Умные камеры как элемент общественной безопасности

На прошедшей конференции ITSF 2018 в Казани нам удалось пообщаться с экспертами компании «ICL Системные технологии», которые рассказали о планах создать центр компетенций по системам интеллектуального видеонаблюдения совместно с китайской компанией Hikvision. Технологии искусственного интеллекта используются для сложных задач видеоаналитики, апробированные этим производителем (Hikvision) в Китае, позволяют использовать умные камеры для решения самых разных задач общественной безопасности и бизнеса.

1. Введение
2. Искусственный интеллект для видеоаналитики
3. Область применения умных камер и видеоаналитики
4. Выводы

Введение

Применение технологий искусственного интеллекта в различных отраслях науки и техники, внедрение его в повседневную жизнь значительно упростило задачи безопасности. Скорость обработки данных, извлечение важной информации, идентификации людей и почти любых объектов, детектирование поведения объектов позволяют быстро реагировать на возможные нарушения и инциденты, что сокращает затраты и обеспечивает эффективность систем безопасности.

Искусственный интеллект будет полезен там, где он может решить задачу лучше и быстрей, чем человек. В видеонаблюдении таких задач немало. Например, при обработке параллельного изображения, передаваемого с нескольких камер, оператор может упустить важный момент, а общие объемы информации необъятны для человека. Здесь на помощь приходит видеоаналитика, задачей которой является составление метаданных, описывающих объект, выявление значимых событий, детектирование отклонений в поведении объекта наблюдения в видеопотоке для дальнейшего реагирования на них заранее определенным способом. А объединение таких систем в сеть позволит получать информацию о перемещении объекта даже без его идентификации.

Искусственный интеллект для видеоаналитики

Видеоаналитика может быть как программной, где данные обрабатываются на регистраторе или сервере, так и аппаратной — обработку выполняет процессор, встроенный в камеру. Такие камеры называют smart — то есть умные.

Есть несколько методов обработки информации:

1. Методы обработки изображений, основанные на сравнении пикселей — используются в детекторах движения, детекторах оставленных предметов и т. д. Отметим, что на этом уровне реализовано большинство алгоритмов.
2. Распознавание объектов. Алгоритм основан на определении класса объекта по его видеоизображению с последующим сравнением с базой данных объектов. Сюда входит распознавание лиц, номерных знаков и т. д. Это аналитика относительно простого уровня.
3. Анализ поведения и отслеживание объектов в кадре. Методы основаны на сложных математических алгоритмах, при этом в большинстве случаев сложно составить алгоритм, который бы точно описывал поведение объектов в кадре. Еще сложней реализовать «передачу» объекта с одной видеокамеры на другую.

Рассмотрим практический пример — наблюдение за людьми в общественных местах. Скажем, в торговый центр зашел человек, похожий на подозреваемого. Этот человек перемещался по магазину с большим рюкзаком, который может содержать опасный груз. Когда службе охраны удалось его идентифицировать, он уже побывал в различных помещениях и исчез на парковке. Как его найти на видеозаписях камер, установленных на этажах, и объединить эти видеозаписи? В этом случае используется видеоаналитика, которая помогает идентифицировать человека и сопоставить с информацией, имеющейся в базах данных или проследить за перемещением человека даже при его отсутствии в базах данных. Сегодня существуют технологии, позволяющие выполнять все эти операции в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Рисунок 1. Камеры Hikvision: наблюдение на улице. Отличаются дальностью регистрации сигнала

Как пояснил Айдар Гузаиров, генеральный директор «ICL Системные технологии», на примере камер Hikvision, такая возможность достигается с помощью анализа огромного потока метаданных, формируемых камерами, которые характеризуют тот или иной объект, попавший в поле зрения камеры.

Рисунок 2. Панорамная камера Hikvision

«На основе полученной информации формируется база данных, где хранится информация обо всех фиксируемых событиях. Это значительно упрощает поиск в видеоархиве и помогает оптимизировать хранение данных. Могут создаваться различные сценарии для использования этих метаданных — например, отслеживание пути следования объекта. Получив данные с различных камер, можно узнать, как передвигался объект, где он может находиться сейчас», — пояснил Айдар Гузаиров.

Рассмотрим перекресток на центральных улицах — это довольно загруженная часть города. И при использовании камер фиксируются все перемещения объектов. Если необходимо получить маршрут передвижения, то достаточно просто создать запрос на получение этой информации по заданному объекту. Это значительно упрощает работу поисковых служб.

