Z inteligentną wideoanalizą do niedawna wiązano wielkie nadzieje

TELEWIZJA PRZEMYSŁOWA
Inteligentna
wideoanaliza 2010
Z inteligentną wideoanalizą do niedawna wiązano wielkie nadzieje. Dlaczego nie
można w rzeczywistości zrobić wszystkiego tego, co się zobaczy w hollywoodzkich
filmach? Po tym, jak nie udało się spełnić oczekiwań, hasło „inteligentna
wideoanaliza” stało się niemal obraźliwe. Obecnie dziedzina ta jest często nazywana
Video Content Analysis (VCA) – wideoanaliza zawartości. A jak sprawa wygląda
w pierwszej dekadzie XXI wieku?
Johnny Berlic
Mindmancer
N
a rynku nadal dominują tradycyjne
systemy dozorowe, które nagrywają
ogromne ilości filmów wideo. Koordynator ds. bezpieczeństwa odpowiedzialny
za 30 obiektów ze 100 kamerami łącznie otrzymuje 2400 godzin zapisu wideo dziennie, czyli 16 800 godzin w tygodniu. Zestawienie tego
w taki sposób, by uzyskać całościowy obraz
i móc prowadzić działania zapobiegawcze
graniczy z niemożliwością. Wideo jest stosowane raczej po to, aby po czasie spróbować wyjaśnić incydenty. Przeszukiwanie materiałów szybko staje się nudną i czasochłonną pracą
– dającą często dość słabe wyniki ze względu
30 obiektów
100 kamer
1 obserwator
30 obiektów
Inteligentna analiza obrazu
100 kamer
1 obserwator
40 TWIERDZA 3/2010
Wybór istotnych obrazów
na niezdowalającą jakość obrazów, nie wspominając o tym, że łatwo coś przeoczyć w takiej masie materiałów wideo.
Inteligentna wideoanaliza na potrzeby dozoru ma na celu zmniejszenie ogromnej ilości informacji zawartych w materiałach wideo do zakresu, który jest łatwiejszy
do obróbki. Z tego względu szef ds. bezpieczeństwa będzie mieć o wiele łatwiejszą
pracę, którą może lepiej wykonywać.
Jeżeli 2400 godzin materiałów wideo
dziennie można zredukować do 1 godziny obejmującej interesujące zdarzenia, wymagające jakiejś formy dozoru lub działania, nagle interesujące stanie się podłączenie systemu do centrali alarmowej, która może podjąć natychmiastowe działanie, gdy wystąpi ryzyko niebezpiecznego
TELEWIZJA PRZEMYSŁOWA
zdarzenia. System kamer staje się aktywny
i spełnia funkcję zapobiegawczą. Zalet jest
wiele i są one duże.
Jak to działa?
Obecnie istnieje wiele typów wideonanalizy,
stosowanych do różnych celów. Najczęstsze
zadania to wykrywanie osób, pojazdów itd.
w celach dozorowych. Wiele systemów stosuje to wyłącznie w celu określenia, kiedy
materiał wideo ma zostać nagrany. Chodzi
o to, aby zminimalizować materiały, które
trzeba przeszukać, gdy coś się zdarzy, oraz
by oszczędzać miejsce przeznaczone na zapis. Najprostsze systemy odejmują poprzedni obraz od aktualnego, a następnie zakładają, że jeżeli obraz ma inny kolor niż czarny, to na obrazie jest ruch. Taka prosta analiza nie jest szczególnie wiarygodna, ale
stanowi podstawę większości systemów,
które nagrywają materiał w przypadku wystąpienia ruchu.
Bardziej zaawansowane systemy opracowują stabilny obraz tła. Jest on stosowany jako obraz porównawczy dla aktualnego obrazu (patrz ilustracja). Nawet jeśli ten
typ analizy jest o wiele lepszy, pomija jedną ważną rzecz, a mianowicie perspekty-
Od stałego obrazu tła
odejmujemy
obraz bieżący
42 TWIERDZA 3/2010
wę. Kamery widzą głębię. Ptak przelatujący
przed kamerą lub mucha przed soczewką
mogą mieć dokładnie tyle samo pikseli, jak
samochód stojący w odległości 30 metrów.
Ten oczywisty fakt przez wiele lat znacznie ograniczał użyteczność w wielu środowiskach. Analiza ruchu działa zwykle
w sposób zadowalający w prostych środowiskach – wewnątrz budynków i na krótkich odległościach. Ale na zewnątrz i przy
większych odległościach wykazuje zbyt
dużą tendencję do błędów, by ją podłączyć
do centrali alarmowej.
Współczesne VCA
Dziś istnieje wiele systemów, które uwzględniają perspektywę. Zapewnia to znaczną poprawę wykrywania, ponieważ wielkość względna może zostać zawarta w obliczeniach. Inna mierzona wartość, taka jak
względna prędkość rzeczywista w m/s, może
być porównywana z prędkością pikseli, zmianami wielkości, prędkościami kątowymi i wieloma innymi.
Daje to podstawę do klasyfikacji obiektu.
Klasyfikacja jest niesłychanie ważna z punktu widzenia ograniczenia fałszywych alarmów, wzbudzanych przez zwierzęta, odbla-
ski światła/cienie i inne. Jej metody są szerokie i odróżniają od siebie produkty poszczególnych firm. Wiele rodzajów oprogramowania wymaga zaawansowanego dostrajania,
część potrzebuje współrzędnych GPS, ale tylko niewielką część z nich można skonfigurować w szybki i niezawodny sposób. Wszystkie
te czynniki przekładają się w końcu na określony koszt dla klienta.
Tu pojawia się jeden z największych problemów związanych z VCA. a mianowicie zdolność wykrywania w czasie. Różnica między obrazem zapisanym na początku, w środku i na końcu dnia jest duża. Będzie ona jeszcze większa
w perspektywie roku i przy zmiennej pogodzie.
To sprawia, że ustawienia, które działały doskonale w momencie instalacji w maju, mogą być katastrofalnie złe w deszczowy październikowy dzień.
Jeżeli system jest podłączony do centrali alarmowej, może to spowodować dodatkowe koszty związane z obsługą fałszywych alarmów, a system zainstalowany u klienta będzie wymagać ponownej kalibracji.
VCA przyszłości
Na rynku pojawiła się teraz nowa koncepcja. Na pierwszy rzut oka pomysł jest prosty. Zamiast całej masy wyposażenia/produktów i instalacji oferuje się usługę. Klient otrzymuje usługę ochrony, która jest dostarczana
przez zaawansowaną wideoanalizę i kamery. Teraz klient płaci miesięczny abonament
za usługę ochrony realizowaną przez kamery, która jest prosta do porównania z kosztem
pracowników ochrony, wykonujących obchody. Korzyść dla klienta jest oczywista, ponieważ ochrona jest prowadzona przez 24 godziny na dobę, przez 7 dni w tygoniu, a nie
tylko kilka minut każdego wieczora, kiedy
pracownik ochrony wykonuje obchód.
Kamery nigdy nie zasypiają, a wykwalifikowany personel w centralach alarmowych
jest zawsze gotowy do reakcji na alarm.
System zapewnia również pełną identyfikowalność we wszystkich częściach łańcucha zdarzeń.
Widok z poziomu programu klienta MindView
Widok z poziomu centrali alarmowej
Automatyzacja wchodzi
do ochrony mienia
W ciągu ostatnich 20 lat wiele branż uległo automatyzacji za
sprawą technologii informatycznych, co przyczyniło się do lepszej
jakości i wydajności oraz mniejszego zapotrzebowania na personel. Branżę ochroniarską w dużej części ominęły pokusy związane z automatyzacją, występujące w ciągu ostatnich 100 lat. Podstawowa zasada nie zmieniła się mocno od 4000 lat; obecnie
do patrolowania różnych chronionych obszarów stosuje się samochody zamiast koni, strażnicy nie mogą bić złodziei, ale reszta pozostała bez zmian. Teraz technologia dogoniła również
tę branżę, która stoi w obliczu rewolucji w najbliższej dekadzie.
Że tak będzie, wątpi coraz mniej osób. Firma Securitas odnotowuje coraz większy popyt na łączone rozwiązania techniczne,
a liczby mówią same za siebie. Oddział Securitas, który rozwija
te koncepcje, odpowiada za 10% przychodów, 19% zysku, a pracuje w nim tylko 4% personelu. Branża ochroniarska stoi przed
naprawdę rwolucyjną zmianą. Nowe usługi oferowane za sprawą
wideoanalizy stwarzają nowym graczom przestrzeń do oferowania wykwalifikowanych usług ochroniarskich w bardziej wydajny
sposób i z większą korzyścią dla klienta.