Um sinal de notificação quando movimento é detectado (detecção) no campo de visão da câmera é uma função básica, sem a qual é impossível imaginar um sistema moderno de vigilância por vídeo. No entanto, mesmo essa função simples e fácil de usar possui muitas nuances que afetam o custo e a qualidade de todo o sistema.
Hoje, apresentaremos os vários tipos de detecção usados nas câmeras de CFTV, falaremos sobre suas vantagens e desvantagens, compararemos detalhadamente os dispositivos integrados à nuvem e com as análises "a bordo".
Oferecemos várias soluções baseadas em algoritmos para determinar o objeto e o movimento no quadro:
A partir desta lista, apenas o
Ivideon Counter 3D é apresentado como um dispositivo separado que permite contar visitantes da loja e criar relatórios analíticos: por tráfego (semanal e total) e carga horária, além de observar um grande fluxo de visitantes na linha do tempo do vídeo.
Um detector de movimento faz parte do sistema de análise de vídeo disponível para todas as câmeras do serviço Ivideon. Ele determina o movimento na área selecionada e, se o usuário não o especificou, o detector trabalha em toda a zona do quadro. O detector é baseado em um algoritmo que cria uma imagem de plano de fundo e compara os quadros subsequentes com o plano de fundo. Assim, é possível evitar falsos positivos com uma pequena alteração no quadro. Por exemplo, o detector não funcionará se um pássaro voar para fora da janela. Mas funcionará se uma pessoa sentada imóvel começar a mover sua mão. Além de comparar quadros com o plano de fundo, algoritmos adicionais de detecção de movimento são usados para aumentar a qualidade do trabalho.
Um detector de fila é um módulo de análise de vídeo usado para detectar uma fila com base na contagem de objetivos em um quadro. O detector foi desenvolvido usando aprendizado de máquina, ou seja, sua precisão aumentou à medida que foi usada.
O detector é útil para proprietários de empresas de médio porte ou varejistas de rede, onde há um alto risco de enfileiramento. O módulo analítico gera relatórios, agrupa as filas de acordo com as zonas de origem e mostra segmentos de vídeo das câmeras nas quais o momento da formação da fila é visível. Os relatórios estão disponíveis para visualização em sua conta e podem ser exportados no formato .csv.
O reconhecimento de rosto é uma tecnologia de análise de vídeo mais frequentemente necessária por grandes empresas dos setores bancário e de seguros, onde existem altos requisitos de segurança e confidencialidade. Escrevemos mais sobre ela aqui (link para um artigo sobre emoções).
Todas essas tecnologias surgiram após uma longa evolução, que começou com detectores analógicos.
Detector de movimento externo analógico
Sensor infravermelho passivo piroelétrico detecta níveis de radiação infravermelhaAnteriormente, o mercado de sistemas de vigilância por vídeo era dominado por câmeras analógicas com resolução padrão, em regra, 576r. Para ativar a gravação quando o movimento foi detectado, sensores externos separados foram usados.
Os sensores infravermelhos sensíveis ao calor foram instalados neles, que reagiram ao aparecimento de uma fonte de calor (pessoa) na zona de controle e determinaram o fato de seu movimento. O sinal do sensor ativou a gravação da imagem da câmera na fita do videocassete ou no alarme no sistema de segurança.
Sensor de movimento infravermelho padrãoEssa tecnologia é usada hoje devido ao seu baixo custo, alta sensibilidade e capacidade de trabalhar com câmeras analógicas baratas, mas todas as vantagens são compensadas por sérios problemas ao usar um detector analógico.
Em primeiro lugar, seu sensor cobre toda a sua área vigilante com seu "olho vigilante". Você não tem como fechar um determinado setor do detector, no qual, por exemplo, pode haver movimento de massas de ar quente. Nesse caso, você encontrará falsos positivos periódicos e a proteção do objeto sofrerá uma dor de cabeça.
Obviamente, você pode tentar minimizar alarmes falsos ajustando a sensibilidade do detector e alterando o ângulo de visão, mas essa nem sempre é a melhor solução.
Em segundo lugar, vários fenômenos atmosféricos podem levar a falsos alarmes do sensor: neve, chuva ou poeira. Também é bastante sensível à interferência artificial.
