Первой С.В. Система видеонаблюдения для предотвращения критических ситуаций в прибрежной акватории (Система видеонаблюдения для предотвращения критических ситуаций в прибрежной акватории), страница 3

Обычно указывается разрешающая способность погоризонтали, разрешающая способность по вертикали составляет 3/4 отгоризонтальной.11Отношение сигнал/шум — это превышение уровня сигнала над уровнемшума при минимальной освещенности, измеряется в дБ и зависит от качестваПЗС матрицы видеокамеры. На экране зашумленное изображение выглядит какзернистость или снег, а в цветном изображении появляются короткие цветныеполоски или вспышки.Скорость записи или кадровая частота, это количество кадров, котороевидеосистема записывает (воспроизводит или передаёт) за одну секунду.Измеряется в кадрах в секунду (frames per second, fps).Различают следующие режимы записи:- непрерывная запись или постоянная круглосуточная запись видеоизображения;- запись по расписанию или запись в определенное время суток;- запись по тревоге или запись начинается при поступлении определенногосигнала;- запись по детектору движения или запись осуществляется только во времяизменения изображения;- экстренная запись или запись в ручном режиме (запись начинается по командеоператора).Двухпоточность является свойством IP-видеокамер и устройствкодирования видео предоставлять два видеопотока различного качества длякаждого канала видео.

Поток высокого разрешения используется для сохраненияв архив и для отображения в полноэкранном режиме. Поток низкого разрешенияиспользуется для отображения в режиме мультиэкрана.1.2 Типовые структуры систем видеонаблюденияСуществует как минимум два варианта решения задачи построения системвидеонаблюдения.Первый вариант связан с использованием аналоговых или цифровыхвидеокамер, видеорегистратора или компьютера. При таком построениивидеосистемы камера передаёт изображение (или видеопоток) по проводу (илибеспроводным способом) на видеорегистратор для записи или на компьютер, длядальнейшей обработки сигнала и просмотра на экране монитора с12использованием специального программного обеспечения. В этом случае,обязательно потребуется компьютер для обработки видео и работы с ним (дляаналоговой камеры потребуется и кодирование видеопотока перед записью).Второй вариант построения систем видеонаблюдения связан сиспользованием IP – камер, а также с созданием собственного веб-серверасистемы.

Такие камеры всю обработку сигнала (сжатие, кодирование)производят самостоятельно, выдавая готовый цифровой сигнал, а благодаряналичию внутреннего сервера, непосредственно подключаются к локальной сетисистемы видеонаблюдения без всякого компьютера. Картинку с такой камерыможно просматривать как с любого компьютера (планшета, смартфона) влокальной сети, так и из любой точки мира через интернет. Причём можнопользоваться, как специализированным программным обеспечением, так иобычным браузером. Простота подключения и лёгкость использования являютсяглавными преимуществами IP-камер.На рисунке 1.2.1 показана схема системы видеонаблюдения с IP –камерами.Рис. 1.2.1Обычно, базовое программное обеспечение, поставляемое в комплекте слюбой IP камерой, поддерживает лишь минимальный набор первоочередныхфункций, а именно: просмотр живого и записанного видео, поиск необходимыхзаписей по времени и дате, настройку параметров работы камер и управление ихмеханизмами, просмотр архивных записей.13Специализированное программное обеспечение, которое разрабатываетсяпри проектировании системы видеонаблюдения, позволяет решать ряддополнительных задач, таких как: запись, просмотр, поиск, управление камерамис поворотным механизмом, резервное копирование, функции удаленногоуправления и мониторинга и прочее.Рассмотрим специализированные аппаратные средства, используемые дляпередачи и предварительной (предпроцессорной) обработки видеоинформации.Последовательный видеокоммутатор (Switcher) представляет собойустройство для последовательного вывода изображения от камер на 1 монитор.Такие устройства обычно использовались с аналоговыми видеокамерами.Квадратор, это модуль для одновременного вывода изображения от камер(обычно 4 или 8) на 1 монитор.

