Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Какой "интеллект" нужен в IP-камерах?

В рубрику "IP-security" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Какой "интеллект" нужен в IP-камерах?



Активно развивающийся рынок цифрового видеонаблюдения предлагает потребителю все новые возможности оборудования, в частности различные интеллектуальные функции IP-камер. Какие из них востребованы сегодня, а какие будут актуальны в дальнейшем? Что сдерживает широкое использование этих функций? За ответами на эти вопросы редакция обратилась к экспертам

А.С. Белоусов

Технический специалист компании Advance Network Video

На наш взгляд, актуально то, что востребовано. На данный момент существует множество интеллектуальных функций, которые уже реализованы и отлично работают на базе NVR или DVR. А много ли из них применяется на практике? Часто ли, за исключением выставок и семинаров, вы видите эти функции работающими на объекте? Наверное, нечасто. Конечный пользователь все еще не готов к использованию всех доступных на сегодня функций. Они постоянно появляются, и актуальными будут самые простые из них. Это функции, связанные с самодиагностикой камеры, а также с минимальными логическими операциями, например с подсчетом объектов или стрекингом цели.

Возможно, кому-то покажется, что интеллектуальные функции важнее всего в отрасли безопасности. Не секрет, что в настоящее время искусственный интеллект, каким бы он ни был, не в состоянии конкурировать с интеллектом человека, и самый сложный алгоритм не заменит "всевидящий" глаз опытного оператора на ответственном объекте. На объектах, где цена ошибки невелика и присутствие человека не важно, интеллектуальные функции применимы и актуальны; они выступают в роли помощника, обрабатывая рутинные процессы. Эти процессы встречаются во многих отраслях, таких как индустриальная автоматизация, розничная торговля и т.д.

Первое, что сдерживает применение интеллектуальных функций, это вычислительная мощность процессора. Сейчас в любой сетевой камере процессор почти полностью занят кодированием видеосигнала. Это значит, что на выполнение интеллектуальных функций мощности не остается. Второе, востребованность интеллектуальных функций на рынке. В настоящее время некоторые интеллектуальные функции в камерах уже существуют, но зачастую не используются. Потребитель привык рассматривать камеру только как источник изображения. Поэтому широкое применение интеллектуальных функций в IP-камерах начнется только тогда, когда аппаратная часть камеры станет обладать резервом вычислительной мощности, а потребитель будет знать, где и как использовать интеллектуальные функции камер.

Аналоговая камера и высокопроизводительный сервер на данный момент являются наиболее привычным вариантом. Система с распределенной интеллектуальной обработкой видео в каждой камере, несомненно, более устойчива и надежна, как и любые распределенные системы. Такие системы уже существуют. Каждая камера представляет собой отдельную единицу, независимую систему. В каждой камере находится компьютер, программное обеспечение, детекторы и датчики разных типов. Камера получает изображение, которое сразу обрабатывает. Далее камеры посылают в центр мониторинга только ту информацию, которая необходима. Главная особенность в том, что обработка информации может изменяться. Причиной этого может служить тревожное сообщение со встроенных датчиков и детекторов или изменение, заведомо записанное в календарь. К примеру, центральный пункт круглосуточно пишет видео с камеры со средним разрешением, а при срабатывании детектора движения - с высоким разрешением. Благодаря этому загрузка центрального процессора и, что самое важное, сети ощутимо снижается. Но стоит учитывать, что не все клиенты готовы использовать такого рода системы, в основном из-за отсутствия знаний и опыта работы с ними. Со временем распределенные интеллектуальные системы станут понятнее для потребителей и займут заслуженное место в сфере сетевого видеонаблюдения

A.В. Малков
Эксперт ООО "Форт-Телеком"

Востребованным должен стать обычный детектор движения. Внимание к себе будут привлекать производители камер, обладающих такими функциями, как: определение перемещения в заданном направлении; распознавание номеров (а также штрихкодов и иных визуальных меток/идентификаторов); выделения лиц и улыбок на них.

