W inteligentnych wizyjnych systemach dozorowych wykorzystywane są zaawansowane algorytmy służące do automatycznej analizy treści cyfrowego obrazu przesyłanego z kamer monitoringu wizyjnego. Dzięki wykorzystaniu różnych procesów umożliwiają one rozpoznanie wcześniej zdefiniowanych wzorców obiektów i zachowań. W Polsce nadal pokutuje przekonanie, że jeśli analiza treści obrazu w pełni nie zastąpi obecności operatora systemu dozorowego, to jej zastosowanie nie ma racji bytu. Innego zdania są operatorzy systemów dozorowych w takich firmach jak Raiffeisen Bank, Allianz, Statoil, Deutsche Bahn Schenker, Franke, Media Markt czy Ikea.
Fot. 1. Inteligentne systemy wizyjne firmy IPS Intelligent Video Analytics są kompatybilne z oprogramowaniem systemowym IPS VideoManager,
a także oprogramowaniem innych firm, między innymi Seetec, Milestone, Schille i Axis
Rozbudowa wizyjnych systemów dozorowych jako trend wynika z potrzeby poprawy bezpieczeństwa publicznego i prywatnego. Jeżeli system jest rozbudowywany, trzeba nabyć odpowiedni sprzęt, w tym rejestratory i serwery wizyjne, a także zatrudnić więcej pracowników do obsługi systemu i sprawdzania rejestrowanego materiału wizyjnego. Kontroli i weryfikacji rejestrowanych zdarzeń dokonują pracownicy ochrony, zaś zarejestrowany materiał można wykorzystać podczas ewentualnego śledztwa. Obserwacja obrazów przez człowieka wymaga dużego wysiłku, jest kosztowna i nieefektywna z powodu zmęczenia operatora lub zaburzeń percepcji. Przeprowadzono wiele badań nad skutecznością pracy operatorów wizyjnych systemów dozorowych. Wynika z nich, że koncentracja operatora ulega pogorszeniu o 90 procent już po 22 minutach pracy. Z tego powodu wykorzystuje się funkcję automatycznej detekcji ruchu.
Fot. 2. Przyszłość w zasięgu ręki – maska prywatności nałożona na wybrane strefy lub obszary ruchome. Maskę mogą zdjąć upoważnione osoby
Warunkiem efektywności zastosowanych algorytmów jest wiedza na ich temat oraz właściwe dopasowanie kryteriów analizy do konkretnego przypadku. Zaoferowanie jednego, uniwersalnego rozwiązania dla każdego obiektu czy automatyczna detekcja różnych zagrożeń może nie przynieść oczekiwanych rezultatów. Każdy obiekt wymaga indywidualnego podejścia i właściwego zoptymalizowania algorytmów wykorzystywanych podczas analizy obrazów. Wymaga to specjalistycznej wiedzy, umiejętności i doświadczenia. Dla przykładu – funkcja wykrywania ruchu jest wykorzystywana przede wszystkim w celu redukcji ilości rejestrowanego materiału wizyjnego, a nie detekcji obiektów czy wydarzeń mających wpływ na bezpieczeństwo.
Fot. 3. Najpopularniejszy system wizyjny firmy IPS z certyfikatem iLIDS, wykorzystywany do profesjonalnej ochrony peryferyjnej
Do wiodących producentów inteligentnych systemów analizujących treść obrazu i zarządzających pracą kamer IP nowej generacji należy niemiecka firma IPS Intelligent Video Analytics. Firma istnieje od 1965 roku i specjalizuje się wyłącznie w tworzeniu inteligentnych systemów analizy treści obrazu dla branży zabezpieczeń – VideoAnalytics – oraz oprogramowania zarządzającego – VideoManager. Od 2006 roku firma jest związana z czołowym niemieckim producentem i integratorem systemów alarmowych i zabezpieczeń elektronicznych – firmą Securiton. Rozwiązania firmy IPS nie były do tej pory dostępne w Polsce, gdyż jej model biznesowy zakłada współpracę z ograniczoną liczbą partnerów w danym kraju. IPS stawia na profesjonalizm, dlatego oferowane systemy mogą być dystrybuowane wyłącznie przez przeszkolonych i doświadczonych pracowników. W Polsce autoryzowanym partnerem IPS jest od niedawna firma Innovative Security Systems – dostawca innowacyjnych systemów zabezpieczeń. Firma wywodzi swoje doświadczenie z rynku niemieckiego i długoletniej współpracy z firmami z branży systemów wizyjnych i zabezpieczeń elektronicznych. Prezes zarządu firmy ISS, Enrique Lafuente Romero, od ponad sześciu lat jest zatrudniony w firmie Securiton i jest odpowiedzialny za wdrażanie oprogramowania VideoManager oraz systemu VideoAnalytics w wielu obiektach na terenie Niemiec. Do grona klientów IPS Intelligent Video Analytics należy między innymi ponad 50 zakładów karnych, ponad 40 banków w Szwecji, w tym sieć banków Raiffeisen, ponad 70 rafinerii w Hiszpanii, placówki muzealne oraz centra logistyczne.
Fot. 4. Skuteczność inteligentnych systemów wizyjnych zależy od właściwego ustawienia kamer, indywidualnej konfiguracji stref i właściwego doboru algorytmów analizy
Systemy firmy IPS Intelligent Video Analytics informują o zagrożeniu w czasie rzeczywistym oraz umożliwiają wydobycie informacji z zarejestrowanego materiału wizyjnego. Istotą ich działania jest tworzenie strumienia metadanych, które są transmitowane równolegle ze strumieniem wizyjnym. W połączeniu z właściwym systemem zarządzania VMS umożliwia to konkretne działania, takie jak aktywacja alarmu, współpraca z systemem kontroli dostępu, zarządzanie zapisem materiału wizyjnego oraz szybkie przeszukiwanie zarchiwizowanych danych w celu znalezienia konkretnego obiektu lub wydarzenia.
Warto wymienić typowe algorytmy, które służą do analizy treści obrazów i umożliwiają ich automatyczną klasyfikację. Oto przykłady:
- Rozpoznanie obiektu. Jest to algorytm wychwytujący zmiany w rejestrowanym obrazie. Analizie podlegają dane z pojedynczych obrazów i zmiany w obserwowanej scenie. Ten proces jest wykorzystywany przede wszystkim w celu redukcji ilości rejestrowanego materiału wizyjnego, a nie w celu detekcji obiektów czy wydarzeń mających wpływ na bezpieczeństwo.
- Śledzenie obiektu. Jest to algorytm służący do rejestracji poruszających się obiektów. W tym przypadku następuje detekcja obiektów i ich śledzenie w następujących po sobie sekwencjach obrazów.
- Klasyfikacja obiektu. Jest to algorytm umożliwiający rozróżnienie wcześniej zdefiniowanych rodzajów obiektów, na przykład osób, zwierząt, pojazdów. Obiekty pojawiające się w polu widzenia kamer podlegają analizie i są klasyfikowane na podstawie wcześniej zdefiniowanych znaków szczególnych.
- Identyfikacja obiektu. Jest to algorytm umożliwiający wychwycenie specyficznych właściwości obiektów, takich jak twarze i sylwetki osób, tablice rejestracyjne pojazdów.
- Interpretacja wyglądu obiektu. Jest to algorytm umożliwiający rozróżnienie specyficznych stanów obiektów, takich jak zachowanie, liczba elementów składowych.
- Interpretacja wyglądu scen. Jest to algorytm umożliwiający rozróżnienie widocznych obiektów, na przykład ogrodzenia, budynku, torów kolejowych, oraz dokonanie analizy treści obrazu zgodnie z wybranymi priorytetami.
Fot. 5. Współpraca kamer stałopozycyjnych z obrotowymi – sygnał alarmowy, wywołany na skutek wykrycia obiektu przez kamerę stacjonarną,
jest przekazywany do kamery obrotowej, która przejmuje śledzenie obiektu
Bezpieczniej i efektywniej
Najczęstsze zastosowania inteligentnych systemów wizyjnych to:
- obserwacja wybranych obszarów,
- ochrona kamer przed aktywnym sabotażem,
- ochrona pomieszczeń, ochrona peryferyjna, ochrona terenów otwartych,
- detekcja włóczęgostwa i podejrzanych zachowań,
- ochrona prywatności w publicznych i prywatnych obszarach objętych nadzorem wizyjnym,
- prewencyjna detekcja podejrzanych przedmiotów,
- ochrona infrastruktury krytycznej,
- ochrona dzieł sztuki przed uszkodzeniem i kradzieżą,
- wykrywanie zdarzeń w ruchu drogowym.