Такие устройства обычно использовались саналоговыми видеокамерами.Мультиплексор является устройством для одновременного выводаизображения от камер (обычно 4/8 или 16) на 1 монитор и формированияпоследовательности изображения от всех камер для записи на аналоговыймагнитофон. Такие устройства обычно использовались с аналоговымивидеокамерами.Матричный видеокоммутатор (Matrix switcher) представляет собойустройство для одновременного вывода изображения от любой из камер всистеме на любой монитор в системе.Цифровой регистратор представляет собой отдельный модуль,предназначенный для записи видеоинформации на жёсткий диск компьютера.Такие модули подразделяются на видеосерверы (основанные либо на обычномПК под управлением Windows или Linux (со специализированной платойвидеозахвата в случае применения аналоговых камер) и программнымобеспечением записи и обработки видео, либо на специально собранномспециализированном компьютере, являющемся ядром крупной системыбезопасности).14В общем случае современные системы видеонаблюдения представляетсобой аппаратно-программный комплекс, построенный на базе распределеннойклиент-серверной архитектуры.В состав серверной и клиентской частей могут входить ещедополнительные компоненты, реализующие в системе функции видеоаналитики.Все компоненты системы связаны посредством сети передачи данных с единымсетевым протоколом - TCP/IP.На рисунке 1.2.2 представлена структурная схема системы Vocord Tahion,построенная на базе распределенной клиент-серверной архитектуре.Рис.

1.2.2Оконечное оборудование обеспечивает получение видеосигнала (исопутствующего аудио сигнала), его первичную обработку, преобразование вцифровую форму, сжатие и передачу по сети. В состав оконечного оборудованиявходят устройства:• IP-камеры VOCORD NetCam;• IP-камеры сторонних производителей;• компактные видеосерверы VOCORD;• видеосерверы на базе плат VOCORD VE16;15• видеосерверы (IP-кодеры) сторонних производителей.Источниками видеосигнала для видеосерверов Avantpost, плат VE16 и IPкодеров сторонних производителей служат аналоговые видеокамеры.

Каканалоговые, так и IP-камеры могут быть поворотными. Серверная часть системывключает в себя компьютеры с установленными на них сервернымипрограммными компонентами различного типа:- центральный сервер — ядро системы, обеспечивающее функции авторизации иуправления;- интеллектуальный сервер NetScale маршрутизации видеопотоков отвидеосерверов Avantpost;- интеллектуальный сервер NetScaleIP маршрутизации видеопотоков от IP-камери IP-кодеров;- сервер архивации видеоданных, который формирует и хранит архив системы.В системе дополнительных серверных программных компонентов,реализующих функции видеоаналитики, используются:- сервер видеоанализа, обеспечивающий расширенное детектирование различныхобъектов и событий в зоне контроля;- сервер статистики, который предназначен для статистической обработкиданных видеоанализа.1.3 Программные средства обработки видеоинформации.

ВидеоаналитикаДля проведения более углубленной обработки видеоинформации иавтоматизации процессов наблюдения (видеоаналитики) требуется мощноепрограммное обеспечение и соответствующее аппаратное обеспечение дляпостпроцессорной обработки [10].Здесь под видеоаналитикой, понимается технология, использующаяметоды компьютерного зрения для автоматизированного получения различныхданных на основании анализа последовательности изображений, поступающих свидеокамер в режиме реального времени или из архивных записей.Видеоаналитика представляет собой программное обеспечение для работыс видео контентом.

В основе программного обеспечения лежит комплекс16алгоритмов машинного зрения, позволяющих вести видео мониторинг ипроизводить анализ данных без прямого участия человека. При этом, алгоритмывидеоаналитики могут быть интегрированы в различные приложения, связанныес распознаванием и классификацией изображений.Практически во всех продвинутых камерах для видеонаблюдения(видеодетекторы) имеется, как минимум встроенный детектор движения. Однакораспознавание и классификация выявленного объекта, с помощьюсоответствующих алгоритмов выполняется обычно на видеосервере иливидеорегистраторе.

Для этого используют специализированные IP видеосерверыдля видеоаналитики. При этом во всех, или почти во всех случаях, оба этапаработы детектора – получение метаданных и проверка события – выполняютсяна одном и том же устройстве.Видеоаналитика автоматизирует четыре функции средств охраны:обнаружение, слежение, распознавание и прогнозирование. В процессеэксплуатации системы видеонаблюдения все четыре функции выполняютсямногократно, обеспечивая непрерывное уточнение гипотез о количестве,местоположении и типах объектов в контролируемой зоне, а также устранениеизбыточности в результатах. В частности, периметральная видеоаналитикавыполняет все четыре функции: непосредственно обнаружение, слежение (дляисключения повторных срабатываний по одному объекту), распознавание (дляминимизации ложных срабатываний, вызываемых животными и другим«шумом» окружающего мира) и прогнозирование (для слежения при временномпропадании объекта из поля).

Здесь под распознаванием можно пониматьширокий спектр задач — от классификации объекта на цель/шум доидентификации или верификации объекта по биометрическим признакам.Главное преимущества видеоаналитики состоит в автоматическомвыделении метаданных из потока видеоданных без участия оператора.Полученные метаданные могут быть, в дальнейшем, использованы для быстрогопоиска в видеоархиве, рассылки тревожных оповещений и сбора статистики.