Интеллектуальные функции в IP-камерах важнее всего для тех отраслей, которым необходима продолжительная запись. Там, где достаточно двухнедельного архива, лучше подходит непрерывная запись, то есть вообще без каких-либо детекторов.

Широкое применение интеллектуальных функций в IP-камерах не начнется никогда. Среди производителей IP-видеокамер, претендующих сегодня на лидерство, доминируют игроки, ставящие перед собой только одну цель: сделать мегапиксельные камеры дешевле, чем аналоговые камеры "высокого разрешения", при том же качестве. Для достижения этой цели им нужна лучшая чувствительность и лучшая цена. Лучшая чувствительность достигается за счет цифровой обработки, по этой причине в камеры ставятся ПЛМ, выполняющие параллельно десятки миллиардов операций в секунду, или многоядерные процессоры. Для еще большей чувствительности требуется еще большая вычислительная мощность. То есть сегодня производителю необходимо выбирать между чувствительностью и выделением ресурсов под интеллектуальные функции. При этом - относительно цели увеличения продаж- "интеллектуальность" IP-камер вторична, поскольку ей не противопоставляется "интеллектуальность" аналоговых камер.

Одновременно с этим разработка ПО под специализированные процессоры камер (и особенно под ПЛМ) стоит дорого, что вредит достижению "лучшей цены". Так как в ближайшее время "реально интеллектуальные" функции в камерах не появятся, они не станут "обязательными" до полного вступления в бой восточных производителей. Это важно! Появление последних на рынке запускает обратный отсчет - движение от "навороченное™" к доступности. К этому моменту времени в определение о лучшей/оптимальной мегапиксельной IP-камере "интеллект" войти просто не успевает.

Производители IP-камер семимильными шагами двигаются... в разные стороны. Любая попытка предложить универсальные протоколы (каковыми по сути были PAL и NTSC для аналоговых камер) обречена на провал, поскольку каждый ведущий производитель по-своему представляет себе саму структуру системы 1Р-видеонаблюдения. Даже если восточные производители дружно поддержат три-четыре способа (втом числе протокола) доставки данных от камеры до пользователя и от камеры до жесткого диска, за бортом останутся интерфейсы настройки/администрирования и форматы данных о событиях.

В итоге интеллектуальные функции камер будут полностью реализоваться только в границах оборудования одной торговой марки.

 Любое ПО априори содержит ошибки и постоянно развивается, поэтому оно требует обновления. Легче обновить ПО на сервере, чем на сотне камер. Кроме того, по опыту, обновление камер часто доступно только для последних моделей. ПО для старых моделей камер может оказаться "необновляемым" из-за изменений в "железе".

В пользу серверного ПО указывает и то, что обеспечить совместимость программных модулей/библиотек легче, чем совместимость с множеством типов камер (ждать унификации интеллектуальных функций камер нет смысла, поскольку "интеллект" - это фишка, дающая некое условное преимущество по отношению костальным, и делать ее, "каку всех", смысла нет).

A.А. Пирогов
Руководитель направления цифрового видеонаблюдения компании "Сатро-Паладин СБ"

Основные интеллектуальные функции, которые могут быть реализованы в IP-камерах, -это детектор движения, скрытие приватных зон, контроль саботажа, компенсация вибрации, функция счетчика.

Р-камеры могут быть использованы на любых объектах, на которых необходимо организовать видеонаблюдение - начиная от простейшей камеры в квартире для наблюдения за детьми и заканчивая крупными промышленными объектами и транспортом:
  • детектор движения и функция автоматического слежения (автотракинг) будут полезны для наблюдения за периметрами и большими открытыми площадками, на которых в принципе не должно быть посторонних лиц;
  • функция скрытия приватных зон просто незаменима для банкоматов и видеонаблюдения в жилом секторе - для скрытия набираемых паролей и для защиты неприкосновенности частной жизни;
  • сигнал тревоги при изменении фокуса или направления, а также при закрытии объектива будет полезен в любой системе безопасности;
  • компенсация вибрации просто незаменима при использовании IP-камеры на транспорте или на предприятиях с высокой степенью вибрации.
Широкое применение интеллектуальных функций начнется только после того, как эти функции будут реализованы в изделиях, да и стоимость таких изделий будет немногим отличаться от других камер.

