Сістэма распазнання асоб пры дапамозе сістэм відэаназірання. Алгарытм пошуку асоб

Праграмна-апаратныя сродкі сучасных інтэграваных сістэм бяспекі здольныя вырашаць задачы любой складанасці на разнастайных аб'ектах прамысловага, сацыяльнага і бытавога прызначэння. Вельмі важнымі інструментамі ахоўных комплексаў з'яўляюцца сістэмы відэаназірання, і патрабаванні, што прад'яўляюцца да функцыянальных магчымасцях сегмента, няўхільна растуць.

Комплексныя сістэмы бяспекі

Адзіная платформа інтэграваных сістэм бяспекі ўключае ў сябе модулі ахоўна-пажарнага абсталявання, кантролю і кіравання доступам, відэаназірання або ахоўнага тэлебачання (сот). Функцыі апошняга да нядаўняга часу абмяжоўваліся відэаманіторынгу і рэгістрацыяй сітуацыі на аб'екце і прылеглай тэрыторыі, архіваванне і захоўванне дадзеных. Класічныя відэасістэмы валодаюць цэлым шэрагам істотных недахопаў:

• Чалавечы фактар. Неэфектыўная праца аператара пры трансляцыі вялікага аб'ёму інфармацыі.
• Немагчымасць аператыўнага ўмяшання, несвоечасовы аналіз.
• Значныя часавыя выдаткі для пошуку і ідэнтыфікацыі падзеі.

Развіццё лічбавых тэхналогій прывялі да стварэння "разумных" аўтаматызаваных сістэм.

Сіла ў інтэлекце

Базавым прынцыпам інтэлектуальнай сістэмы відэаназірання з'яўляецца видеоаналитика - тэхналогія, якая базуецца на метадах і алгарытмах распазнавання вобразаў і апрацоўкі малюнка, аўтаматызаванага збору дадзеных у выніку аналізу відэаструменю. Такое абсталяванне без удзелу чалавека здольна выявіць і адсачыць ў рэальным часе зададзеныя мэты (аўтамабіль, група людзей), патэнцыйна небяспечныя сітуацыі (задымленне, ўзгаранне, несанкцыянаванае ўмяшанне ў працу відэакамер), запраграмаваныя падзеі і своечасова выдаць трывожны сігнал. За кошт фільтрацыі якія не ўяўляюць цікавасці відэададзеных значна зніжаецца нагрузка на камунікацыйныя каналы і архіўную базу.

Найбольш запатрабаванае сродак видеоаналитики - сістэма распазнання асоб. У залежнасці ад выкананых функцый і пастаўленых задач да абсталявання прад'яўляюцца пэўныя патрабаванні.

Праграмна-апаратныя сродкі

Для эфектыўнай працы сістэмы выкарыстоўваюць некалькі тыпаў IP-відэакамер з рознымі эксплуатацыйнымі характарыстыкамі. Выяўленне аб'екта на падкантрольнай тэрыторыі фіксуюць камеры панарамнага агляду з дазволам ад 1 Мп і фокусным адлегласцю ад 1 мм і наводзяць яго сканавальны прылады. Гэта больш дасканалыя камеры (ад 2Мп, ад 2 мм), якія вырабляюць распазнаванне па простых методыкам (3-4 параметру). Для ідэнтыфікацыі аб'екта выкарыстоўваюць камеры з добрым якасцю выявы, дастатковым для прымянення складаных алгарытмаў (ад 5 Мп, 8-12 мм). Найбольш папулярныя праграмныя прадукты для распазнання асоб "Face Інтэлект" (распрацоўшчык - кампанія House Control), Face director (кампанія "Сінезіс) і VOCORD FaceControl (VOCORD) дэманструюць:

• Высокую верагоднасць ідэнтыфікацыі аб'екта (да 99%).
• Падтрымку шырокага дыяпазону кутоў павароту відэакамер.
• Магчымасць выдзялення асоб нават у шчыльнай пешаходнай масе.
• Варыятыўнасць складання аналітычных справаздач.

Асновы распазнавання вобразаў

Любыя біяметрычныя сістэмы распазнання грунтуюцца на выяўленні адпаведнасці счытвае фізіялагічных характарыстык асобы вызначанага зададзенаму шаблону. Сканаванне адбываецца ў рэжыме рэальнага часу. IP-камера транслюе відэаструмень на тэрмінал, і сістэма распазнання асоб вызначае адпаведнасць малюнка якія захоўваюцца ў базе дадзеных фатаграфіях. Існуе два асноўных метаду. Першы заснаваны на статычных прынцыпах: па выніках апрацоўкі біяметрычных параметраў ствараецца электронны ўзор ў форме унікальнага колькасці, адпаведнага канкрэтнай асобы. Другі метад мадэлюе "чалавечы" падыход і характарызуецца самообучаемостью і робастностью. Ідэнтыфікацыя асобы па відэамалюнка адбываецца з улікам узроставых змяненняў і іншых фактараў (наяўнасць галаўнога ўбору, бароды або вусоў, ачкоў). Такая тэхналогія дазваляе працаваць нават са старымі фотаздымкамі і, у выпадку неабходнасці, з рэнтгенаўскімі здымкамі.

Алгарытм пошуку асоб

Самая распаўсюджаная методыка дэтэктавання асоб - з выкарыстаннем каскадаў Хаара (набораў масак). Маска ўяўляе сабой прамавугольнае акно з рознай камбінацыяй белых і чорных сегментаў.

Механізм працы праграмы наступны: відэакадры пакрываецца наборам масак, і па выніках скруткі (падлік пікселяў, якія трапілі ў белыя і чорныя сектары) падлічваецца рознасць, параўноўваюць з нейкай парогавай велічынёй.

