Системы интеллектуального видеонаблюдения

Сотрудники служб безопасности в любую минуту должны быть готовы к принятию решения, адекватного возникшей ситуации. При этом, правильность принятия решения напрямую связана с точностью, объемом и своевременностью получения информации - это один из основных принципов, которым следует руководствоваться при создании систем безопасности, а в особенности систем видеонаблюдения.

Постоянная конкуренция на рынке систем видеонаблюдения приводит как к улучшению технических характеристик, так и к расширению функциональных возможностей оборудования. Сейчас уже никого нельзя удивить высоким разрешением видеокамеры, встроенным детектором движения, или «дружественным» интерфейсом управления.

Целью всех этих улучшений является снижение нагрузки на оператора системы видеонаблюдения за счет предварительной интеллектуальной обработки информации. При этом появляется возможность перенести задачу обнаружения события с человека на «железо», а принятие решения оставить за оператором.

Все усилия ведущих производителей систем видеонаблюдения направлены на решение следующих задач:

повысить осведомленность оператора;
сделать доступной всю необходимую информацию;
упростить обработку полученной информации.

Такие задачи, как правило, решаются на уровне целой системы и не каждый производитель может себе позволить разработку всего спектра устройств, необходимых для создания такой системы, а решение вопроса совместимости оборудования различных производителей требует проведения интеграции.

Таким образом, создание системы безопасности напоминает сборку «пазла» – из множества единиц оборудования и программного обеспечения различных производителей следует выбрать то, что впоследствии станет системой безопасности.

Так из каких же основных элементов состоит современная система видеонаблюдения? Это:

оборудование видеонаблюдения (камеры, кодеры, декодеры и др.) с транспортной структурой и средствами визуализации;
системы управления, хранения и обработки;
видеоаналитика.

Так как наименее знакомым элементом является видеоаналитика, то мы и сделаем на ней акцент и рассмотрим различные подходы к её реализации – «встроенная» в камеры видеоаналитика и видеоаналитика на базе серверных решений.

Видеоаналитика

Для начала дадим определение: видеоаналитика (применительно к системам охранного видеонаблюдения) – это способность автоматического обнаружения событий, определенных набором заранее заданных критериев, и реакция на обнаружение по установленному правилу (самое простое из которых – оповещение оператора).

Существует множество мифов о видеоаналитике. Одни из которых приукрашивают её реальные возможности. Источники таких мифов - как фильмы из серии «James Bond», так и недобросовестные поставщики, «впаривающие» свой продукт и обещающие «решить любую задачу за Ваши деньги». Другие мифы (о запредельной цене, низкой надежности и др.) могут исходить от компаний, неспособных решать данные задачи.

На что же стоит о

братить внимание при выборе интеллектуальной системы видеонаблюдения?

Как долго компания-производитель работает в области видеоаналитики. Первые решения в области видеоаналитики появились более десятка лет назад и первоначально применялись на стратегически важных объектах. Число компаний, стоящих у истоков данной технологии невелико. При этом активный спрос на подобные решения появился на российском рынке только в последние годы.
Количество реализованных объектов с использованием видеоаналитики данного производителя. Никому не хочется быть первопроходцем, а с точки зрения заказчика - «сапером», при этом только лидеры отрасли имеют уникальный опыт. Планируя создание интеллектуальной системы видеонаблюдения следует внимательно ознакомиться с подобными решениями, реализованными выбранным производителем.
Возможность посетить реальные объекты и получить отзывы о работе системы. Допуск можно получить не на каждый объект, но у серьезных производителей с хорошим послужным списком, такая возможность, чаще всего, найдется. Только объект этот может находиться и не в ближних краях.
Возможность посмотреть «живую» демонстрацию работы видеоаналитики. Как правило, это не должно вызывать никаких сложностей. Помимо подборки соответствующих видеоматериалов каждый производитель должен иметь комплект оборудования для демонстрации. В серьезных проектах не лишней будет демонстрация возможностей видеоаналитики непосредственно на объекте заказчика.
Честность поставщика. Старайтесь критически относиться к обещаниям производителя реализовать любую видеоаналитику и сопоставляйте их с результатами работы реальных систем.

Учитывая мировой опыт последнего времени, будет также нелишне поинтересоваться у поставщика патентной чистотой используемых в системе интеллектуальных решений или наличием соответствующих прав на их использование. Это позволит получить не только хороший продукт, но и дополнительно обеспечит его долгосрочную поддержку.

Камеры видеонаблюдения с функцией видеоаналитики

Основное отличие профессиональных устройств видеоаналитики состоит в том, что они работают с объемной моделью окружающего пространства. Хорошая модель должна учитывать многие возможные формы поверхности и искусственных препятствий. Камера определят положение объекта на местности, и отслеживает его дальнейшие перемещение. Например, она в состоянии отличить человека, подошедшего к забору, от перелезающего забор.

Для реализаций функций видеоаналитики необходимы высокопроизводительные процессоры видеообработки. Такие процессоры, как правило, встраиваются непосредственно в видеокамеру, хотя могут быть встроены и в видеокодеры, которые позволяют даже простую аналоговую

камеру сделать «умнее».

