Аналитика в видеонаблюдении ZKTeco

Уже прошло то время, когда ответственный наблюдатель должен был неотрывно взирать на набор видеотерминалов в ожидании тревожного события, что, собственно, и дало название понятию видеонаблюдение. Теперь это скорее видеорегистрация с сигнализацией, так как либо сами камеры, либо регистратор имеют встроенные умные или даже интеллектуальные функции, позволяющие им самостоятельно принимать решение о том, что нарушено некое правило безопасности, сообщая ответственному охраннику о событии, и показывая его, а то и самостоятельно включая соответствующие приспособления противодействия развитию нарушения. Эта способность самостоятельно определять опасное событие устройствами наблюдения и называется видеоаналитикой.

Аналитика и видеоанализ

Интеллектуальный видеоанализ (IVA) изображения используется для прогнозирования или оценки поведения наблюдаемых объектов в поле зрения камеры. Аналитика является частью камеры или регистратора в дополнительном чипе аппаратного ускорителя, а программное обеспечение IVA работает независимо от кодирования видео. Все события помечаются метаданными, которые к тому же могут содержать уже расшифрованный анализ событий или состояния объектов.

Запущенный аналитик IVA фиксирует подробности всех объектов, которые находятся в отслеживаемых сценах или которые входят в эти сцены или покидают их. На фоне процесса анализа система IVA автоматически генерирует простые текстовые строки, описывающие определенные детали изображения. Затем они сохраняются вместе с видеоизображениями. Так, для определения лиц вместе с кадрами захвата сохраняются метаданные наличия маски, усов, бороды, предполагаемого возраста и настроения, для транспортных средств это могут быть цвет, марка, модель и номер регистрации. Но перечень и полнота метаданных зависит от конкретной реализации и мощности оборудования видеорегистрации.

Однако определение ожидаемых событий возможно не только для потоков видео в реальном времени. Некоторые, не предусмотренные изначально события, можно искать и в архиве, задавая их условия умному поиску. Благодаря автоматически сгенерированным метаданным IVA позволяет быстро искать подходящие места в записи без необходимости выполнять долгий просмотр архива.

Но нужно помнить главное – фиксация обнаруживаемых событий и метаданных выполняется только по заранее определенным оператором критериям из возможных предоставленных оборудованием, к тому же количество каналов обнаружения ограниченно и одновременное обнаружений всех видов угроз на одном и том же канале чаще всего невозможно. Поэтому использование аналитики и IVA требует от оператора чёткого понимания возможностей оборудования, направлений источников и видов угроз на каждом конкретном объекте наблюдения.

Особенности современного видеонаблюдения ZKTeco

ZKTeco Co., Ltd – всемирно известное предприятие, разработчик методов биометрической верификации, кроме выпуска биометрических систем контроля доступа с 2010 года также выпускает оборудование для видеонаблюдения. С 2016 года ZKTeco выпускает видеокамеры с распознаванием лиц, регистраторы с интеллектуальной технологией, специальное программное обеспечение для умного видеонаблюдения и мобильное приложение для них.

В системах видеонаблюдения ZKTeco установлена «Адаптивная видеоаналитика», использующая различные функции.

Используя многолетний опыт и разработки в области создания алгоритмов распознавания лиц, компания ZKTeco создала системы видеонаблюдения с функцией распознавания лиц в реальном времени. Они имеют функции черного списка и поднимают тревогу или отправляют разрешающие сигналы при совпадении, дают возможность поиска конкретного лица в видеопотоке. Такие системы используют для обеспечения безопасности городов, общественных зданий, важных мероприятий и пр.

Определенные функции срабатывают во время распознавания злоумышленника или при движении дыма. Система аналитики видеорегистратора ZKTeco позволяет различить домашнее животное и преступника. Это удобно, так как оператор охраны или частный владелец помещения не отвлекается на ложные срабатывания, если в жилище находится питомец.

При нападении грабителей система включает запись, что позволяет предоставить правоохранительным органам всю необходимую информацию и ускорить поимку преступников. Имея фото злоумышленников, не составляет особого труда определить их по базе данных полиции.

Используя оборудование ZKTeco можно создать систему контроля за вашей квартирой, дачей, офисом.