Для паляпшэння работы класіфікатара ствараюцца станоўчыя (кадры, дзе прысутнічаюць асобы людзей) і адмоўныя (без такіх) навучальныя выбаркі. У першым выпадку вынік скруткі вышэй парогавага значэння, у другім - ніжэй. Дэтэктар асоб з дапушчальнай хібнасцю вызначае суму скрутак усіх каскадаў і пры перавышэнні парога сігналізуе аб прысутнасці асоб у кадры.

тэхналогіі распазнання

Пасля дэтэктавання і лакалізацыі на папярэднім этапе адбываецца яркаснага і геаметрычнае выраўноўванне малюнка. Далейшыя дзеянні - вылічэнне прыкмет і ідэнтыфікацыя - могуць ажыццяўляцца рознымі метадамі.

Пры сканаванні асобы анфас ў памяшканні з выдатнай асветленасцю добрыя вынікі дэманструюць алгарытмы, якія працуюць з двухмернымі малюнкамі. Аналізуючы унікальныя кропкі і адлегласці паміж імі, сістэма распазнання асоб вызначае факт ідэнтыфікацыі па каэфіцыентах адрозненні паміж "жывым" здымкам і зарэгістраваным шаблонам.

Трохмерныя тэхналогіі ўстойлівыя да змены светлавога патоку, дапушчальнае адхіленне ад франтальнага ракурсу - да 45 градусаў. Тут аналізу падвяргаюцца не толькі кропкі і лініі, але і ўласцівасці паверхняў (крывізна, профіль), метрыка адлегласцяў паміж імі. Для працы такіх алгарытмаў неабходна максімальную якасць відэазапісы з частатой да 200 кадраў / с. Аснову сістэмы складаюць стереовидеокамеры з матрыцай ад 5 мегапікселяў, высокім аптычным дазволам і зведзенай да мінімуму хібнасцю сінхранізацыі. Дадаткова яны злучаюцца адмысловым тактирующим кабелем для перадачы сінхраімпульсаў.

Стан сучаснага рынку сістэм

Першыя сістэмы біяметрычнага кантролю, з прычыны іх высокай кошту, распрацоўваліся толькі для дзяржаўных ваенных аб'ектаў і толькі ў сярэдзіне 90-х гадоў сталі даступныя камерцыйным арганізацыям. Імклівае развіццё тэхналогій і мікрапрацэсарнай тэхнікі дазволіла павялічыць дакладнасць сістэм і пашырыць сферу іх прымянення. На рынку нашай краіны вядучыя пазіцыі належаць амерыканскім і заходнееўрапейскім вытворцам ахоўных сістэм. Лідэрам продажаў з'яўляецца абсталяванне карпарацый ZN Vision Technologies і Visionics. Найбольш перспектыўнымі сярод айчынных распрацоўшчыкаў выглядаюць даследаванні і прадукты кампаній "Вокорд", NTechLab, "Солинг", ТАА "ВижнЛабс" і групы "МРТ", якія, акрамя іншага, займаюцца яшчэ і адаптацыяй замежных комплексаў да расійскіх умоў.

кампутарны фэйскантроль

Самая шырокая вобласць прымянення бескантактавы ідэнтыфікацыі - барацьба з тэрарызмам і крыміналам. Малюнак асобы злачынца захоўваецца ў базе дадзеных. У месцах масавага збору народа (аэрапорты, вакзалы, ТРЦ, спартыўныя ўстановы) вядзецца здымка людскога патоку ў рэжыме рэальнага часу на прадмет выяўлення асоб, якія знаходзяцца ў вышуку.

Наступны сфера - сістэмы кантролю кіравання доступам: ўзор фотавыявы на электронным пропуску параўноўваецца з мадэллю, атрыманай у выніку апрацоўкі дадзеных з відэакамер. Працэдура адбываецца імгненна, не патрабуючы ад праходзяць якіх-небудзь дадатковых дзеянняў (у адрозненне ад сканавання сятчаткі вочы ці дактыласкапіі).

Яшчэ адна імкліва развіваецца галіна - маркетынг. Інтэрактыўны рэкламны шчыт, прасканавала твар чалавека, вызначае яго пол і ўзрост, візуалізуе толькі тую рэкламу, якая будзе патэнцыйна цікавая кліенту.

Тэндэнцыі і перспектывы развіцця

Вельмі запатрабаваныя сістэмы распазнання асоб у банкаўскім сектары. Па выніках мінулага года, кіраўніцтву "Пошта Банка", пасля ўстаноўкі ў сваіх офісах 50000 інтэлектуальных відэакамер, атрымалася зэканоміць мільёны рублёў за кошт прафілактыкі махлярства ў сегментах крэдытавання і плацяжоў. Спецыялісты сцвярджаюць, што да 2021 года будзе створана неабходная інфраструктурная сетку і любыя аперацыі ў банкаматах стануць магчымымі толькі пасля біяметрычнай ідэнтыфікацыі асобы кліента.

У бліжэйшы дзесяцігоддзе высокія тэхналогіі дазволяць адкрыць сетку крам поўнага самаабслугоўвання: пакупнік праходзіць перад вітрынамі, выбірае ўпадабаны тавар і сыходзіць. Сістэма распазнання асоб і вобразаў вызначыць асобу пакупніка, пакупкі і спіша з яго рахунку неабходную суму.

Вядуцца работы па стварэнні сістэм распазнанню псіхаэмацыйнага стану. Аналіз чалавечых эмоцый будзе запатрабаваны ў мультымедыйных сферах: анімацыі, кінематографе, індустрыі стварэння камп'ютэрных гульняў.