در زمینه امنیت و نظارت پیرامونی راه کار های فراوانی وجود دارد اما استفاده از سیستم های نظارت تصویری مبتنی بر دوربین مداربسته , راه کاری مطمئن و همیشگی خواهد بود . سیستم های نظارت تصویری هوشمند به منظور نمایش تصاویر واقعی و بدون تاخیر در محیط های متفاوت با سوژه های ثابت یا متحرک، به کار می روند. تجمیع این سیستم ها در سیستم های Access Control به منظور تشخیص رفتارهای مشکوک و پرسه زدن افراد خرابکار در مناطق امنیتی و ممنوعه اهمیت قابل توجهی دارد. در این مقاله به بررسی ماژول های پردازش تصویر هوشمند مانند تشخیص و یا ردیابی اشیاء، تشخیص صدا و همچنین ترکیب ورودی و خروجی ها I/O (Digital input & output) بر روی نرم افزار مدیریت تصاویر Vast می پردازیم.
سیستم های نظارت تصویری هوشمند از طریق نرم افزار مدیریت تصاویر مربوطه می توانند به صورت خودکار به شناسایی اشیا در نواحی مشخص بپردازند. استریم های ویدئویی جمع آوری و تبدیل بهmetadata شده و سپس دسته بندی، ذخیره و یا انتقال داده می شود و این مرحله آغاز عملکرد نرم افزار مدیریت تصاویر به صورت هوشمندانه می باشد. پردازش تصاویر از طریق یک الگوریتم ریاضی شروع به تشخیص اشیا متحرک نموده و نیز تغییرات محیطی بی اهمیت را که بصورت پیوسته در تصویر وجود دارند، حذف می نماید. پس از این مرحله پایگاه داده بر اساس اطلاعات مذکور ایجاد می شود، بنابراین امکان جستجو در فضای ذخیره سازی برای کاربر ایجاد شده و در صورت اقدام خرابکارانه و یا رفتار مشکوک از یک فرد خرابکار، هشدار دهنده های تعبیه شده در خروجی دستگاه شروع به عمل می نمایند.
علت کاربرد آنالیتیک تصویر
اخیرا با گسترده شدن شبکه های نظارت تصویری تحت شبکه و رشد روز افزون تکنولوژی های دوربین ها و استفاده از این سیستم ها در پروژه هایی با ابعاد وسیع همچون فرودگاها، ایستگاه های قطار و … نیاز به فضای ذخیره سازی با ظرفیت بالا جهت مشاهده و ضبط تصاویر امری اجتناب ناپذیر است. لذا امکان آنالیزکل تصاویر توسط ادمین شبکه به هنگام وقوع حادثه به دلیل حجم بالای اطلاعات به مراتب دشوارتر خواهد گردید. بنابراین شرایط مذکور منجر به پیشرفت هایی در پردازش تصاویر شده و فضای ذخیره سازی تنها در هنگام وقوع رویدادی خاص اشغال خواهد شد و نتیجتا هم در فضای ذخیره سازی صرفه جویی شده است و هم امکان جستجو به مراتب آسان تر خواهد گردید.
