В презентации рассказается о последних аппаратных и программных разработках ООО "Синезис" и ООО "Агрегатор" в области интеллектуальных систем видеомониторинга. Предлагаемые устройства позволяют автоматически детектировать, сопровождать и распознавать объекты в поле зрения телекамеры. Технология может быть использована для решения таких задач как охрана стратегических объектов (в том числе протяженных), общественных мест, жилых зданий в рамках программы «Безопасный город». По материалам доклада на III всероссийской научно-практической конференции «Территориально-распределенные системы охраны»

1. г. Калининград 30 марта – 01 апреля 2010
III всероссийская научно-практическая конференция
«Территориально-распределенные системы охраны»
Аппаратная видеоаналитика для
охраны стратегических объектов
Птицын Н.В. - «Синезис» Чижов А.С. - «Агрегатор»

2. Проблематика видеонаблюдения:
цель - повышение эффективности
Качество
распознавания
нарушений
1. вероятность
правильной
классификации цели
2. оперативность
(время реакции)
3. документирование
происшествия

3. Проблематика видеонаблюдения:
цель - повышение эффективности
Распределенная
инфраструктура
1. Интегральный
анализ данных на
множестве точек
2. Расстановка
приоритетов
3. Адекватная
реакция при
распределенном
вторжении

4. Проблематика видеонаблюдения:
цель - повышение эффективности
Продуктивность
персонала
Уменьшить:
1. Время решения
типовых задач
2. Психофизическую
нагрузку
3. Субъективизм
анализа данных

5. Проблематика видеонаблюдения:
цель - повышение эффективности
Снижение полной
стоимости владения
• Развертывание
• Обслуживание
• Обучение
• Затраты на передачу
и хранение данных
• Обновление
(защита инвестиций)

6. Что такое видеоаналитика?
X, Y, Z

7. Функции видеоаналитики
1. Формирование сигнала оперативной
тревоги в реальном масштабе времени
– Автоматическое назначение приоритетов
2. Автоматическое наведение PTZ-камеры
3. Индексирование видеоархива для
быстрого поиска во время расследования
4. Снижение нагрузки на каналы связи и
память видеорегистраторов
5. Контроль работоспособности
системы видеонаблюдения

8. Встроенная видеоаналитика
ЗОНА №5
СКЛАД
ВИДЕО
ПРАВИЛА
ИНДЕКС
СОБЫТИЙ
МЕТАДАННЫЕ СОБЫТИЙ

9. Архитектурные отличия
серверной и встроенной аналитики
ПЕРЕГРУЗКА
камера или система управления
Серверная энкодер
поток сжатого
или видеорегистратор
реализация кодеки видео и аудио видео-
анализ
камера или система управления
энкодер или видеорегистратор
метаданные
Встроенная видео-
анализ
реализация кодеки видео и аудио

10. Источники сигнала для видеоаналитики
Сетевая камера
1. Обычные Axis 211A
(аналоговые)
камеры PAL/NTSC
2. Сетевые камеры
стандартной и высокой Тепловизор Титан-14
четкости (HD) в том числе
купольного типа
3. Тепловизоры

11. Периметральный детектор

12. Детектор преодоления барьеров и
перебрасывания предметов

13. Видеоаналитика жилого сектора

14. Движение в запретной зоне
или запретном направлении

15. Детектор бега

16. Детектор остановки/праздношатания

17. Детектор оставленных предметов

18. Сопровождение людей в группе

19. Сервисные детекторы
Активная тамперинг-сигнализация
в случая саботажа или поломки:
• Потеря сигнала
• Заграждение камеры
• Расфокусировка
• Засветка или затемнение
• Загрязнение объектива
• Поломка
автоэкспозиции
• Отключение
подсветки

20. После срабатывания детекторов…
1. Наведение
PTZ-камеры
2. Сигнал через
«сухой контакт»
3. Вкл. аналогового выхода
– монитор или регистратор
4. Сообщение по IP-сети
– iTV, Milestone, ONVIF DVR
5. Записать видео в
максимальном качестве

21. Цифровая стабилизация изображения
• Колебания от ветра и техногенных вибраций
• Антишейкер важен для работы детекторов
• Сложно отличить собственное движение
камеры от движения фона и крупных объектов

