективами развития, ведь по существующей на рынке охранных систем практике, вы не будете платить дополнительные деньги за новые функции системы, их установят вам бесплатно в качестве UpGrade. Таким образом, покупая систему видеонаблюдения, вы покупаете не только компьютер, видеокамеры и программный продукт, но и перспективы развития этой системы.

 

 

Пути развития комплексных систем безопасности
 

Если оценить перспективы дальнейшего развития как центральной аппаратуры КСБ, так и ее составляющих компонент, то мы придем к следующим выводам. Системы пожарной, охранной сигнализации, системы ограничения доступа работают с очень ограниченным объемом информации (произошла сработка какого-либо датчика либо нет, правильно ли считан номер с электронного ключа либо нет и т.д.). Вся информация, циркулирующая в таких системах, имеет четко определенную специфику, связанную исключительно с прямым функциональным назначением этих систем.
 

Все эти системы, безусловно, будут развиваться, становиться надежнее, будет увеличиваться число оконечных устройств, подключаемых к одной системе, оптимизироваться алгоритмы управления исполнительными устройствами (оборудования блокировки лифтов, открытия или закрытия дверей, управления системой вентиляции) и т.д. Однако все эти системы и сейчас неплохо работают и вполне адекватно справляются с теми задачами, которые перед ними стоят. Вряд ли стоит ожидать какого-нибудь фундаментального прорыва в этой области.

Развитие этих систем не прекратилось и не может прекратиться, но оно может быть только экстенсивным.
 

Посмотрим же, что происходит с системами видеонаблюдения.
 

Сразу определимся, что речь в данной статье идет исключительно о цифровых компьютерных системах видеонаблюдения. Именно они переживают сейчас момент революционных преобразований, переводящих эти системы на совершенно другой уровень решаемых ими задач. Перспективы же аналоговых систем видеонаблюдения уже очевидны – это музей.
 

Системы видеонаблюдения. Видеть мало, надо анализировать
 

Каждый месяц на рынке появляются новые видеокамеры, более мощные и быстродейственные компьютеры, совершенствуется аппаратура передачи видеоданных на расстояние. Безусловно, такая ситуация не может не отражаться на системах видеонаблюдения. Все эти технические новшества, так или иначе, в них применяются, но применение новых видеокамер или компьютеров имеет отношение к тому, о чем мы говорили выше – к экстенсивному развитию систем.
 

Основное направление систем видеонаблюдения – это внедрение в них новейших методов анализа видеоинформации.
 

Мы видим, что механизмы анализа, заложенные в системы охранной, пожарной сигнализации, системы контроля доступа вполне соответствуют объемам и специфике поступающей в эти системы информации. В том же, что касается систем видеонаблюдения ситуация, сложилась кардинально иная. Через эти системы проходит огромное количество информации, но механизмы ее обработки крайне примитивны и не справляются с информационными потоками. Если система видеонаблюдения видит на охраняемой территории человека и единственная информация, которую она может донести до персонала службы безопасности, это информация о наличие неизвестных и неидентифицируемых изменений в охраняемой зоне, то несоответствие между имеющейся у системы информацией и производимыми на основе этой информации выводами – очевидно даже непрофессионалу.
 

Таким образом, самая информационно насыщенная подсистема КСБ оказывается наименее способной к обработке поступающей информации. Возможности огромные, а результаты пока более чем скромные. Неудивительно, что область обработки видеоинформации – эта та область, прогресс в которой за последние годы наиболее заметен. Мало того это та область, которая будет в дальнейшем определяющей в развитии комплексных систем безопасности.
 

Задача-максимум в развитии таких методов математического анализа, применяемых в системах видеонаблюдения - очевидна. Уже на современном уровне развития техники, система видеонаблюдения, с помощью специально разработанных видеокамер и объективов может получать визуальную информацию, недоступную человеческому глазу, а в результате дальнейшего совершенствования математического аппарата, система должна стать своего рода аналогом человеческого мозга в том, что касается восприятия и анализа визуальной информации.
 

Для задач обеспечения безопасности не так уж важно разрешима ли в принципе эта задача-максимум, важно то, что в процессе успешных или неуспешных попыток ее решения появляются интересные и нужные практические разработки, которые могут приносить и уже приносят ощутимую помощь в деле обеспечения безопасности.
 

Естественно, что механизмы анализа, программируемые в системах охранного телевидения должны быть многократно сложнее, чем аналогичный математический аппарат в системах охранной сигнализации. Рассмотрение специфической проблематики распознавания образом не является предметом настоящей статьи, мы лишь перечислим основные практические наработки, которые уже прошли испытания и доказали свою применимость для задач, решаемых охранным телевидением. Также мы попытаемся очертить круг перспективных разработок, которые должны быть реализованы в ближайшее время. 
 

Рассмотрим более подробно основные перспективы развития видеосистем. Как мы уже определили, оно будет происходить в методах анализа накапливаемой системой информации. Информация - это видеоснимки, видеофрагменты (маленькие фильмы), которые фиксирует система, то есть практически, то же самое, что воспринимает человеческий глаз и анализирует мозг. Информация эта крайне многообразна и неоднородна, часть ее является избыточной, часть просто не имеет отношения к задачам обеспечения безопасности.
 

Исходя из этого, система видеонаблюдения современного уровня должна классифицировать, на что следует обратить внимание, а на что нет, а на следующем этапе анализа принимать решение на что следует отреагировать, на что нет, и если реакция необходима, то какой именно она должна быть.
 