Пользователь может контролировать происходящее дома в свое отсутствие, используя мобильное приложение. Это удобно, так как получаешь полную картину домашней обстановки, особенно, если дома остался ребенок или материальные ценности.

Функции интеллектуального анализа ZKTeco

В зависимости от модели те или иные функции могут отсутствовать или наоборот дополнять перечень интеллектуального анализа регистратора. Часть функций может быть возложена на сам регистратор, не требующий от камеры ничего кроме видеопотока. Но есть функции, которые в регистраторе представлены лишь как интерфейс обработки уже проанализированных камерой событий. Или наоборот, есть только в регистраторе. Рассмотрим полный набор функций, применяемый на регистраторах (кроме функции определения автомобильных номеров).

Детектирование движения (Movie Detection) – процесс обнаружения изменения положения объекта относительно его окружения или изменения окружения относительно объекта. При сравнении нескольких последовательных изображений сцены встроенные алгоритмы аналитики могут распознать начало движения какого-либо объекта внутри сцены. На сегодняшний день уже является базовой функцией видеонаблюдения и в раздел IVA не помещается. Встроена в каждую IP-камеру и DVR.

Определение лиц (Face Detection) – практическое приложение теории распознавания образов, в задачу которого входит автоматическая локализация лица на неподвижном или движущемся изображении. эта функция предназначена для обнаружения человеческих лиц в заданном кадре. Обнаружение лица может привести к съемке, записи или срабатыванию тревоги. В случае наличия сохранённой базы лиц на регистраторе производится сличение захваченного лица с имеющимся в базе, а при совпадении – идентификация личности по характерным параметрам лица, что является его распознаванием (Face Recognition).

Условия, влияющие на точность работы алгоритма распознавания лиц:

1. Угол между камерой и линией горизонта – должен быть в пределах от 0° до 30°.
2. Размер и положение лица – важен угол лица по отношению к камере, лицо, видимое в кадре, не может быть меньше 100x100 пикселей.
3. Освещение – оно должно быть однородным и без бликов.

Функция определения присутствует не во всех моделях регистраторов, а поддержка базы данных предопределённых лиц тем более. Определение лиц и захват лиц могут быть частью ПО IP-камеры.

Подсчёт целей (Target Counting) – определяется количество движущихся объектов, которые пересекает нарисованную в соответствующем интерфейсе линию в заданном направлении, которые вошли и покинули выбранную область. Подсчет может вестись отдельно для людей, пересекающих линию в любом из двух направлений одновременно. Благодаря этой функции мы можем получать ежедневные отчеты, а также ежемесячные и годовые отчеты. Инструмент формирует графики (линейные или столбчатые). Мы можем экспортировать эти данные.

На точность работы функции влияют:

1. Угол установки камеры – угол между камерой и вертикальной линией должен составлять от 40° до 60°.

2. Голова персонажа – размер головы человека должен быть более 100x100 пикселей для изображения с разрешением 1920x1080. Оптимальные настройки – это когда размер головы составляет от 1/18 до 1/7 размера всего кадра.
3. Фон – рекомендуется настроить камеру так, чтобы фон был максимально однородным.

Функция может быть встроена в регистратор или IP-камеру.

Исчезнувший / появившийся объект (Object Left/Lost) – позволяет обнаруживать брошенные предметы в охраняемой зоне или может сообщить нам об исчезновении предмета, который ранее находился в обозначенной зоне.

Функция может быть встроена в регистратор или IP-камеру.

Вторжение (Intrusion Detection) – позволяет обнаружить объект, входящий в охраняемую зону (4х угольный регион) или выходящий из нее, и инициировать определенное действие по тревоге.

Функция относится к основным – охраны периметра, она может быть встроена в регистратор или IP-камеру.

Пересечение границ (Tripwire Detection) – эта функция, ещё называемая пересечение виртуальной линии (Tripwire Virtual Line), вызывает тревогу, когда движущийся объект пересекает нарисованную в соответствующем интерфейсе линию в заданном направлении. Во время настройки вы должны определить направление движения объекта, против которого будет срабатывать тревога. Возможные конфигурации: A-> B, B-> A или двунаправленная A <-> B.