Использование встроенной видеоаналитики даёт ряд преимуществ:

Анализу подвергается «оригинальное» изображение, не подверженное ещё никакой обработке, что обеспечивает наивысшую точность обнаружения.
Использование для записи и наблюдения низкоскоростных потоков данных (видео с пониженным качеством) не снижает достоверности обнаружения.
Использование встроенной видеоаналитики позволяет резко снизить объемы передаваемой в системе видеонаблюдения информации.

В большинстве случаев при использовании видеоаналитики, оператору для визуального контроля обстановки достаточно иметь разрешение до 4CIF, т.к. обнаружение тревожного события осуществляется системой. При необходимости, оператор может воспользоваться поворотной камерой с хорошей «оптикой».

Существуют модели, основной особенностью которых является высокое (мегапиксельное) разрешение сенсора (формирующего поток для видеоаналитики) и невысокое (4CIF) разрешение у потока используемого для записи и просмотра. При этом камера поддерживает режим отображения «Картинка в картинке». Обнаружив нарушителя, камера будет отображать его в отдельном окне и сопровождать (в пределах поля зрения), как в случае с PTZ камерой. При этом сохраняется возможность видеть всю картину и одновременно сопровождать обнаруженный объект. Преимущество таких моделей – совмещение возможностей двух камер – стационарной и PTZ, а так же значительное снижение нагрузки на системы хранения и сеть. Важное для оператора изображение обнаруженного объекта будет транслироваться с высоким качеством, оставляя обзорную картину в стандартном разрешении.

Кроме разрешения исходного видеоматериала, на качество работы видеоаналитики большое влияние оказывает условия видимости и освещенность. В случае плохой видимости (дождь, туман и др.) и/или низкой освещенности вероятность обнаружения снижается. В случае, когда невозможно обеспечить приемлемою освещенность, или требуется достичь высокой дальности обнаружения в ночное время, возможно использование тепловизоров. В сочетании с видеоаналитикой такое решение позволяет обеспечить обнаружение объектов на расстоянии нескольких километров.

Таким образом, видеоаналитика может быть реализована:

в стационарных и PTZ IP- камерах и тепловизорах
во внешних кодерах, предназначенных для работы с аналоговыми камерами и тепловизорами.

Основными преимуществами использования такой встроенной видеоаналитики являются:

повышение достоверности обнаружения и надежности работы системы, а также снижение нагрузки на сеть передачи данных и серверное оборудование обработки и хранения.

Серверное решение видеоаналитики

Функции видеоаналитики могут быть реализованы и с использованием серверного программного обеспечения. Набор реализованных таким способом функций может быть во многом схож с набором, реализованным непосредственно в камере или кодере, при этом такое серверное решение имеет свои очевидные преимущества и недостатки. Основным преимуществом является то, что для создания системы интеллектуального видеонаблюдения не требуется никакого специального оборудования (прежде всего специальных камер или кодеров), «интеллектуальной» обработке может быть подвергнут практически любой входной видеопоток вне зависимости от того, каким оборудованием он сформирован. Такая обработка выполняется, как правило, при помощи отдельного сервера видеоаналитики, программное обеспечение которого обычно лицензируется по числу используемых каналов. При увеличении числа каналов, подлежащих обработке, наряду с приобретением дополнительных лицензий необходимо позаботиться и об увеличении производительности используемого сервера или установке дополнительного оборудования. Использование различных видов резервирования позволяет резко повысить надежность функционирования системы, но следует помнить, что в случае выхода сервера из строя, вся видеоаналитика перестает работать.

Существует несколько факторов, негативно влияющих на точность работы видеоаналитики при её серверной реализации:

При передаче видеопотоков на сервер видеоаналитики через IP сети, видеоаналитика будет работать не с исходным изображением, получаемым с выхода сенсора видеокамеры, а уже со сжатым изображением, подвергнутым кодированию для передачи через сеть.
В некоторых случаях, для уменьшения трафика, в системе может использоваться и пониженная частота кадров.

Также необходимо отметить, что при использовании серверной видеоаналитики обнаружение события будет происходить с большей задержкой, чем в случае аппаратной реализации.

Качество видеоизображения, безусловно, важно и для работы серверной (программной) видеоаналитики, поэтому рекомендуется, особенно для уличного применения, характеризующегося постоянной сменой освещенности, использовать видеокамеры с широким динамическим диапазоном и высоким разрешением, а также не злоупотреблять снижением частоты кадров.

Так же как и аппаратная, серверная видеоаналитика может работать с различными видами видеокамер (цветными или черно-белыми) или тепловизорами.

Несомненно, что каждый способ реализации видеоаналитики имеет свои преимущества и недостатки и, соответственно, находит свою нишу для применения. Выбор конкретной реализации для каждого объекта требует детального анализа.

Следует внимательно изучить реальные возможности выбранной видеоаналитики, прежде чем внедрять её в систему видеонаблюдения своего объекта, потому как не всегда и не везде она сможет оправдать возлагаемые на неё надежды.

Но очевидным остается и тот факт, что при грамотном подходе к организации системы безопасности интеллектуальные функции могут значительно помочь оператору. Это подтверждено уже десятками тысяч инсталляций по всему миру: на вокзалах, в аэропортах, торговых комплексах, школах и университетах, объектах энергетики и нефтегазовой отрасли и во многих-многих других областях вплоть до … участка вокруг Вашего дома.