Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Тестирование видеодетекторов цифровых систем видеонаблюдения

В рубрику "В центре внимания. Тесты " | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Тестирование видеодетекторов цифровых систем видеонаблюдения

Видеодетектор является неотъемлемой частью любого современного видеорегистратора. Принцип действия детектора заключается в распознавании по видеосигналу динамических объектов. Как правило, в неспециализированных системах детекторы не обладают "интеллектом" и срабатывают на любое движение в кадре.

Основные характеристики детектора - это его устойчивость к ошибкам первого и второго порядка. Ошибки второго порядка (пропуск движущегося объекта) характеризуются пространственной чувствительностью, то есть минимальным движением, на которое детектор среагирует, и динамической чувствительностью, то есть минимальной необходимой для срабатывания скоростью движения объекта. Ошибки первого порядка (ложные срабатывания) - фактор, который делает видеодетекторы в большинстве установленных цифровых систем видеонаблюдения неэффективными. Возможности системы по устранению ложных срабатываний - важный показатель качества видеодетектора.

Как правило, видеодетекторы имеют в своем арсенале набор различных настроек для минимизации ошибок. В их числе регулировка чувствительности и контрастности, минимальные и максимальные размеры объектов, специализированные настройки для предотвращения ложных срабатываний. Системы поставляются с определенными усредненными настройками "по умолчанию" (заводскими). Опыт показывает, что большая часть установленных систем видеонаблюдения работает именно с настройками видеодетектора "по умолчанию". Далеко не каждый инсталлятор или пользователь будет тратить время (и значительное) на юстировку детектора и выбор оптимального режима детектора. Поскольку данная статья ориентирована именно на среднестатистического пользователя, представляется вполне логичным основную массу тестов провести именно с настройками "по умолчанию". Специалист, желающий более глубоко изучить все возможности видеодетекторов, может использовать приведенные данные как отправную точку в своих собственных исследованиях. Тем не менее в материале рассмотрены некоторые специализированные функции видеодетекторов движения.

В данном тестировании мы поставили своей целью изучить характеристики видеодетекторов наиболее популярных неспециализированных цифровых систем видеонаблюдения. Исследование имеет эмпирический характер и не претендует на объективность. Все тесты производились путем подачи на видеовход системы стандартных видеороликов с определенной тестовой записью. В трех роликах записано несколько стандартных типовых ситуаций, чаще всего встречающихся на "реальных" объектах:

  • движение человека по коридору вдоль вектора наблюдения видеокамеры (скорость движения около 1 м/с, освещенность около 500 лк);
  • движение объектов по небольшой уличной территории на разных расстояниях с помехами в виде колыхания веток и листьев деревьев (освещенность около 10 000 лк);
  • большое уличное пространство с элементами проезжей части, автостоянки, перекрестка и пешеходных переходов (освещенность около 10 000 лк);

Для тестирования все системы приводились к следующим условиям: 1 видеоканал, 25 кадр/с на канал, разрешение 720х288.

Система Videonet давно и уверенно занимает большую часть рынка цифровых систем видеонаблюдения и постоянно совершенствуется. К основным ее достоинствам (по материалам предыдущих исследований) можно отнести высокое качество видеоизображения (кодек сжатия DV-Pack), не менее высокую скорость видеообработки (платы видеоввода собственной разработки), а также гибкость и настраиваемость программного обеспечения.

В основу детектора движения системы VideoNet положен механизм предустановок, используемый для загрузки необходимых настроек детектора во временной или ситуативной зависимости, например день/ночь или рабочее/нерабочее время. Маскирование области детекции происходит путем произвольного расположения на видеоизображении номерных зон детекции общим числом до 999. По каждой зоне доступны свои индивидуальные настройки детектора. Реакция системы на отработку детектора также может настраиваться отдельно для каждой зоны.

Доступны такие настройки, как стандартные регулировки чувствительности детектора, контрастности и минимального размера объекта, а также функции фильтрации: максимальное и минимальное соотношение сторон и максимальный размер детектируемого объекта.

Работа детектора визуализируется путем выделения красными прямоугольниками области видеоизображения, где обнаружено движение.