فواید استفاده از آنالیتیک تصویر
عملکرد پیوسته و ثابت به صورت 24 ساعته در 7 روز هفته
امکان اعلام هشدار و پس از آن وقوع برخی اقدامات دیگر از قبیل بزرگنمایی و یا فوکوس روی نقاط موردنظر جهت دستیابی به اطلاعات بیشتر
کاهش پهنای باند مصرفی بعلت انتقال تصاویر ضبط شده تنها در رویدادهای خاص تعریف شده
جستجوی سریع و آسان در تصاویر ضبط شده به علت محدود شدن رکورد بر اساس رویدادهای به وقوع پیوسته
شناسایی اشیا تعریف شده در تصاویر به صورت خودکار و ردیابی پیوسته آن ها
محدودیت ها ی استفاده از سیستم آنالیتیک تصاویر
تشخیص حرکات معمولی از فعالیت های مشکوک معمولا کار دشواری است. به عنوان مثال در حالتی که سرعت شئ در حال حرکت از سرعت آستانه تعریف شده در سیستم بیشتر باشد و از سویی دیگر شدت حرکت، مجاز باشد، تعداد هشدارهای اشتباه و خطا در سیستم افزایش می یابد. از طرفی اگر سرعت آستانه در حال افزایش باشد امکان شناسایی نشدن آن رویداد نیز وجود خواهد داشت. همچنین تغییرات نوری در پشت تصویر شی در حال حرکت باعث بوجود آمدن خطا در سیستم خواهد شد. این تغییرات محیطی شامل حرکت نوری از خورشید و ابرها، تشکیل سایه و وزش باد بر روی درختان می باشد.
لذا استفاده از این سیستم ها در محیط های غیر قابل کنترل (محیط های بیرونی) موثر نخواهد بود در حالتی که در محیط های داخلی به دلیل پایدار بودن شرایط نوری موثر و کاربردی می باشد.
در زیر به بررسی برخی از این قابلیت ها در نرم افزار Vast و دوربین های ویوتک می پردازیم:
تشخیص حرکت (Motion Detection)
یکی از ابتدایی ترین ومتداول ترین قابلیت های آنالیتیکی نرم افزار های مدیریت تصاویر دوربین های مدار بسته، تشخیص حرکت اشیا می باشد. بدین گونه که تمامی حرکات در محل مورد نظر، نشستن گردوغبار بر روی لنز دوربین و رطوبت و دستکاری لنز، توسط نرم افزار دوربین قابل تشخیص بوده و متناسب با اتفاق مورد نظر تعریف شده در نرم افزار، عکس العمل متناسب که از قبل توسط کاربر تعریف شده، اتفاق خواهد افتاد. مکانیزم تشخیص حرکت و یا تغییر در تصویر بر مبنای مقایسه فریم ها در تصویر صورت می گیرد، به این صورت که هر فریم با فریم قبلی مقایسه شده و در صورت تشخیص مغایرت، نرم افزار، فرمان های مورد نظر را جهت عکس العمل تعریف شده ارسال می کند.
تفکیک تصاویر با در نظر گرفتن تغییرات نوری به دلیل عوامل محیطی بخصوص در محیط های بیرونی یکی از مشکلات اساسی در آنالیتیک تصاویر می باشد. منجر به حداقل رساندن فضای ذخیره ساز و بهینه کردن پهنای باند می شود.
در این روش تصویر در هر فریم با تصویر مرجع که همان تصویر پس زمینه ((Background است،م قایسه می گردد. تفاوت در پیکسل ها و شدت تغییرات آن باعث می شود که تصویر در آن ناحیه شناسایی شده و از پس زمینه حذف گردد. با توجه به حساسیت بالای این سیستم ها به تغییرات محیطی، لذا استفاده از این قابلیت برای محیط هایی که از لحاظ نوری کنترل شده هستند (محیط های داخلی) بسیار مناسب می باشد، و نیز با به کارگیری این قابلیت فضای ذخیره سازی کمتری اشغال شده و به پهنای باند کمتری جهت انتقال تصاویر نیاز می باشد.
منطقه ممنوعه(Field Detection)
پس از تعریف ناحیه موردنظر در زاویه دید دوربین، امکان نظارت آن ناحیه فراهم شده و در صورت ورود و خروج اشخاص و یا اشیا، امکان نظارت خودکار ایجاد می شود و در ادامه پیغام وقوع این رویداد نیز بر روی نرم افزار مدیریت تصاویر نیز ظاهر می گردد.