Функция относится к основным – охраны периметра, она может быть встроена в регистратор или IP-камеру.

Детектор звука (Audio Exception) – срабатывает при превышении выбранного уровня громкости, автоматически генерируя событие с занесением в базу данных и запуская по заданному сценарию запись видео.

Работа функции возможна только при наличии микрофона, подключённого или встроенного в IP-камеру. Функция может быть встроена в регистратор или IP-камеру.

Детектор пламени (Fire Detection) – распознавание пожара на начальных стадиях – одна из дополнительных функций интеллектуальной сети видеонаблюдения. Аппаратура сигнализирует при обнаружении огня сообщениями. Функция работает на основе алгоритма распознавания образа. Еще более точная детекция возгорания возможна с помощью тепловизионных камер видеонаблюдения. Она вшита в сам регистратор.

Изменение сцены (Scene Change) – эта функция позволяет обнаружить изменение изображения. Устройство выполняет интеллектуальное сравнение сцен. Если после сравнения сцена меняется, выполняется определенное действие по тревоге. Благодаря этой функции мы будем информированы, когда камера закрыта, меняет свое положение или когда на изображении обнаруживаются другие аномалии.

Диагностика качества видео (VQD) – Video Quality Detection. При помощи этой технологии камеры и регистраторы самостоятельно диагностируют расфокусировку, смену сцены съемки, фальсификацию сцены, ухудшение сетевого соединения и передают сигнал тревоги в соответствии с заданными параметрами.

Функция представлена не на всех моделях регистратора и редко встречается на камерах.

Настройка видеоаналитики в регистраторах ZKTeco

Описывать словами столь большой объём действий и снабжать его обязательными иллюстрациями вряд ли будет лучше, чем показать в виде ролика. Поэтому предлагаем ознакомиться с видеороликами изготовителя, в которых вполне доступно показано всё, что нужно делать для настройки. Ролики идут без звука, поэтому для полноты восприятия вам не понадобятся устройства воспроизведения звука и знание иностранных языков, разве что кроме понимания пунктов меню и настраиваемых характеристик в интерфейсах самих регистраторов.

Первый ролик очень подробно показывает настройки и работу основных функций IVA для NVR серии 8000.

Второй – также подробно представляет единственную функцию IVA из перечисленных выше – определение лиц, но кроме того показывает сопутствующие ей функции распознавания лиц, заполнение базы данных предопределённых лиц и поиск лиц в архиве на предмет выявления времени фиксации за указанный период. Правда, в этом ролике есть комментарии и предупреждения на английском языке, но, думаю, его сложность не для уровня специалиста, а потому особых неудобств не вызовет.

Собственно, гораздо лучше настраивать эти функции, имея такой регистратор перед собой, то есть купив его. А потому перейдём к тому, что мы предлагаем.

Наше предложение

На сайте www.bezpeka-shop.com представлены доступные к продаже регистраторы Z85xxNER / Z85xxNFR. Есть модели и с PoE. Все эти регистраторы могут удовлетворить потребности самого искушённого покупателя.

Однако эти решения потребуют ещё подбора IP-камер, имеющих соответствующие встроенные функции видеоаналитики, что в общем-то открывает свободу действий клиента. Но есть и другое решение для клиента, чьё желание – купить все правильно сразу и не мудрствовать, что именно ему подойдёт.

Это решение – заводской комплект ZKTeco KIT-8504NER-4P/4-BS855L11B, который состоит из 4 цилиндрических уличных IP-камер ZKTeco BS-855L11B с ИК-подсветкой и разрешением 5Мп (2560x1920) 1~15 к/с и 4-канального PoE IP-видеорегистратора ZKTeco Z8504NER-4P 5Мп с поддержкой 1 SATA HDD до 8ТБ.

Входящий в комплект видеорегистратор поддерживает все упомянутые в ролике производителя функции видеоаналитики, а камеры имеют встроенные детекторы:

• движения;
• перекрытия видеосигнала;
• пересечения границ;
• вторжения в зону;
• исчезнувших или появившихся объектов;
• подсчета целей.

То есть камерами не будут поддерживаться только специфические функции определения огня и детекции звука. Также напомним, что все функции на одном канале одновременно работать не будут, а потому требуется чётко определиться, на каких камерах ожидать каких событий, исходя из специфики объекта безопасности. А использование веб-клиента, специализированных приложений AntarVis для ПК или AntarView для мобильного устройства, позволяет дистанционно просматривать видео с камер в режиме реального времени, осуществлять настройку или же отображать запись из архива.

Использовать комплект с видеоаналитикой можно в системах наблюдения за правительственными зданиями, банковскими и образовательными учреждениями, производствами и другими коммерческими и некоммерческими объектами, а также квартирами и дачами.

К сожалению, на данный момент мы не можем сходу предложить регистратор, позволяющий определять и распознавать лица. Решения BioFace Lite на регистраторах Z86xxNF-xF, показанное во втором ролике, является проектным и поставляется под заказ. В нём используется ведущий в отрасли алгоритм искусственного интеллекта CNN, разработанный ZKTeco, он хранит до 50000 шаблонов лиц во внутренней памяти и отображает результаты распознавания лиц в реальном времени с непревзойденной скоростью сравнения, поддерживает управление черным/белым списком, и с его помощью решение может запускать тревогу, делать снимки или записывать лица для более подробного анализа и улучшения протоколов безопасности или других целей с помощью T&A, контроля доступа или мониторинга. Он поддерживает протокол ONVIF Profile S, что делает его совместимым с большим количеством сторонних IPC для реализации распознавания лиц в некоторых случаях.

Вы можете его заказать и получить в трёхмесячный срок. Но для тех, кто ждать не хочет или не может, у нас тоже есть решение.

Разумеется, речь не идёт о камерах 2/4/5МП BioFace, способных самостоятельно распознавать лица, имея встроенные эталонные базы до 100000 шаблонов, также, как и регистраторы, поддерживающих чёрные и белые списки и точность до 98% – они тоже проектные и поставляются по заказу.

Мы предлагаем программное решение ZKBioSecurity. В ZKBioSecurity был добавлен модуль видеонаблюдения (VMS), обеспечивающий просмотр в реальном времени, воспроизведение видео, тревожные привязки, декодирование для ТВ стен, распознавание лиц, оповещение пользователей о белых и черных списках и так далее.

Система для распознавания лиц с искусственным интеллектом состоит из IP-камер определения и захвата лиц и сервера распознавания лиц, которые подключены к платформе ZKBioSecurity, обеспечивающей при этом контроль доступа, учёт рабочего времени и некоторые другие задачи.

Модуль VMS позволяет просматривать видео в режиме реального времени по устройству, группе или шаблону, заданным заранее. На текущий момент поддерживается до 64 каналов одновременного просмотра. Модуль поддерживает формат сжатия H.265 / H.264.

BioSecurity работает также с видеорегистраторами ZKTeco, обеспечивая функцию распознавания лиц, управление белым и черным списком, поиск пользователей по фотографиям, мониторинг белого и черного списков в реальном времени и т. д.

Кстати, платформа продолжает развиваться, и в ней появятся еще 2 новых модуля – FaceKiosk и Face Intellect, которые помогают укрепить связь с новой технологией распознавания лиц. С ними вообще не понадобятся функции в камерах или регистраторах для BioSecurity.

Резюме

Доступная сегодня видеоаналитика представляет собой радикальное улучшение по сравнению с тем, что было несколько лет назад. Более того, технология глубокого обучения развивается буквально каждый день и совершенствуется по мере увеличения объема обучающих данных.

Улучшаются графические процессоры, базовое программное обеспечение и, конечно же, наборы данных, используемые для обучения. Ожидается, что продукты, доступные сегодня, будут выглядеть практически примитивно по сравнению с тем, что будет доступно через десяток лет или даже раньше.

Видеоаналитика – это именно то, что реформирует всю отрасль видеонаблюдения, когда речь идет о решениях, которые сегодня требуют усилий лучших инженеров, а завтра эти решения будут установлены в несколько кликов. Это хорошо, с одной стороны, потому что сегодня это решение с высоким порогом входа и будет серьезным конкурентным преимуществом, но, с другой стороны, завтра оно станет открыто для всех.