  1. Чувствительность видеодетектора движения (ролик № 1)

    При настройках "по умолчанию" видеодетектор обнаружил объект на расстоянии 11 м, когда тот занимал примерно 2% площади видеокадра.

  2. Помехоустойчивость видеодетекторов (ролик № 2)

    На типовом видеоизображении уличного дворика при настройках "по умолчанию" детектор уверенно обнаруживал движущегося человека на расстоянии 23-25 м, занимающего 1,5-2% площади кадра, и не замечал разгружающих грузовик людей на расстоянии около 40 м, изображения которых занимало порядка 0,5% общей площади изображения. Ложных срабатываний на ветки деревьев, занимающих примерно 3% общей площади изображения, не наблюдалось. Путем регулировки чувствительности и контрастности удалось добиться детектирования людей, но при этом стали появляться ложные срабатывания от веток деревьев.

  3. Сводный тест отработки различных движущихся объектов (ролик № 3)

    На сумбурной картинке отрезка проезжей части и стоянки с пешеходами видеодетектор с настройками "по умолчанию" обнаруживал сиреневый джип на расстоянии примерно 30 м и размером 2% площади кадра. На перекрестке (примерно 80 м) объекты размером 0,25-0,5% общей площади изображения детектировались с переменным успехом в зависимости от контрастности. Пешеходы, переходящие перекресток, не детектировались. Увеличение чувствительности позволило обнаружить все автомобили и пешеходов, пересекающих перекресток, но при этом добавились ложные срабатывания от веток деревьев и облаков выхлопных газов. К специфическим функциям системы VideoNet относится возможность фильтрации детектируемых объектов по геометрии их границ. Исследования показали, что настройка минимального соотношения сторон 4х10 позволила детектировать только проезжающие автомобили и при этом игнорировать все остальное. Следует еще отметить, что все тревоги детектора движения записываются в журнал событий с указанием номера камеры, зоны и времени, из которого сразу же можно перейти на определенный видеофрагмент в архиве.

Благодарим компанию "Росси СП" за предоставленную для тестирования систему VideoNet.

Цифровая система видеонаблюдения Trassir одной из первых появилась на российском рынке ЦСВН с аппаратным сжатием среднего ценового диапазона. В линейке Trassir имеются недорогие решения на платах с программным сжатием. Высокие потребительские свойства Trassir вкупе с активной маркетинговой политикой позволяют системе занимать достойное место на рынке средств безопасности.

К основным установкам видеодетектора движения системы Trassir относятся: регулировка чувствительности, настройка маски и зон детектирования, фильтры по размерам объекта. Маска представляет собой неограниченное количество прямоугольных зон произвольного размера; можно изменять цвет маски и отображать или нет маску на видеоизображении. В настройках детектора можно указать, какое движение детектировать: быстрое или медленное. Отображать движущиеся объекты можно цветной сеткой. Настройки чувствительности и фильтра по размеру объекта едины для всех зон одного видеоканала. Есть возможность задать время сброса детектора, в течение которого детектор не реагирует на движение в кадре после срабатывания.

  1. Чувствительность видеодетектора движения (ролик № 1)

    Приближающийся объект был обнаружен видеодетектором с настройкой "медленное движение" на расстоянии 8 м (около 3% площади кадра), установка "быстрое движение" дала возможность распознавать движение объекта на расстоянии 16 м (1,5% кадра).

  2. Помехоустойчивость видеодетекторов (ролик № 2)

    При установке "медленное движение" детектор реагирует практически на все изменения в кадре, включая людей на расстоянии до 40 м (0,5% площади кадра) и листву деревьев (3% площади кадра). При настройке "быстрое движение" диапазон реагирования сузился до перемещающегося человека (20-25 м, 1,5-2% общей площади изображения), ложные срабатывания на ветки деревьев прекратились.

  3. Сводный тест отработки различных движущихся объектов (ролик № 3).

    При использовании настроек "по умолчанию" детектор распознал девушку, пересекающую проезжую часть, на расстоянии 25 м (1% площади изображения), и автомобиль (около 40 м, 1,5% изображения). Установка "медленное движение" позволила детектировать автомобили и пешеходов на перекрестке (80 м, 0,25-0,5% изображения), но появились ложные срабатывания от облаков выхлопных газов (примерно 0,5% площади изображения).