По словам Айдара Гузаирова, эта технология используется в системах «Безопасный город» Китая — правительственной программе обеспечения безопасности населения. Камеры, подключенные к системе, размещены практически во всех общественных точках Китая. Согласно статистике, под наблюдением камер находится больше половины страны.

Отметим, что такие колоссальные возможности не остались без внимания производственных компаний. Используя эти технологии, можно упростить и удешевить  автоматизацию производства, повысить уровень контроля за производственными мощностями, качества продукции а также эффективность работы и безопасность работников.

«В России пока это направление не очень развито. Но на базе „ICL Системные Технологии“ в  Технопарке имени Попова в „Иннополисе“ планируется создание Центра компетенций, и с представителями китайской компании Hikvision сейчас ведутся переговоры на предмет обмена опытом, миграции проверенных эффективных решений и разработке на этой базе адаптированных и доработанных для России решений», — поясняет эксперт.

Рисунок 3. Видеотрансляция с камеры Hikvision, демонстрационная зона на 12-м форуме ITSF в Казани

Область применения умных камер и видеоаналитики

Умные камеры встроены в различные системы видеонаблюдения, в том числе в автомобили, дроны, трек-системы, роботы, и могут применяться во многих областях:

1. Безопасность. Тепловизоры, умные камеры, дроны, искусственный интеллект и практически любой продукт Hikvision может использоваться в системах обеспечения физической и информационной безопасности. Системы распознавания лица или поведенческий анализ позволят быстро обнаружить и обезвредить преступника.

Рисунок 4. Инфракрасный режим наблюдения камеры Hikvision

2. Производство. Машинное зрение, роботы и видеоаналитика применяются для автоматизации производства. Это позволяет сократить затраты на персонал и увеличить производительность и качество продукции.
3. Сельское хозяйство. Дроны, оснащенные камерами видеонаблюдения, могут передавать результаты обследования сельхозугодий, обеспечивать наиболее эффективный режим использования сельхозугодий, а также анализировать состояние лесов.
4. Логистика. Отслеживание грузов, создание маршрутных карт и прочих необходимых документов для доставки грузов. «Например, всю логистику компании Alibaba выполняют роботы», — сообщил Дмитрий Трофимов.
5. СКУД и пропускные системы, оснащенные умными камерами, позволяют увеличить скорость прохода через различные пропускные системы. Особенно это важно для крупных предприятий, в общественном транспорте или на мероприятиях, где может быть огромное количество людей.
6. Спорт. Отслеживание результатов, фиксация спорных моментов и помощь арбитрам (VAR на Чемпионате мира по футболу) или столкновения спортивных машин в российской серии кольцевых гонок (СМП РСКГ). Компания Hikvision имеет большой опыт в реализации проектов по обеспечению видеонаблюдения на спортивных объектах. Более 7 проектов как в России, так и за рубежом, среди которых Олимпийские игры в Пекине 2008 года, Ледовый дворец в Сургуте, «Платинум Арена» в Хабаровске, стадион «Петровский» в Санкт-Петербурге и др.

Рисунок 5. На двери HyundaiSolaris татарстанской профессиональной автоспортивной команды AGTeam находится система для онлайн-трансляции спортивных заездов на СМП РСКГ 2018 для телеканала МАТЧ ТВ

Рисунок 6. Пропускная система с использованием оборудования Hikvision

Выводы

В России технологии видеоаналитики набирают популярность, повсеместное использование таких систем растет, что позволит значительно упростить и улучить качество жизни, сделав ее безопасней.

Видеоаналитика и системы с ее применением помогают решать многие задачи:

• Первичная обработка видеоархива с выделением ключевых событий, например, чтобы сэкономить время оператора, занимающегося поиском нужного события, или исключить возможность ошибки.
• Оптимизация видеоархива путем записи на устройство хранения только ключевых событий, что позволяет существенно уменьшить объем сохраняемых данных.
• Контроль за перемещением объектов в кадре, когда по видеозаписи можно определить нарушение порядка или правил движения.
• Верификация тревожных событий при активизации функций «детектор очередей», «детектор драк», «детектор оставленных предметов» и др.
• Оперативное реагирование на тревожные события, выявляемые благодаря использованию на объекте умных видеокамер.