На данный момент сдерживает распространение применения интеллектуальных функций в IP-камерах отсутствие таких решений на рынке-что-то есть у аналоговых камер, но в IP - практически полное их отсутствие.

На сегодняшний день широкое распространение интеллектуальные модули получили в компьютерных системах видеонаблюдения - DVR (системах цифровой видеорегистрации) и NVR (системах сетевой видеорегистрации). По сути, для программного обеспечения видеорегистрации нет большой разницы, откуда взят видеопоток - с платы видеозахвата (DVR) или с IP-камеры (NVR). Но NVR менее распространены и имеют более высокую цену, чем стандартные PC-based-системы. Что касается детекции движения - более качественный анализ и обработка событий, конечно же, в системах, где события анализируются на видео без сжатия, то есть в IP- видеокамерах.

А.В. Разумков
Руководитель направления сетевого видеонаблюдения ЗАО "Энергокомплект-Пермь"

На мой взгляд, наиболее актуальными будут функции предварительного анализа видеоданных, позволяющие оптимизировать передачу по сети и снизить нагрузки на каналы связи Прежде всего, это детектирование движения. На основе его результатов камера будет управлять передачей данных, повышая качество изображения и частоту кадров в случае обнаружения движения. Той же цели будут служить функции выделения и передачи с более высоким разрешением наиболее информативных участков изображения, таких как выделение движущихся объектов, лиц и т.д. Несмотря на рост пропускной способности сетей, задачи оптимизации передачи видеоданных по ним, на мой взгляд, будут актуальны еще длительное время в связи с ростом разрешения и увеличением количества устанавливаемых видеокамер.

Актуальным также будет перенос внутрь IP-видеокамер тех функций, качество работы которых сильно снижается при обработке видеопотоков, сжатых с потерями, например некоторых функций распознавания. Это будет необходимо, поскольку в системе видеонаблюдения на основе IР-видеокамерни в каком ином месте, кроме самой камеры, исходные несжатые изображения недоступны.

Наличие интеллектуальных функций в IP-камерах наиболее важно для распределенных систем видеонаблюдения, в которых жестко ограничена пропускная способность каналов передачи данных между IP-камерами и подсистемой видеорегистрации. Такие системы могут использоваться компаниями самых различных сфер деятельности: от розничных торговых сетей до предприятий топливно-энергетического комплекса. На мой взгляд, широкое применение интеллектуальных функций в IP-камерах начнется тогда, когда будет пройден начальный этап формирования рынка IP-видеонаблюдения. Тогда настанет время сделать следующий шаг. Думаю, это случится в 2010-2011 гг.

На данный момент два фактора сдерживают распространение применения интеллектуальных функций в IP-камерах. Во-первых, предлагаемые большинством производителей IP-видеокамер встроенные интеллектуальные функции пока не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Во-вторых, отсутствуют унифицированные интерфейсы для работы с этими функциями, которые бы позволили производителям программного обеспечения для IP-камер глубоко интегрировать их в свои продукты.

В-третьих, инсталляторы систем видеонаблюдения пока "не доверяют" IP-камерам выполнение интеллектуальных функций, предпочитая возложить его на систему видео регистрации.

В настоящий момент в большинстве случаев эффективнее централизованная интеллектуальная обработка видеоданных. Такое решение функциональнее, надежнее, проще в настройке и обслуживании и зачастую дешевле. Однако в будущем, ввиду описанных преимуществ, наиболее эффективными станут решения, в которых часть интеллектуальных функций будет перенесена внутрь IP-видеокамер.

Р.A. Синицын
Эксперт компании "АРМО-Системы"

Наиболее востребованными функциями IP-камер будут всевозможные детекторы движения. Будут также развиваться способности IP-камер по формированию и передаче не только потоков видеоданных, но и потоков метаданных (данных, описывающих объект наблюдения и происходящие события в зоне наблюдения камеры). Фактически это приведет к разделению архива, хранящегося на жестких дисках, на видеоархив (понятный при просмотре человеку) и архив метаданных (понятный и удобный для анализа программными средствами).