Determinar a atividade no quadro
Multiplexador para trabalhar com câmeras analógicas
Com o desenvolvimento das tecnologias de processamento de vídeo digital, tornou-se possível integrar detectores de atividade em multiplexadores, embora as próprias câmeras naquela fase ainda fossem analógicas.
A tarefa do multiplexador é reduzir o fluxo de vídeo de várias câmeras em uma única sequência de vídeo para demonstração em monitores de segurança e gravação em um gravador de vídeo Time Lapse.
Esse período pode ser considerado um ponto de virada no desenvolvimento da tecnologia de detecção. E não há erro de digitação: estamos falando em reconhecer atividades em áreas especialmente marcadas do quadro - essa operação foi realizada pelo multiplexador.
Pode ser programado para determinar a atividade em uma sequência de vídeo proveniente de uma ou várias câmeras. Para esse propósito, o quadro foi dividido em zonas (como regra, 256 zonas de quadrados de 16x16) e, no processo de configuração do sistema, um especialista poderia escolher em quais zonas analisar a atividade e em que não.
Diferente do sensor de movimento analógico, um sinal de alarme era gerado quando havia atividade apenas nas zonas selecionadas, e não em toda a área do quadro. Essa abordagem proporcionou maior flexibilidade e facilidade de controle, minimizando os alarmes falsos do sistema.
Outra vantagem dessa tecnologia pode ser considerada a capacidade de ativar a gravação com uma taxa de quadros padrão na presença de atividade na câmera. No multiplexador, foi possível configurar a gravação do fluxo de vídeo a partir de uma câmera específica no modo de quadro completo, para que mais tarde você possa obter um vídeo dinâmico normal sem espasmos e pulos de quadros, com uma transferência suave do efeito de movimento. Vídeos de outras câmeras continuaram sendo gravados a uma taxa de quadros mais baixa.
A tecnologia tem vantagens significativas sobre a detecção de movimento analógico. Primeiro de tudo, menos falsos positivos devido à configuração flexível das zonas de controle. Esse sistema praticamente não foi afetado pela precipitação.
O progresso não pára e as câmeras de vigilância analógicas Full HD padrão foram substituídas pelas câmeras Full HD digitais, e os multiplexadores analógicos e os gravadores de vídeo Time Lapse foram substituídos pelos gravadores digitais, bem como pelos servidores de vídeo locais e na nuvem. Tudo isso levou ao fato de que os usuários de sistemas de vigilância por vídeo digital receberam recursos adicionais, sobre os quais falaremos a seguir.
Detector de atividade da câmera
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O advento de poderosos DSPs (processadores de sinais digitais) para processamento de vídeo permitiu que os desenvolvedores integrassem detectores de movimento (e não apenas eles) diretamente na própria câmera. Vamos chamar essas câmeras de "inteligentes" ou "câmeras com analítica".
Você pode selecionar a zona desejada no quadro, a atividade na qual deseja rastrear e, ao mesmo tempo, como regra, você não está limitado a quadrados de um determinado tamanho. As câmeras inteligentes permitem definir zonas de qualquer tamanho e formato e ativar a gravação, por exemplo, em uma unidade flash instalada. E, claro, eles podem transmitir um alarme.
As câmeras inteligentes não se limitam a determinar a presença de movimento no quadro. Modelos mais avançados podem enviar notificações sobre vários eventos nas instalações, por exemplo, por e-mail.
Algumas câmeras têm a capacidade de definir o intervalo de tempo para rastreamento de movimento. E, é claro, as câmeras mais modernas com análises também destacam objetos em movimento no quadro em que o operador precisa prestar atenção.
Observe que agora as tecnologias anteriormente inacessíveis à maioria dos sistemas de vigilância estão ganhando popularidade:
- reconhecimento de rosto;
- reconhecimento de placas e outros objetos;
- reconhecimento de emoções.
Se o seu sistema de vigilância precisar identificar ou reconhecer automaticamente pessoas e objetos, você deverá prestar muita atenção não apenas na escolha de uma câmera. Um papel muito importante também é desempenhado por sua localização e iluminação nas instalações. Por exemplo, a presença de luz de fundo pode reduzir significativamente a precisão do reconhecimento, especialmente se sua câmera não possui um compensador de luz de fundo ou não está ativa.