22. Подзадачи видеоаналитики
Детектирование
Сопровождение
Распознавание

23. Детектирование в реальных
условиях видеонаблюдения

24. Моделирование динамических текстур
ФОН ОБЪЕКТ ПРИЗНАКИ ХААР
• 4D-пирамида
• «Вероятностное
облако» признаков
• α-канал (маска) по
каждому объекту

25. Подсистемы сопровождения
различной сложности
1 2 3
Стерильная зона Слабоактивная зона Оживленное место
Редкое Периодическое Плотный поток
появление людей появление людей людей
военный объект, подъезд жилого метро, аэровокзал,
граница гос.-ва, дома, АЗС, парковка, железнодорожный
нефтепровод, коттеджный поселок вокзал, торговый
садовый участок центр, стадион

26. Сопровождение людей в группе
• «Облако признаков»
каждого объекта
• Z-буфер для
отслеживания
перекрытий объектов
• Сопровождение
объектов после
встречи и временного
исчезнования

27. Распознавание нарушения периметра
при помощи сигнальных линий
Неограниченное
количество
сигнальных
линий
В метаданные
включается
номер линии:
1-ый рубеж,
2-ой рубеж и т.д.
Направление
задается
стрелкой
Возможно
детектирование
в обоих
направлениях

28. Распознавание поведения
при помощи зоны правил
Вход в зону
Выход из зоны
Остановка:
пребывание
свыше
заданного
времени
Бег:
движение
со скоростью
выше
заданной
Перемещение
в заданном
направлении

29. Метаданные видеоаналитики
1. Тип события, дата и время
2. Номер зоны или номер сигнальной линии
3. 2D признаки объекта:
– Координаты, габариты, площадь, скорость,
контрастность
4. Реальные 3D признаки объекта
– вычисляются из 2D признаков на основе
калибровочных данных
5. Изображение JPEG с аннотацией объектов
и траекториями движения

30. Простая калибровка видеоаналитики
1. Живое видео или
статический кадр
2. Две фигуры
задают масштаб и
угол наклона камеры
3. Зона сопровождения
и роза чувствительности
Преобразование координат
2D > 3D

31. Параметры видеоаналитики
1. Сервисные детекторы 1
2. Антишейкер (стабилизатор)
3. Трекер объектов
2
1. Контрастная чувствительность 3
2. Пространственная
чувствительность
4
3. Время стабилизации сцены
4. Фильтр объектов
1. Максимальная скорость
2. Мин. и макс. площадь

32. Методика и результаты
тестирования видеоаналитики

33. Открытые методики и программы
тестирования видеоаналитики
Организация Название теста
Министерство внутренних дел • Imagery library for intelligent
(Home Office) Великобритании detection systems (i-LIDS)
Национальный институт стандартов • AVSS 2009 Multi-Camera Tracking
и технологии (NIST), США Challenge (видео i-LIDS)
• Face Recognition Vendor Test
(FRVT)
Институт инженеров по • Performance Evaluation of Tracking
электротехнике и and Surveillance (PETS)
радиоэлектронике (IEEE), США • International Workshop on
Performance Evaluation of Tracking
and Surveillance
• International Conference on
Advanced Video and Signal Based
Surveillance

34. Методика тестирования
видеоаналитики «Синезис»
1. Тестирование на наборе i-LIDS
сценария «Стерильная зона»
– открытый и закрытый набор тестирования
– свыше 400 уникальный объектов и нарушений
– свыше 500 помех различного типа
2. Боевая эксплуатация системы
– на объектах «Синезис» и у партнеров
3. Оценка эффективности
по методологии ЗАО «Амулет»
– имитационное моделирование угроз в 3D

35. Показатели точности для сценария
«Проникновение в стерильную зону»
38 часов, PAL (720 x 576 x 25 кадров/с), M-JPEG, 40 Мбит/c
Число истинноположительных срабатываний (нет ошибки): a = 432
Число ложноположительный срабатываний (ошибка I рода): b = 2
Число ложноотрицательных срабатываний (ошибка II рода): с = 0
Весовой Чувстви- Взвешенное
Специфичность
параметр тельность среднее
������ + 1 ������������
Формула ������ ������ = ������/ ������ + ������ ������ = ������/ ������ + ������ ������1 =
������ + ������������
Оперативная
0.65 1.00 1.00 1.00
тревога
Запись
75.00 1.00 1.00 1.00
событий

36. Типы объектов и дальность действия
Типы объектов Дальность действия
Люди
(бегом, шагом, до 45 метров
ползком, кувырком)
Автотранспорт
(легковой, грузовой, до 100 метров
специальный)

37. Разрешающая способность и ширина
контролируемого пространства
7-12 m
12-23 m
27-37 m

38. Время реакции (распознавания)
• При хорошо заметном движении
(движении шагом или бегом)
–не более 2 секунд
• При медленном движении
–до 8 секунд

39. Причины пропуска нарушений
(обычные детекторы движения)
• Изменчивость внешней среды снижает
чувствительность обучаемого детектора
АЛГОРИТМЫ «СИНЕЗИС» МОДЕЛИРУЮТ ФОН КАК ДИНАМИЧЕСКУЮ ТЕКСТУРУ
ДЕТЕКТОР СОХРАНЯЕТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ИНОРОДНЫМ ОБЪЕКТАМ

40. Причины ложных срабатываний
в стерильной зоне
1. Неравномерное изменение освещения
– Движения теней от облаков
– Движение теней от качающихся деревьев
2. Дрожание камеры
3. Животные, птицы и насекомые
4. Повторное срабатывание детектора
– Разрыв траектории трекера считается ошибкой
5. Помехи, искажение видеосигнала
6. Осадки: cнежная пурга, дождь, туман

41. Причины ложных срабатываний
(простые детекторы движения)
НАСЕКОМОЕ ПТИЦА ЖИВОТНОЕ
РЕЗКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ
ОСВЕЩЕНИЯ ОТ
ОБЛАКОВ
АЛГОРИТМЫ «СИНЕЗИС» ПРАВИЛЬНО КЛАССИФИЦИРУЕТ ДАННЫЕ ПРИМЕРЫ

42. Сопровождения на фоне
подвижный теней деревьев

43. Оценка эффективности
по методологии ЗАО «Амулет»
• 3D-моделирование
– объекта и местности
– зон действия камер и
дополнительных датчиков
– точечных угроз в
РЕАЛЬНЫЙ ОБЕКТ
пространстве и времени
• Точные вероятностные
характеристики при
различных условиях
– день/ночь, туман, снег…
• Видеопрезентация 3D-МОДЕЛЬ

44. Публикации о методике испытаний
1. Статьи в журнале
«Системы
безопасности»
2. Публикации
организаторов
текстов
видеоаналитики
3. Публикации
«Амулет»

45. Аппаратно-программные решения
Многофункциональные видеосервера и камеры
со встроенной видеоаналитикой «Синезис»

46. Однокристальная реализация:
многоядерная система до 8,000 MIPS
Операционная Видеофильтры
система Linux
Видео-
Сжатие HD аналитика
H.264 и
MJPEG
1080p

47. Двухканальный видеосервер
ГИБРИДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ:
• Управляемые выходы IP + АНАЛОГ
– аналоговые (BNC)
– цифровые/IP (RJ-45)
• Сжатие H.264 и MJPEG
• Встроенная аналитика
– видео, аудио
• Низкое энергопотребление
• Гарантированное питание
• - 40:...+50: С
• Грозозащита
http://magicbox.agrg.ru/
4/12/2010 48

48. Видеопроцессорный модуль
и интерфейсная плата

49. Интерфейсы MagicBox
AUDIO OUT
LAN USB I/O
RESET AUDIO IN
POWER BATTERY

50. Двойной уровень мониторинга
ВИДЕОАНАЛИТИКА MAGIC BOX (ДАЛЬНИЙ РУБЕЖ)
+ РАДИОВОЛНОВОЙ ДЕТЕКТОР (БЛИЖНИЙ РУБЕЖ)
Радиоволновой дететор
Видеосервер
НПЦ "Омега-микродизайн"
MagicBox
Международный форум «Технологии безопасности» 2010