Видеодетектор Trassir имеет уникальную возможность разделять регистрируемые движения на быстрые и медленные. Используя эту функцию, можно настроить детектор таким образом, чтобы он распознавал объекты, двигающиеся с определенной скоростью, и не реагировал на более медленные. Также в системе Trassir имеется функция "детектора оставленных предметов", позволяющая отслеживать статический кадр и детектировать появившиеся или пропавшие объекты. Регулировки чувствительности и размера объектов распространяются на этот детектор из настроек детектора движения. Детектор оставленных предметов Trassir был про-верен на типовом офисном видеоизображении, тестирование с добавлением в обстановку, например, портфеля доказало работоспособность данной функции.

Благодарим компанию DSSL за предоставленную систему Trassir.

Программно-аппаратный комплекс Avialle по праву считается преемником цифровой системы видеонаблюдения Sivineya. В линейке Avialle есть решения классов "Стандарт" и "Эконом", поставляемые с ПО Avialle и отличающиеся только платами видеоввода. Высокие показатели качества видеоизображения и скорости видеоввода вкупе с весьма демократичной стоимостью позволили системе Avialle занять большую долю рынка цифровых видеорегистраторов.

Маскирование в системе Avialle происходит путем выделения на видеоизображении восьми прямоугольных зон произвольного размера. Для каждой камеры доступна только одна маска детектора движения. Различные регулировки детектора едины для всех зон одной камеры, индивидуальная настройка каждой зоны невозможна. Имеются стандартные установки: регулировка максимального размера детектируемого объекта и настройка чувствительности видеодетектора. Возможна визуализация работы детектора путем обрисовки по контуру и/или сеткой движущихся объектов. Есть счетчик тревог (на кнопке в верхнем правом углу окна камеры отображается количество сработок детектора).

  1. Чувствительность видеодетектора движения (ролик № 1)

    Видеодетектор системы Avialle с настройками "по умолчанию" обнаружил на типовом видеоролике приближающегося человека на расстоянии 9 м, когда тот занимал примерно 3% площади видеокадра.

  2. Помехоустойчивость видеодетекторов (ролик № 2)

    При настройках "по умолчанию" ложные срабатывания не наблюдались, изображение движущегося человека детектировалось примерно с 20 м (примерно 2% общей площади изображения). Повышение чувствительности с целью обнаружения более удаленных движущихся объектов приводило к появлению большого количества ложных срабатываний из-за веток деревьев и листвы на тротуаре.

  3. Сводный тест отработки различных движущихся объектов (ролик № 3)

    Удаляющийся автомобиль детектировался вплоть до 30 м (2% площади кадра), пешеход женского пола, пересекший дорогу на расстоянии примерно 25 м (1% площади кадра), тоже был обнаружен детектором. Автомобили и пешеходы на перекрестке (примерно 80 м) оставались незамеченными.

Цифровая система видеонаблюдения Avialle имеет несколько оригинальных функций видеодетектора движения. "Регулировка глубины фильтра детекции" позволяет фильтровать ложные срабатывания путем отслеживания времени изменений в кадре, то есть срабатывание вызывается лишь тем движением, которое длилось дольше указанного пользователем. Это позволило, например, отфильтровать колебания веток деревьев в процессе тестирования. Еще одна интересная функция - "детектор оставленных предметов" - позволяет отслеживать появление в статическом кадре объектов, которых ранее там не было. Для настройки этого детектора следует задать минимальный размер детектируемого объекта и задержку срабатывания - период времени, по прошествии которого система будет проверять наличие изменений в кадре. При тестировании эффективность детектора была проверена следующим образом. На типовом офисном видеоизображении был сделан "эталонный кадр", после чего в экспозицию была добавлена сумка (занимавшая около 1% площади кадра). Через заданный промежуток времени система выделила сумку контуром, сообщив, что ранее здесь этого предмета не было.

Благодарим компанию "Навиком" за предоставленную систему Avialle

Система Intellect за прошедший год приобрела огромную популярность на рынке цифрового видеонаблюдения, что было достигнуто за счет высокой надежности аппаратной и программной платформы, модульной структуры, расширенных сетевых возможностей, интеграции с большим количеством сторонних продуктов охранно-пожарной сигнализации и контроля доступа. Также сыграло свою роль наличие нескольких дополнительных функций: работа с кассовыми терминалами, с IP-камерами (сетевыми камерами), распознавание лиц и т.д.