Niemiecka niezawodność
W przypadku inteligentnych systemów analizy treści obrazu wykorzystywanych w branży zabezpieczeń najważniejszym zagadnieniem jest skuteczność działania algorytmów. Oprogramowanie musi identyfikować każde wtargnięcie, gdyż wszystko, co nie zostanie wykryte, może potencjalnie narazić chroniony obiekt na niebezpieczeństwo. Skuteczność to także niski poziom fałszywych alarmów lub alarmów wywołanych przez zwierzęta, spadające liście czy śnieg. Zastosowanie systemów IPS Intelligent Video Analytics gwarantuje zwiększenie skuteczności i efektywności nadzoru wizyjnego. Obecnie firma oferuje 16 różnych systemów przeznaczonych do stosowania w ściśle określonych środowiskach. Systemy alarmują w czasie rzeczywistym w przypadku włamania na teren monitorowanego obiektu oraz wykrywają i analizują podejrzane zachowania. Do najpopularniejszych systemów służących do ochrony peryferyjnej należy Outdoor Detection, który ma certyfikat iLIDS nadawany w Wielkiej Brytanii systemom analizującym treść obrazów z kamer.
Fot. 6. System 3D Artwork Protection jest stosowany w wielu galeriach sztuki i placówkach muzealnych jako alternatywa dla tradycyjnych form ochrony ekspozycji dzieł sztuki
Przykłady inteligentnych systemów wizyjnych firmy IPS Intelligent Video Analytics
- Critical Infrastructure Protection to inteligentny system przeznaczony do ochrony infrastruktury krytycznej. Do grona klientów należą elektrownie atomowe i rafinerie.
- Outdoor Detection to inteligentny system zgodny z normą iLIDS, służący do ochrony peryferyjnej. System informuje w czasie rzeczywistym o wtargnięciu intruzów na chroniony obszar. Dzięki opatentowanej koncepcji trzech stref detekcji umożliwia dokładną analizę i odróżnienie osób uprawnionych do wstępu od intruzów. Dodatkowo może być optymalnie dostosowany do otoczenia. Ułatwia to detekcję wtargnięć nawet w trudnych warunkach atmosferycznych. System jest wykorzystywany do ochrony placówek więziennych, ochrony peryferyjnej, ochrony budynków i obszarów rządowych i wojskowych oraz zakładów produkcyjnych.
- 3D Artwork Protection to inteligentny system alarmujący w przypadku nieuprawnionego zbliżenia się do dzieła sztuki, którego miejsce przechowywania lub ekspozycji jest stałe. System tworzy dokładną, trójwymiarową kopię przestrzeni oraz wirtualną strefę ochronną wokół rzeźby lub obrazu, wykorzystując najnowszą technikę Time-of-Flight.
- Public Transport Protection to system alarmujący w przypadku wystąpienia sytuacji kryzysowej w podziemnym lub naziemnym obiekcie kolejowym. Rozpoznaje ludzi i pociągi, stwierdza obecność ludzi na peronach i analizuje ich zachowanie, a także rozpoznaje zagrożenia i nietypowe sytuacje. Ułatwia to wykrywanie niebezpieczeństw nawet w trudnych warunkach atmosferycznych.
- Privacy Protection to system służący do ochrony prywatności obszarów obserwowanych w czasie rzeczywistym. Ma on funkcję umożliwiającą nałożenie maski prywatności na wybrane strefy, obiekty ruchome oraz twarze osób przebywających w polu obserwacji. W odróżnieniu od masek prywatności nakładanych bezpośrednio w kamerach funkcja ta umożliwia zdjęcie maski podczas odtwarzania nagranego materiału przez upoważnione do tego osoby.
- Dome Tracker to system służący do kontroli chronionego obszaru w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem kamer PTZ. Automatycznie wykrywa i śledzi poruszające się obiekty znajdujące się w obrębie chronionego obszaru. Korzystanie z danych 3D umożliwia intuicyjne sterowanie funkcjami PTZ poprzez kliknięcie przycisku myszki po wskazaniu kursorem wybranego miejsca na obrazie pochodzącym z innej kamery lub na planie sytuacyjnym. System pozwala na automatyczne śledzenie obiektów przemieszczających się pomiędzy polami widzenia różnych kamer, przez co upraszcza obsługę kamer PTZ, nawet w obrębie złożonych obszarów nadzoru.
- Parking Violation Detection jest systemem działającym w czasie rzeczywistym, informującym o zatrzymaniu się pojazdu w niedozwolonym sektorze monitorowanego obszaru. System odróżnia strefy przejazdu od stref parkowania, rozpoznaje zatrzymujące się pojazdy i kontroluje czas ich postoju. Dzięki tym funkcjom umożliwia bezbłędne wykrywanie pojazdów zaparkowanych w niedozwolonych miejscach.
Magdalena Dziemidek
Innovative Security Systems
www.is-systems.pl
www.ips-analytics.com