Таким образом, первая задача, стоящая перед анализом видеоинформации – это задача отсечения информационных шумов. То есть система не должна реагировать на изменение природных условий (дождь, снег и т.д.) на изменение освещенности, связанное с изменением времени суток, переменной облачностью. В настоящее время существуют и успешно применяются в системах видеонаблюдения множество эффективных алгоритмов отсечения шумовой (избыточной) информации.
 

На втором этапе система, признав изменение в зоне видимости нешумовым и зафиксировав его, продолжает анализ информации на более высоком уровне. Если задача фильтрации видеоинформации является общей для всех систем и практически не зависит от типа объекта, на котором система применяется, то второй уровень анализа связан с распознаванием и категорированием тревожных ситуаций на объекте, и методы такого анализа целиком и полностью определяются спецификой оперативных задача, решаемых на конкретном объекте. Систему можно запрограммировать так, что она будет реагировать только на появление в зоне видимости человека и оставлять без внимания пробегающих кошек или собак, можно запрограммировать так, что она будет реагировать только на все проезжающие автомобили или только на грузовой транспорт. Более тонкие методы анализа, находящиеся пока в процессе разработки и тестирования, могут распознавать конкретного человека или номера проезжающих машин.
 

На третьем этапе система будет анализировать траектории зафиксированного объекта. На практике нередко встречаются ситуации, когда нахождение людей в зоне охраняемого объекта является ситуацией штатной и не требующей реакции службы безопасности, но есть некоторые особенности движения людей по территории, которые являются подозрительными. К примеру, ходит охранник по территории по заранее заданному маршруту – это нормально, а если он остановился, то на эту ситуацию стоит обратить внимание. Кроме этого анализ траекторий позволяет с высокой точностью определить скорость наблюдаемого предмета, что особенно на объектах с ограничением скоростного режима. Другим немаловажным применением методов вычисления и анализа траекторий является возможность на их основе управлять поворотными устройствами и трансфокаторами видеокамер и в автоматическом режиме следить за всеми перемещениями в зоне охраняемого объекта.

Резюмируя вышеизложенное можно сказать, что основные направления анализа видеоинформации следующие:

 

  1. Адекватное отсечение информационных шумов.

  2. Все более точная и тонкая классификация тревожных изменений в зоне охраняемого объекта


Чем так важен точный и детальный анализ видеоиформации. Дело в том, что, обеспечив гарантированно точное распознавание и категорирование тревожных ситуаций на охраняемом объекте, мы получаем возможность подключения к системе видеомониторинга исполнительных устройств.
 

Типы реакций, формируемых системой видеонаблюдения, можно условно разделить на две подгруппы. Первая – это информационные реакции, вторая – подача команд на внешние исполнительные устройства.
 

Уже на настоящий момент времени существует множество информационных реакций, которые могут быть запрограммированы в системе видеонаблюдения. Это и звуковое оповещение, когда при появлении тревожной ситуации система подает либо общий звуковой сигнал в виде сирены, или информирует оператора системе о месте и характере произошедшего нарушения. К примеру - “Проникновение на объект в квадрате А1”.
 

К информационным реакциям относится также отображение на плане объекта места установленного нарушения, дозвон по выделенной телефонной линии с передачей текстового сообщения о характере тревоги, передача SMS-сообщений на мобильные телефоны, передача видеоснимков с тревожной ситуацией по сети Internet.
 

Вторая группа реакций – подача команд на внешние исполнительные устройства требует более тщательного анализа. Слишком велика в этом случае цена ошибки. Заблокированные в результате ложного срабатывания системы лифты могут парализовать всю работу на объекте. Поэтому на данном этапе производители систем видеоконтроля очень осторожно подходят к вопросам применения исполнительных устройств.
 

Из всего вышеизложенного становятся очевидными основные принципы построения современных систем видеонаблюдения.

 

 

 

  

 

  • возможность программирования в них целого ряда математических алгоритмов анализа видеоинформации
  • обеспечение совместимости таких алгоритмов и возможности построения цепочек (иерархических последовательностей) алгоритмов
  • разработка систем с учетом перспектив на будущее, то есть обеспечение возможности гибкой перенастройки системы в целом и внедрения в нее новейших разработок в области анализа видеоинформации
  • обеспечение возможности подключения к системе видеонаблюдения исполнительных устройств с возможностью подачи на них многоуровневых команд, то есть не применить/не применить, а каким образом применить.

Прогресс не стоит на месте, и каждый день появляются новые разработки, связанные с анализом видеоинформации, тем более важным становиться обеспечение гибкой перенастройки системы видеонаблюдения. То есть в систему должен быть заложен основной костяк, позволяющий быстро и без больших трудозатрат встраивать в систему новые алгоритмы анализа видеоинформации, подключать новые исполнительные устройства. Таким образом, при выборе системы видеонаблюдения целесообразно смотреть, заложены ли в нее все перечисленные выше принципы. Если заложены, то перед вами система с хорошим заделом на будущее и покупая ее, вы обеспечиваете себя современной техникой, способной к развитию, техникой, которая еще долго будет соответствовать растущим требованиям к системам безопасности.
 

Автор статьи: Аникин Д.В.
Зам. ген. директора по научной части
Научно-технический центр “Дозор”

 

Ваш город - Санкт-Петербург,
угадали?
Перейти на мобильную версию сайта
Да, перейти Остаться на основной версии