Система розпізнавання осіб за допомогою систем відеоспостереження. Алгоритм пошуку осіб

Програмно-апаратні засоби сучасних інтегрованих систем безпеки здатні вирішувати завдання будь-якої складності на всіляких об`єктах промислового, соціального і побутового призначення. Дуже важливими інструментами охоронних комплексів є системи відеоспостереження, і вимоги, що пред`являються до функціональних можливостей сегмента, неухильно ростуть.

Комплексні системи безпеки

Єдина платформа інтегрованих систем безпеки включає в себе модулі охоронно-пожежного обладнання, контролю і управління доступом, відеоспостереження або охоронного телебачення (СОТ). Функції останнього до недавнього часу обмежувалися відеомоніторингом і реєстрацією ситуації на об`єкті і прилеглій території, архівацією і зберіганням даних. Класичні відеосистеми мають цілу низку істотних недоліків:

• Людський фактор. Неефективна робота оператора при трансляції великого обсягу інформації.
• Неможливість оперативного втручання, несвоєчасне аналіз.
• Значні витрати часу для пошуку та ідентифікації події.

Розвиток цифрових технологій привели до створення "розумних" автоматизованих систем.

Сила в інтелекті

Базовим принципом інтелектуальної системи відеоспостереження є відеоаналітіка - технологія, що базується на методах і алгоритмах розпізнавання образів і обробки зображення, автоматизованого збору даних в результаті аналізу відеопотоку. Таке обладнання без участі людини здатне виявити і відстежити в реальному часі задані цілі (автомобіль, група людей), потенційно небезпечні ситуації (задимлення, загорання, несанкціоноване втручання в роботу відеокамер), запрограмовані події і своєчасно видати тривожний сигнал. За рахунок фільтрації не представляють інтересу відеоданих значно знижується навантаження на комунікаційні канали та архівну базу.

Найбільш затребуваний засіб відеоаналітики - система розпізнавання осіб. Залежно від виконуваних функцій і поставлених завдань до риштування пред`являються певні вимоги.

Програмно-апаратні засоби

Для ефективної роботи системи використовують кілька типів IP-відеокамер з різними експлуатаційними характеристиками. Виявлення об`єкта на підконтрольній території фіксують камери панорамного огляду з дозволом від 1 Мп і фокусною відстанню від 1 мм і наводять на нього пристрої для сканування. Це більш досконалі камери (від 2Мп, від 2 мм), що виробляють розпізнавання за простими методиками (3-4 параметра). Для ідентифікації об`єкта використовують камери з гарною якістю зображення, достатнім для застосування складних алгоритмів (від 5 Мп, 8-12 мм).Найбільш популярні програмні продукти для розпізнавання осіб "Face Інтелект" (Розробник - компанія House Control), Face director (компанія "Сінезіс) і VOCORD FaceControl (VOCORD) демонструють:

Відео: Програма розпізнавання осіб

• Високу ймовірність ідентифікації об`єкта (до 99%).
• Підтримку широкого діапазону кутів повороту відеокамер.
• Можливість виділення осіб навіть в щільній пішохідної масі.
• Варіативність складання аналітичних звітів.

Основи розпізнавання образів

Будь-які біометричні системи розпізнавання базуються на виявленні відповідності зчитувальних фізіологічних характеристик особистості певного заданим шаблоном.Сканування відбувається в режимі реального часу. IP-камера транслює відеопотік на термінал, і система розпізнавання облич визначає відповідність зображення зберігаються в базі даних фотографій. Існує два основні методи. Перший заснований на статичних принципах: за результатами обробки біометричних параметрів створюється електронний зразок у формі унікального числа, відповідного конкретної особистості. Другий метод моделює "людський" підхід і характеризується самообучаемость і робастних. Ідентифікація особистості по відеозображення відбувається з урахуванням вікових змін та інших факторів (наявність головного убору, бороди або вусів, очок). Така технологія дозволяє працювати навіть зі старими фотографіями і, в разі необхідності, з рентгенівськими знімками.

Алгоритм пошуку осіб

Найпоширеніша методика детектування осіб - з використанням каскадів Хаара (наборів масок). Маска являє собою прямокутне вікно з різною комбінацією білих і чорних сегментів.

Механізм роботи програми наступний: видеокадр покривається набором масок, і за результатами згортки (підрахунок пікселів, що потрапили в білі і чорні сектори) підраховується різниця, порівнювана з якоїсь порогової величиною.