Детектор движения поддерживает работу одновременно с несколькими масками, которые могут быть поставлены под охрану или сняты с охраны оператором или автоматически. Также можно задавать зоны, постоянно находящиеся под охраной. Отрисовка зоны произвольная, настройки контрастности и размера детектируемого объекта индивидуальны для каждой зоны. Визуализация работы детектора возможна путем выделения контуром движущегося объекта. Есть функция отслеживания закрытия/засветки видеокамеры с настройкой порогового значения засветки в процентах. Доступны функции "отката", "дозаписи" и "горячей записи", изменения скорости обработки по камере за счет камер, не регистрирующих движения в кадре.

  1. Чувствительность видеодетектора движения (ролик № 1)

    Приближающегося человека видеодетектор обнаружил на расстоянии 9 м, когда тот занимал примерно 3% площади видеокадра (испытания настройки детектора "по умолчанию").

  2. Помехоустойчивость видеодетекторов (ролик № 2)

    При настройках "по умолчанию" на типовой уличной сцене детектор распознавал движущегося человека на расстоянии 25 м, когда тот занимал 1,5% площади кадра. Ложные срабатывания из-за веток деревьев не происходили. Объекты на расстоянии 40 м распознавались при повышении чувствительности, но при этом появлялись ложные срабатывания.

  3. Сводный тест отработки различных движущихся объектов (ролик № 3)

    На перекрестке (около 80 м) детектировались автомобили (около 0,5% площади видеокадра) темного цвета, контрастные по отношению к фону. Светлые автомобили проезжали незамеченными. В пределах 30 м распознавалось движение большого джипа (2% площади кадра) и пешехода (25 м, 1% площади кадра).

Особенностями видеодетектора системы Intellect являются возможность одновременной работы с несколькими масками зон детектирования, функция снятия/взятия зон на охрану оператором в любой их совокупности, а также ведение лог-файла тревог с указанием конкретной зоны, где произошло срабатывание.

Благодарим компанию ITV за предоставленную систему Intellect.

Система Ewclid в ее современном виде появилась на рынке относительно недавно. Разработчики делают большой упор на аппаратную составляющую системы и производят большое количество различных модификаций модулей видео- и аудиоввода, а также сигнальных плат. Программное обеспечение построено по модульному принципу и имеет многоуровневую структуру.

Настройки детектора движения в системе Ewclid ограничены регулировкой чувствительности в диапазоне от 0 (детектор выключен) до 127. Также можно установить минимальные ширину и высоту объекта в процентах от всего изображения. Зоны детектирования имеют прямоугольную форму любых размеров, максимальное количество зон 16, настройки могут быть индивидуальны для каждой зоны. Визуализация работы детектора происходит путем выделения на изображении движущихся объектов прямоугольниками красного цвета.

  1. Чувствительность видеодетектора движения (ролик № 1)

    Детектором с настройками "по умолчанию" приближающийся объект был обнаружен на расстоянии 6 м, когда он занимал 4% площади кадра.

  2. Помехоустойчивость видеодетекторов (ролик № 2)

    На колебания веток деревьев (примерно 3% площади кадра) и перемещение листвы по тротуару детектор не реагировал. Движущийся человек распознан детектором на расстоянии 5 м (5% площади кадра).

  3. Сводный тест отработки различных движущихся объектов (ролик № 3)

    Детектор сопровождал автомобиль на дистанции до 10 м (примерно 4% площади кадра), далее детекция прекратилась. Пешеход на расстоянии 25 м (1% площади кадра) проскочил незамеченным. Усиление чувствительности привело к обнаружению пешехода, увеличению дистанции обнаружения автомобиля до 40 м и появлению ложных срабатываний от облаков выхлопных газов. Объекты на перекрестке (100 м) не детектировались.

Специфичными особенностями видеодетектора Ewclid является возможность снятия/постановки зон на охрану и механизм подтверждения оператором принятия тревоги детектора движения.

Благодарим компанию "КомКом" за предоставленную систему Ewclid.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2004
Посещений: 11532

В рубрику "В центре внимания. Тесты " | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций