Телевизионные системы мониторинга КС-ЧС, страница 10

Рис 3.4. Верхний порог.

Временная фильтрация.

Использование буфера накопления усреднённых кадров, позволяет отслеживать динамику изменения событий. Этот метод поможет бороться с «пролётом птиц». Если в обрабатываемых кадрах, некое событие («птица»), присутствует не во всех кадрах, то такое событие считается ложным.

Смена эталонного кадра.

Смена эталонного кадра позволяет исключить влияние медленных процессов, таких как движение теней облаков по ландшафту, изменение общей освещённости сцены в течение дня. Наиболее эффективно менять эталонный кадр в пределах 1-2 минут.

Пространственная фильтрация.

Такие ложные тревоги как включение, выключение света в окнах, имеют точно заданные координаты и не меняют своих пространственных размеров.

В таблице представлены используемые методы для борьбы с ложными тревогами.

Таблица 3.2. Используемые метожы борьбы с ложными тревогами

4. Исследование программного продукта «Alarm 3.2» для выделения признаков КС\ЧС.

4.1. Влияние уровня порога на количество срабатываний.

1. Уровень порога обнаружения m=1

Данный уровеь порога не является рабочим, так как логический блок обработки программы «АЛАРМ 3.2» срабатывает на помехи, вызванные оцифровкой сигнала.

Как видно из рисунка 3.1 при таком количестве шумов крайне сложно выделить полезный сигнал.

Рис. 4.1 Режим пробы порога m=1

2. Уровень порога обнаружения m=2

При уровне порога m=2 , количество срабатываний резко снизилось, за счет фильтрации шумов, вызванных оцифровкой изображения. При таком уровне порога шумов гораздо меньше, но не исключены полностью. Довольно много помех на резких границах (контуры домов, труб и т.п.) связанных качеством оцифровки сигнала.

Рис. 4.2 Режим пробы порога m=2

3. Уровень порога обнаружения m=3

При пороге m=3 срабатываний стало меньше, но программа реагирует на незначительные перепады освещенности.

Рис. 4.3 Режим пробы порога m=3

3. Уровень порога обнаружения m=4

При уровне порога m=4 , программа «хорошо» видит дымы и количество ложных срабатываний стало меньше, однако этого не достаточно для полного исключения ложных тревог.

Рис. 4.4 Режим пробы порога m=4

1. Уровень порога обнаружения m=5

При уровне порога m=5 программа видит дымы и количество ложных срабатываний стало заметно ниже, по сравнению с предыдущими уровнями.

Рис. 4.5 Режим пробы порога m=5

Выставляя уровень порога, оператор находит его оптимальный параметр, при котором уровень шума сведен к нулю, а система определяет дымы. Для разных камер уровень может быть разным. Опытным путем был подобран режим пробы порога m=5, как наиболее оптимальный для обнаружения кризисных ситуаций. Что касается блока обнаружения, для всех камер был выбран m=13 как наиболее оптимальный для достижения наименьшего количества ложных срабатываний.

4.2. Маскирование и адаптационная матрица.

4.2.1. Маскирование.

Для предотвращения ложных срабатываний, в программе предусмотрено создание адаптационных масок. Маскируются (закрашиваются) области, которые не являются объектом наблюдения, в которых присутствуют элементы, которые способствую резкому возрастанию ложных срабатываний таких, как: дороги и проезжие части, глухие стены домов, деревья, парки, облака и другие. На какие именно объекты необходимо нанести маску, решает старший оператор. При необходимости, маскирование для каждой камеры можно проводить перед началом дежурства. Данная маска сохраняется для каждой камеры и может быть сохранена, а потом загружена, например, если создать массив масок, под определенные условия, времена года, климатические изменения, условия освещенности.

Рис. 4.6. Маскирование и адаптационная матрица.

4.2.2. Адаптационная матрица.