51. Телекамера HD с аналитикой

52. Сжатие видео MJPEG и H.264
40
H.264 MJPEG
ПОТОК ДАННЫХ, МЕГАБИТ/C
HD 1080i 2.3 34.1
35
HD 720p 1.8 19.6
30
D1 480p 1.5 3.4
25
20 H.264
MJPEG
15
10
5
0
HD 1080i HD 720p D1 480p
ЧИСЛО СТРОК (РАЗРЕШЕНИЕ)

53. Поддержка стандарта
• Основан компаниями Axis, Bosch и Sony
• Является некоммерческим и открытым
– Более 100 компаний на начало 2010 года
– Российские: iTV, Синезис, Агрегатор, БайтЭрг
• Определяет протоколы взаимодействия
– Передатчики: IP-камеры, видеосервера
– Приемники: видеорегистраторы и системы
управления, АРМ сотрудников безопасности

54. Международный форум
• Конфигурирование сетевого интерфейса
• Обнаружение устройств (WS-Discovery)
• Управление профилями работы камеры
• Настройка поточной передачи медиа-данных
(H.264, MJPEG, аудио)
• Видеоаналитика и обработка событий
• Управление приводом PTZ
• Защита (управление доступом, шифрование)

55. Сценарии применения
многофункционального
видеосервера MagicBox

56. Многофункциональный узел в
периметральной системе
Комплексное решение:
1. Автоматический
видеомониторинг
2. Автоматическое
наведение PTZ-камеры
3. Интеграция с другими
типами датчиков
4. Управление освещением
5. Вызывная панель MB
6. Гарантированное питание
(АКБ)

57. Детектирование целей
на сложном ландшафте

58. Стратегическая инфраструктура

59. Интеллектуализация аналоговой
системы охранного телевидения
• Установка без замены кабеля, камер и DVR
• Увеличение времени хранения видео на 200%
• Автоматич. формирование сигнала тревоги
• Умный поиск по видеоархиву
• Подключение к цифровой системе по ONVIF

60. Местная видеозапись на устройстве
• Съемный видеоархив
– Жесткий диск или флеш-память через USB
• По каждому событию создается видеофайл
• Можно проиграть на любом ПК

61. Особенности видеоаналитики
1. Многомасштабные динамические текстуры
2. Видеоаналитика сертифицирована на
сложном наборе видеосюжетов
3. Встроенная (несерверная) реализация
– лучше масштабируемость
– выше точность распознавания
4. Совместимость по стандарту ONVIF
5. Возможность быстрой адаптации и
системной интеграции

62. Примеры адаптации
1. Поддержка закрытых протоколов
2. Шифрование по ГОСТ 28147-89
3. Титрование на основе внешних датчиков
4. Специальный алгоритм сжатия (H.264 SVC)
5. Специализированная видеоаналитика
для нужд пограничной службы

63. Наши задачи на 2010-2012 гг.
Многокамерное сопровождение людей

64. Проблема: перекрытия объектов и
отсутствие точных координаты в 3D
Однокамерная Многокамерная
видеоаналитика видеоаналитика
B
A
A
C

65. Сценарий
многокамерного сопровождения i-LIDS
2 3 4

66. Видеоаналитика + 3D-моделирование
3D-модель здания и
зон действия камер
Камера 1
12/04/2010 www.synesis.ru Камера 267

67. СОХРАНЕНИЕ ИД. НОМЕРА ЧЕЛОВЕКА ПРИ
СОПРОВОЖДЕНИИ ОТ КАМЕРЫ К КАМЕРЕ
12/04/2010 68

68. Восстановление траектории по
видеоданным нескольких камер

69. Вопросы и ответы
1. Многомасштабные динамические текстуры
2. Видеоаналитика сертифицирована на
сложном наборе видеосюжетов
3. Встроенная (несерверная) реализация
– лучше масштабируемость
– выше точность распознавания
4. Совместимость по стандарту ONVIF
5. Возможность быстрой адаптации и
системной интеграции

70. Контактная информация
ООО «Синезис» ООО «Агрегатор»
119019, г. Москва, г. Москва,
Гоголевский бульвар, Проспект Мира 102
д. 2/18/1, стр. 1
(495) 660-77-47 (495) 988-91-16
http://synesis.ru/ http://agrg.ru/
Николай Птицын Александр Чижов
np@synesis.ru agrg@agrg.ru
+7 (916) 978-84-29 +7 (916) 9034646