Для поліпшення роботи класифікатора створюються позитивні (кадри, де присутні особи людей) і негативні (без таких) навчальні вибірки. У першому випадку результат згортки вище порогового значення, у другому - нижче. Детектор осіб з допустимою похибкою визначає суму згорток всіх каскадів і при перевищенні порога сигналізує про присутність осіб в кадрі.

технології розпізнавання

Після детектування і локалізації на попередньому етапі відбувається яркостное і геометричне вирівнювання зображення. Подальші дії - обчислення ознак і ідентифікація - можуть здійснюватися різними методами.

Відео: autonom.umi.ru Тест система розпізнавання і пошуку схожих осіб фото в SecurOS Google Picasa face

При скануванні особи анфас в приміщенні з відмінною освітленістю хороші результати демонструють алгоритми, що працюють з двомірними зображеннями. Аналізуючи унікальні точки і відстані між ними, система розпізнавання облич визначає факт ідентифікації за коефіцієнтами відмінності між "живим" знімком і зареєстрованим шаблоном.

Тривимірні технології стійкі до зміни світлового потоку, допустиме відхилення від фронтального ракурсу - до 45 градусів. Тут аналізу піддаються не тільки точки і лінії, а й властивості поверхонь (кривизна, профіль), метрика відстаней між ними. Для роботи таких алгоритмів необхідно максимальну якість відеозапису з частотою до 200 кадрів / с. Основу системи складають стереовідеокамери з матрицею від 5 мегапікселів, високою оптичною роздільною здатністю і зведеної до мінімуму похибкою синхронізації. Додатково вони з`єднуються спеціальним тактується кабелем для передачі синхроімпульсів.

Стан сучасного ринку систем

Перші системи біометричного контролю, зважаючи на їх високу вартість, розроблялися тільки для державних військових об`єктів і лише в середині 90-х років стали доступні комерційним організаціям. Стрімкий розвиток технологій і мікропроцесорної техніки дозволило збільшити точність систем і розширити сферу їх застосування. На ринку нашої країни провідні позиції належать американським і західноєвропейським виробникам охоронних систем. Лідером продажів є обладнання корпорацій ZN Vision Technologies і Visionics. Найбільш перспективними серед вітчизняних розробників виглядають дослідження і продукти компаній "Вокорд", NTechLab, "Солинг", ТОВ "ВіжнЛабс" і групи "ЦРТ", Які, крім іншого, займаються ще й адаптацією зарубіжних комплексів до російських умов.

комп`ютерний фейс

Найбільша область застосування безконтактної ідентифікації - боротьба з тероризмом і криміналом. Зображення особи злочинця зберігається в базі даних. У місцях масового скупчення народу (аеропорти, вокзали, ТРЦ, спортивні установи) ведеться зйомка людського потоку в режимі реального часу на предмет виявлення осіб, які перебувають у розшуку.

Відео: Netatmo Welcome - Систему домашнього відеоспостереження з функцією розпізнавання осіб

Наступна сфера - системи контролю доступу в приміщення: зразок фотозображення на електронному пропуску порівнюється з моделлю, отриманою в результаті обробки даних з відеокамер. Процедура відбувається миттєво, не вимагаючи від проходять будь-яких додаткових дій (на відміну від сканування сітківки ока або дактилоскопії).

Ще одна, що стрімко розвивається - маркетинг. Інтерактивний рекламний щит, просканувавши обличчя людини, визначає її стать і вік, візуалізує тільки ту рекламу, яка буде потенційно цікава клієнтові.

Тенденції та перспективи розвитку

Дуже затребувані системи розпізнавання осіб в банківському секторі. За підсумками минулого року, керівництву "Пошта Банку", Після установки в своїх офісах 50000 інтелектуальних відеокамер, вдалося заощадити мільйони рублів за рахунок профілактики шахрайства в сегментах кредитування і платежів. Фахівці стверджують, що до 2021 року буде створено необхідну інфраструктурна мережа і будь-які операції в банкоматах стануть можливими тільки після біометричної ідентифікації особи клієнта.

Відео: Проектування відеоспостереження

У найближче десятиліття високі технології дозволять відкрити мережу магазинів повного самообслуговування: покупець проходить перед вітринами, вибирає товар, який сподобався і йде. Система розпізнавання осіб і образів визначить особу покупця, покупки і спише з його рахунку необхідну суму.

Ведуться роботи по створенню систем розпізнавання психоемоційного стану. Аналіз людських емоцій буде затребуваний в мультимедійних сферах: анімації, кінематографі, індустрії створення комп`ютерних ігор.