Интеллектуальные функции важны для любых отраслей и объектов, где применение интеллектуальных Р-камер будет обоснованным. Например, для малых систем без оператора и больших комплексов, где необходима автоматическая детекция критически важных событий.

На сегодняшний день IP-камеры ведущих мировых производителей уже позволяют использовать интеллектуальный функционал для различных целей. Все зависит от цены таких IP-камер и глубины знаний IP-оборудования инженерами проект-но-монтажных организаций, которые непосредственно своими руками будут программировать систему и использовать весь ее интеллектуальный потенциал. Конечно же и фантазия, и грамотная постановка заказчиком требований к системе IP-видеонаблюдения также способствуют внедрению и развитию интеллектуальных IP-камер и расширяют сферу их применения.

На данный момент распространение применения интеллектуальных функций в IP-камерах сдерживает ограниченность знаний о возможностях оборудования, понимания работы IP-систем в целом, выбора архитектуры работоспособной системы, во-первых, удовлетворяющей заданным техническим требованиям, а по возможности их превосходящих, во-вторых, понятной и удобной в управлении, гибкой и готовой к изменению  и  расширению  конфигурации,  и  в-третьих, чтобы у конечного заказчика, эксплуатирующего систему, не возникло ощущения выброшенных на ветер денег.

Считаю наиболее эффективной связку распределенной интеллектуальной обработки видео в каждой IP-камере + централизованная интеллектуальная обработка видеотрафика на базе компьютерной системы (сетевого видео регистратора). Анализ внутри IP-камеры всегда более значим и эффективен и ведет к снижению нагрузки на сеть и центральное оборудование. В дополнение к этому централизованная обработка видеотрафика и архивов (иногда терабайтных массивов данных) позволяет по прошествии времени проанализировать ситуацию на объекте по заданным критериям. Например, выполнить подсчет посетителей в заданный период времени, определить места наибольшего скопления людей в торговых залах, произвести распознавание лиц в потоке людей по заданному образцу фотографии и тому подобное. Удобно, что виды критериев и алгоритмы аналитики при постобработке видеоданных ничем не ограничены.

В.П. Сомиков
Генеральный директор ЗАО "ЭЛВИИС"

На наш взгляд, наиболее актуальными интеллектуальными функциями в IP-камерах станут следующие:
  • распознавание целей, определение их параметров и координат на изменяющемся видеофоне;
  • автоматическая адаптация алгоритмов распознавания целей к изменению условий видеонаблюдения;
  • определение признаков возникновения чрезвычайных ситуаций (задымление, огонь и т. п.);
  • анализ поведения распознанных целей;
  • определение количества распознанных целей в заданных условиях (например, подсчет зрителей на трибунах, в кинотеатрах, определение количества свободных мест на паркингах и т. п.);
  • автоматическое наведение поворотных камер и сопровождение целей поворотными камерами;
  • распознавание ситуаций нарушения правил дорожного движения с функциями распознавания государственного номера;
  • распознавание лиц;
  • распознавание текстов;
  • эффективное сжатие изображений;
  • возможности обработки стереоизображени.
Сегодня IP-камеры с интеллектуальными функциями востребованы практически во всех отраслях. Рынок неинтеллектуального видеонаблюдения сведется к работе на объектах типа "пустой склад", на которых ничего не происходит.

Широкое применение интеллектуальных функций в IP-камерах начнется после одновременного устранения таких сдерживающих факторов, как отсутствие необходимой элементной базы (например, высокопроизводительных процессоров, имеющих низкое потребление) и высокоэффективных алгоритмов, позволяющих реализо-вывать функции интеллектуальной обработки изображений (в том числе стереоизображений), а также алгоритмов синхронной обработки видеоизображений и звуковых потоков.

Наиболее эффективной станет обработка видео в каждой IP-камере. На практике произойдет постепенный перенос интеллектуальных функций из серверов распознавания в такие камеры. При этом еще долгое время на рынке будут присутствовать комбинированные системы, в которых предобработка изображения и сжатие будут выполняться на интеллектуальных IP-камерах, а окончательный анализ, архивирование изображений, взаимодействие с базами данных и геоинформационными системами - в серверах распознавания.