Também é necessário levar em consideração o tamanho que o objeto reconhecido ocupa no quadro. De acordo com os requisitos da norma europeia EN 50 132-7, para a detecção, reconhecimento e identificação de pessoas e objetos, é introduzido o conceito de "densidade de pixels" ou o número de pixels de imagem por 1 m da distância horizontal ao alvo observado.
Esses requisitos são mostrados na tabela. Como você pode ver, para uma detecção confiável de pessoas no quadro, é necessária uma densidade de pelo menos 40 mm / pixel. É claro que o reconhecimento de pessoas é uma tarefa bastante difícil, portanto, os requisitos para a qualidade da imagem são muito altos.
E se considerarmos, por exemplo, o problema de reconhecer números de carros, então, para isso, a altura das placas e letras deve ser de aproximadamente 15 pixels, o que equivale a 200 mm / pixel.
Além de imagens de alta qualidade, o papel mais importante em qualquer detecção é desempenhado pelos algoritmos utilizados.
Detecção externa e integrada
Os programas de detecção podem ser integrados à câmera ou localizados em um servidor remoto de vídeo ou nuvem.
Considere as vantagens e desvantagens dessas abordagens.
Vantagens da detecção integrada:- o usuário recebe imediatamente um sistema de vigilância por vídeo pronto com detecção. Ele não precisa pensar em como funciona e qual algoritmo de detecção escolher; o fabricante da câmera fez tudo por ele;
- portanto, a segunda vantagem, embora controversa, dessa abordagem é a facilidade de instalação e configuração do equipamento. Por que esse plus é controverso, descreveremos no capítulo sobre tecnologia de detecção de movimento baseada em nuvem.
É aqui que os benefícios terminam.
Vamos falar sobre as desvantagens da detecção embutida.Qualquer função embutida na câmera aumenta seu custo. Afinal, o desenvolvedor precisa criar o software apropriado, depurar e testá-lo. E o comprador deve pagar por tudo isso.
Como regra, a maioria dos algoritmos de detecção embutidos na câmera é bastante simplificada. Afinal, é mais fácil para o fabricante escrever o software uma vez e vendê-lo pelo maior tempo possível.
Processador Fullhan 8520 em uma câmera Dahua ( c )Algoritmos de detecção de alta qualidade exigem DSPs poderosos para operar, e quanto mais poderoso o processador, mais cara será a câmera. Acontece que o comprador está realmente "vinculado" a um algoritmo de detecção estritamente definido conectado à câmera, o que pode não ser muito eficaz, e o fabricante não tem pressa em publicar uma atualização. Ou ele nem sempre pode fazer isso no caso do hardware antigo. É mais fácil para o fabricante lançar uma câmera nova e mais cara do que gastar tempo e dinheiro finalizando a antiga.
Ao planejar comprar uma câmera, especialmente de um fabricante de um segmento de preço baixo, pense se você precisa de "recursos" na forma de detecção embutida. E agora vamos explicar o porquê.
Vantagens e desvantagens da detecção externa
Os algoritmos analisarão o fluxo de vídeo enviado para a nuvem ou servidor local e fornecerão o resultado. Esta opção é implementada no Ivideon.
Ao contrário do algoritmo de detecção de movimento conectado à câmera, o trabalho para melhorar as tecnologias usadas em nossa nuvem não para. Em particular,
atualizamos recentemente
as configurações do detector de movimento na conta pessoal do serviço.
O usuário pode fazer todas as configurações no escritório remotamente a partir de um PC ou qualquer dispositivo. Agora nós adicionamos a seção “Detecção”, na qual você pode ajustar a zona e a sensibilidade do detector de movimento. Existem configurações semelhantes para o caminho do som.
A configuração do detector de movimento é simples e intuitiva: o usuário não precisa pensar sobre a eficácia dos algoritmos de detecção e como atualizá-los. Nossos programadores lidam com esses problemas.
O uso do serviço de vigilância por vídeo na nuvem facilita a organização de qualquer detecção, independentemente do tipo e preço das câmeras instaladas em suas instalações. Você pode configurar a detecção de movimento ou ativar o reconhecimento de rosto. Você não precisa comprar novas câmeras, basta selecionar a opção desejada na conta pessoal do serviço.