پرسه زدن(loitering)
تشخیص پرسه زدن یکی دیگر از قابلیت های ماژول آنالینیک که به منظور هشدار به موقع و بدون تاخیر در ناحیه ی مانتیتورینگ استفاده می شود. با مشخص کردن ناحیه موردنظر، حرکات مشکوک توسط ماژول مذکور در نرم افزار شناسایی می شود. به علاوه ماژول فوق در تمام شرایط محیطی به صورت کامل و بی نقص قابلیت استفاده و تنظیم را دارد.
تشخیص صدا (Audio Detection)
ردیابی حوادث از طریق اصوات در سیستم های نظارتی مبتنی بر دوربین ها معمولا کار پیچیده ای می باشد. همین امر موجب عدم تشخیص بسیاری از حوادث از دید کاربر می باشد. از طرف دیگر اپراتورها و کاربران همیشه قادر به تفسیر اطلاعات در محیط های بدون صدا نخواهند بود .تشخیص صدا در دوربین های ویوتک بر اساس الگوریتم پیچیده و نرم افزار آنالیزگر می باشد. بدین نحو که صدای تشخیص داده شده را از سایر صداهای پس زمینه ای محیط جداسازی نموده و همانند گوش انسان به دنبال اثر در صدا می باشد.
وقتی که سنسور تشخیص صدا، صداهای معمول محیط را از صداهای خاص، مانند فریاد انسان، شکستن لیوان و یا شلیک گلوله تشخیص می دهد، سیستم بلافاصله یک هشدار در قالب های مختلف همچون ارسال پیغام بر روی گوشی، ایمیل،buzzer و یا فعال شدن یک سنسور بر روی DO/DI دوربین، ارسال خواهد کرد.
عبور از خط (line Crossing)
نحوه عملکرد این ماژول بر روی دوربین ها به این صورت می باشد که کاربر یک خط مجازی روی تصویر دوربین در ناحیه مورد نظر ترسیم نموده و در صورت عبور شخص و یا شی از خط مجازی تعریف شده، عکس العمل متناسبی که توسط کاربر از قبل تعریف شده است، به وقوع می پیوندد. تشخیص عبور از خط مجازی فوق هم می تواند از چپ به راست و هم از راست به چپ و هم از هر دو سمت تعریف شود. ماژول های عبور از خط (Line Crossing) و منطقه ممنوعه (Field detection) در دوربین های ویوتک در جهت نظارت و کنترل عبور و مرور مناطق ممنوعه و حفاظت شده از قبیل مناطق نظامی، ایستگاه های قطار و دیگر مناطق کاربرد فراوانی دارند.
شمارش اشیا/اشخاص (Object Counting)
شمارش اشخاص و اشیا یکی از معمول ترین موارد کاربردی در مکان های پر رفت و آمد همانند فروشگاه ها می باشد. به عنوان مثال با استفاده از ماژول فوق، می توان نقاط شلوغ فروشگاه را شناسایی نموده و از آن در جهت تبلیغات استفاده نمود و یا با شمارش تعداد افرادی که وارد فروشگاه می شوند اطلاعات کاربردی در خصوص اوج کار فروشندگان و یا حتی نحوه برخورد آن ها با مشتریان اطلاعات ارزشمندی به دست آورد. همچنین در سیستم های حمل و نقل شهری برای دریافت تعداد وسایل نقلیه و نیز شمارش تعداد مسافرین می توان با استفاده از این ماژول اطلاعات قابل توجهی دریافت نمود.
حال با توجه به توضیحات فوق، پس از پردازش تصاویر در نرم افزارهای VMS می توان از اطلاعات بدست آمده در جهت تصمیم گیری های مهم در عرصه های مختلف از قبیل بازرگانی و فروش و هم چنین بالا بردن راندمان سیستم ها استفاده نمود. دوربین های FE8174/74V و FE8173 با پشتیبانی از ماژول های آنالیتیک فوق می توانند کاربردهای فراوانی در سیستم های نظارت تصویری و امنیتی ارائه نمایند.