Рис. 4.7

Рис. 4.8

Так же, для снижения уровня ложных срабатывании, применяется адаптационная матрица (на рисунке 3.7 отмечена желтым цветом), которая накапливается в течении нескольких часов (от 5 до 24). Важно учесть, что во время проведения адаптации – программа «АЛАРМ 3.2» не срабатывает на тревоги. Так же стоит учесть, что в условиях накопления матрицы, необходимо учесть следующие моменты: на стекле блока ТКСО не должно быть капель влаги, разводов, грязи, не должны проводиться работы в ближней зоне (попадание посторонних объектов в объектив). Адаптацию можно проводить периодами, например: записывать адаптационную матрицу в течении 4 часов, сохранить результат, на следующий день загрузить ее и продолжить маскирование (рисунок 3.8). Во время эксплуатации системы, должна накопиться адаптационная база, набор наиболее оптимальных вариантов адаптации должен сохраняться в отдельные папки, согласно времени года, освещенности.

4.3 Окно программы и условие тревоги.

Основное окно программы «АЛАРМ 3.2», с которым работает оператор (рисунок 3.9). На данном рисунке показаны следующие элементы:

1. 13 окон с черно-белым изображением, полученном с ТСКО.

2. Переключатель режима «ОБНАРУЖЕНИ».

3. Условие тревоги (о данном режиме ниже по тексту).

4. Переключение режима адаптации фона панорамных камер.

5. 15 кнопок, обнаруженных ЧС

6. Переключать звуковой индикации

Рис. 4.9

Рис. 4.10

Стоит отметить, что для успешного функционирования программы, для уменьшения количества ложных срабатываний, желательна предварительная настройка адаптации и маскирования. Так же важно знать, что режим порога, который выставляется в окне обзора панорамной камеры, не влияет на данный программный блок. Для данного типа камеры (VSB-6975P) и размера окна программы, опытным путем был подобран режим порога m=13.

Условие тревоги, который варьируется в пределах от 0 до 99 (оптимальный режим 10), задает блоку обработки тот минимальный порог концентрации «тревожных пикселей», при появлении которого программа сработает и высветит на кнопке, соответствующей камере на которой произошло событие. «Тревожные пиксели» - представим шлейф дыма

Как видно на рисунке, красные точки имеют определенную концентрацию, iпиксель+im.

На втором рисунке видно, что концентрация «тревожных пикселей» значительно меньше. Это дает возможность программному блоку отфильтровать шумы и единичные события, такие, как блик окон, пролет птиц, небольшие атмосферные изменения (более подробно в главе 4).

Зададим режим условия тревоги равным 10.

После того, как высветилась тревожная кнопка, оператор должен нажать на нее и посмотреть, на что сработала программа. (см. рисунок 4.9 и 4.11)

Рис. 4.11

Если событие, на которое сработала программа произошло некоторое время назад, а оператор не «отработал» его, программа покажет, где именно случилось данное событие (см. рис. 4.12)

Рис. 4.12

4.4 Проверка системы обнаружения в дальней зоне.

Как было показано раньше, системы может выделять дымы на фоне городской застройки, но как показала практика, шлейф, который находится на дальности 6-9 км. уже плохо различим. Целью проверки системы обнаружения был проведен эксперимент, который будет приведен ниже.

1. Для начала, в окне панорамной камеры устанавливается маскирование (рис. 4.13), которое закрывает объекты, находящиеся в ближней и средней зоне, так же закрываются штатные дымы.

Рис 4.13. Установлена маска ближней и средней зоны.

2. Для обеспечения повторяемости и точности эксперимента, на вход платы подается видео, записанное с это же камеры, длительностью 20 минут. Эксперимент проводится многократно и фиксируются время и место обнаружения.

Рис 4.14. Четвертая минута.

Рис 4.15. Шестая минута.

Рис 4.16. Десятая минута.

Рис 4.17. Четырнадцатая минута.

Рис 4.18. Семнадцатая минута.

Как видно на рисунках, представленных выше, АЛАРМ 3.2 фиксирует дым на удалении порядка 6 км.