Е.П. Стивакин
Специалист по CCTV и FO ЗАО "КОМПАНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬ"

Сейчас в мире осуществляется очень много видеозаписей с целью наблюдения или поиска. Появилось новое течение- интеллектуальное видео. Для выполнения таких требований новейшие сетевые камеры оснащаются функцией обнаружения движения и обработки тревог. Телекамера сама принимает решение, когда посылать видеоизображение, с какой частотой смены кадров и разрешающей способностью, когда выдать сигнал конкретному оператору с целью наблюдения и/или реакции. Кроме того, сетевые камеры оснащаются и интеллектуальными алгоритмами: распознавание номерных знаков, подсчет количества людей и т.п.

Интеллектуальная обработка видеосигнала в IP-камерах позволяет учитывать уровень освещенности и окружающих условий, таких как снег, дождь, облака, что существенно снижает степень срабатывания ложных тревог. Усовершенствованные функциональные возможности включают в себя встроенный мониторинг несанкционированного вскрытия видеокамеры, ее закрытие, маскирование, затемнение, расфокусировку и смену местоположения.

Сейчас, как правило, интеллектуальная система анализа видеоданных представляет собой алгоритм, обнаруживающий определенные свойства и особенности поведения объектов на участке, наблюдение за которым ведется при помощи видеокамеры, и на основании этих данных и их сравнения с определенными заранее критериями формирует сигнал тревоги.

Этот весьма сложный алгоритм прост в настройке, он дает возможность:
  • обнаружить объекты, которые входят в зону наблюдения, покидают ее или находятся в ней;
  • установить для обнаружения бездействующих объектов глобальную задержку;
  • выделить статические объекты и обнаружить их исчезновение;
  • отследить объект по траектории его движения, которая может отображаться на видео;
  • стабилизировать изображение, что позволяет избежать эффекта "дрожания", возникающего в результате раскачивания видеоисточников (камеры на столбах);
  • осуществлять автотрекинг объекта.
При использовании интеллектуальной системы анализа основными актуальными функциями являются активация и изменение параметров записи по событию, которая позволяет впоследствии выполнять поиск в записанном материале с использованием этого алгоритма. То есть движущиеся объекты обнаруживаются на основании особенностей их поведения и свойств, размера или цвета.

Актуальным моментом является минимизация передаваемых потоков при использовании анализа видео, так как для IP-видео проблема сохранения высокого качества изображения на "узких" каналах всегда стояла весьма остро. Поэтому производители стремятся внедрять все более новые и совершенные алгоритмы сжатия видео -MPEG4 или Н.264. Современные IP-камеры и IP-видеосерверы, использующие наиболее передовые решения в области компрессии видеосигнала, могут быть с уверенностью рекомендованы для работы в составе существующих IP-сетей -там, где выделение значительных сетевых ресурсов, как правило, невозможно.

Сегодня большое внимание интеллектуальным функциям IP-камер уделяется на объектах, где необходимы распознавание номеров автомобилей, мониторингтрафика движения на автомагистралях, выделение статических объектов и обнаружение их исчезновения (в аэропортах, местах массового скопления людей, на заводах, складах и т.д).

Сдерживающим фактором на сегодняшний день является недостаточная мощность встраиваемых в IP-камеры процессоров для полноценной реализации интеллектуальных функций. К тому же эти процессоры дороги, что объясняет высокую стоимость камер.

Наличие интеллектуальных функций на уровне камеры предоставляет намного больше продуктивных и эффективных решений, чем можно было достичь с помощью DVR или другой централизованной системы. Сетевая камера решает также другую возникающую проблему -нехватку вычислительных мощностей для анализа в режиме реального времени большого количества каналов. IP-камеры создаются на основе целевого аппаратного обеспечения высокой степени интеграции, которое прекрасно выполняет задачи анализа изображения и, тем самым, позволяет устанавливать крупные интеллектуальные видеосистемы. 

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2008
Посещений: 8235

В рубрику "IP-security" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций