Рождение сверхновой: как появляются новые функции на примере 3D-подсчета ...

Рождение сверхновой: как появляются новые функции на примере 3D-подсчета посетителей

Рождение сверхновой: как появляются новые функции на примере 3D-подсчета посетителей

Видеонаблюдение \\ 25.12.2017 14:15 \\ Macroscop \\ Пермь

Разработка нового решения – это не всегда непроглядное написание кода. Искать, читать, пробовать, печатать на 3D-принтере, приносить что-то из дома, чтобы проверить свою теорию – вот настоящий процесс разработки. И зачастую чтобы создать что-то прорывное, новое, надо отойти от привычных моделей.

компания Macroscop

В предыдущей статье мы рассказывали о модернизации одной из самых популярных функций видеоанализа Macroscop – функции подсчета посетителей.

Мы решили сделать ее лучше, точнее и удобнее для пользователя. Оставался один небольшой вопрос: как это сделать? В нашем случае порядок действий был таким: 

1. Читать научные статьи и публикации;
2. Обсуждать, анализировать и выбирать идеи;
3. Прототипировать и тестировать; 
4. Выбрать и разработать единственную. 

Выполнив первые два шага, мы приняли решение создавать новый подсчет посетителей, который будет базироваться на информации о глубине. Глубина – это расстояние по вертикали от камеры до предметов, попадающих в ее поле зрения. Она дает информацию о высоте того, кто пересекает линию входа-выхода, поэтому позволяет отличать людей от прочих объектов. 

Глубину можно получить несколькими разными способами. И нам необходимо было выбрать, каким именно способом мы будем это делать в рамках нового подсчета. Мы определили 4 приоритетных направления для дальнейшей проработки.

1. Использовать стереонасадку для видеокамеры.

Один из вариантов получения данных о глубине — создать стереонасадку на объектив видеокамеры, которая будет двоить изображение. Далее написать алгоритм, который будет обрабатывать его, совмещать соответствующие опорные точки и получать стереоизображение, которое позволит узнать данные о расстояниях и построить карту глубины.

Забегая вперед отметим, что варианты, предполагающие конструирование чего-либо аппаратного (будь то насадка или устройство) нас привлекали в меньшей степени. Мы разработчики и являемся специалистами в написании алгоритмов и программ. И нам не очень хотелось браться за то, в чем мы не являемся профессионалами.

Сначала мы искали готовые насадки, чтобы проверить наши рассуждения на практике. Но найти вариант, который устраивал бы нас по всем параметрам, не удалось. Тогда мы напечатали свой собственный образец насадки на 3D-принтере, но и он оказался неудачным. 

рис.1. Претотип стереонасадки, напечатанный на 3D-принтере.

В процессе также выяснилось, что использование стереонасадки снижает универсальность решения, так как не на каждую камеру ее можно надеть. Поэтому необходимо было бы либо выпускать линейку разных насадок, либо ограничивать пользователей в выборе камер.

Еще одним ограничением стало то, что стереонасадка существенно сужает поле зрения камеры (раза в 2). Иногда входы-выходы бывают достаточно широкими, такими что, даже обычных видеокамер устанавливают несколько. А если поле зрения камеры сузить вдвое, то это еще усложнит жизнь инсталляторам и повысит стоимость системы. Кроме того, некоторые пользователи хотят не просто считать посетителей, но и получать обзорную картинку со своей видеокамеры.

2. Синхронизировать изображения с двух камер. 

На самом деле от этого варианта мы практически сразу отказались. Во-первых, это привело бы к существенному удорожанию решения для пользователя. Во-вторых, решать задачу синхронизации кадров с двух разных камер представлялось нам нецелесообразным. Ее реализация требовала от нас собрать устройство, которое включало бы 2 идентичные камеры, установленные в определенных позициях и на определенном расстоянии друг от друга. Но главное, нам требовалось одновременно получать с этих камер одни и те же кадры. Это уже было сложнее: в камере могут возникать внутренние задержки, и если делать обработку кадров на уровне ПО, то как понимать, в какую миллисекунду пришел тот или иной кадр относительно кадра с другой камеры? 

Мы приняли решение проработать другие варианты.

3. Использовать опыт Microsoft.

Изучая тему глубины изображений, мы нашли исследование от Microsoft. В нем был описан метод использования ИК-подсветки камеры для определения расстояния. Вообще, этот вариант представлялся очень интересным: берем любую камеру с ИК-подсветкой, засвечиваем область, оцениваем яркость и получаем нужные нам данные о глубине. Чем более засвечена область, тем ближе она расположена к камере. Но оказалось, что этот метод хорошо решает только узкие задачи, например, распознает жесты. Потому что разные материалы в разной степени отражают свет.

Поэтому предметы могут по факту находиться на одном расстоянии, но из-за разности материалов и способности поглощать и отражать свет, расстояние до них будет по-разному интерпретироваться. Это мы проверили опытным путем в офисе, когда получили карту для разложенных на одном уровне разных предметов из разных материалов:

Рис.2. Кадр с видеокамеры и полученная для него карта глубины на основе метода с использованием ИК-подсветки (метод 3). Одинаковое расстояние до предметов из разных материалов интерпретируется по-разному.


В итоге, этот алгоритм хорошо работает только на каком-то одном материале, а в нашем случае речь идет об абсолютно неоднородной среде. 

4. Использовать структурную подсветку.

Структурная подсветка по сути тоже работает на ИК-лучах. Только в предыдущем варианте излучаются лучи и измеряется уровень освещенности поверхностей, на которые они попадают, а в текущем — на поверхность излучается картинка (например, круги). Считываются отраженные изображения, и по их размерам и искажениям можно понять, насколько далеко от излучателя расположен тот или иной предмет. В варианте из п.3 карта строится на основании интенсивности лучей (которая напрямую зависит от отражающей способности поверхностей), а в текущем – на основании данных о структуре отраженной картинки, и яркость здесь не учитывается.

Этот вариант представлялся нам наиболее выигрышным. К тому же мы смогли найти подходящее готовое аппаратное устройство со структурной подсветкой. А это означало, что нам не нужно заниматься тем, что не является нашей специализацией (конструировать это самое устройство). Нам оставалось заняться своим делом – написать алгоритм обработки.

Первый прототип мы писали на Kinect (это сенсорный игровой контроллер от Microsoft для распознавания жестов). Ожидания подтвердились, выбранный подход оказался работоспособным — устройство выдавало карту приемлемой глубины и точности. Однако в последствии выяснилось, что для нашей специфики Kinect был удобен не во всем. Прежде всего это USB-устройство, что не вписывается в инфраструктуру наших пользователей (IP-видеосистемы). Поэтому нам пришлось бы что-то надстраивать над ним или поставлять в комплекте переходник с USB на сетевой вход. Вторым весомым ограничением стало то, что Kinect не обладает вычислительной мощностью. Учитывая, что сама по себе карта глубины в чистом виде весит довольно много, без обработки и сжатия на борту устройства, ее было довольно проблематично передавать по сети.

Окончательная реализация 3D – подсчета включает иное устройство со структурной подсветкой. Оно обладает самостоятельной вычислительной мощностью, которая в текущей реализации используется для сжатия карты глубины, благодаря чему разгружается сеть. А о том, как происходит та самая программная обработка и осуществляется подсчет, мы уже подробно написали в статье «Глубокий расчет. Как 3D-технологии помогают считать людей и делают жизнь проще?».

P.S.:

Разработка нового решения – это не всегда непроглядное написание кода. Искать, читать, пробовать, печатать на 3D-принтере, приносить что-то из дома, чтобы проверить свою теорию – вот настоящий процесс разработки. И зачастую чтобы создать что-то прорывное, новое, надо отойти от привычных моделей работы.

 

Статьи Видеонаблюдение

Один на всех: как разорвать замкнутый круг сложностей при разработке коробочного продукта

Один на всех: как разорвать замкнутый круг сложностей при разработке коробочного продукта

Видеонаблюдение \\ 22.11.2017 10:00 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Имеет ли значение, делаем мы универсальный продукт для многих или разрабатываем индивидуально для конкретного пользователя? Когда речь идет о видеоанализе, это имеет просто принципиальное значение.

Глубокий расчет.  Как 3D-технологии помогают считать людей и делают жизнь проще?

Глубокий расчет. Как 3D-технологии помогают считать людей и делают жизнь проще?

Видеонаблюдение \\ 08.11.2017 12:18 \\ Macroscop \\ Комментарии()

По нашей оценке, при работе с интеллектуальными модулями во главу угла пользователи ставят точность и простоту управления функцией. Когда мы приняли концепцию развития продукта Macroscop через его упрощение, одной из локальных вех этого упрощения стала переработка популярного подсчета посетителей.

IDIS рассказал SourceSecurity о результативности технологий Машинного Обучения и Искусственного интеллекта

IDIS рассказал SourceSecurity о результативности технологий Машинного Обучения и Искусственного интеллекта

Видеонаблюдение \\ 03.11.2017 16:17 \\ IDIS Russia \\ Комментарии()

Потенциальное воздействие нейросетей и искусственного интеллекта (ИИ) проясняется на рынке только сейчас. Такие поставщики систем видеонаблюдения, как IDIS, развивают технологии машинного обучения и начинают работы по их внедрению через несколько месяцев.

Особенности проектирования видеонаблюдения с IP-камерами fish-eye

Особенности проектирования видеонаблюдения с IP-камерами fish-eye

Видеонаблюдение \\ 15.09.2017 12:57 \\ Видеомакс, ООО \\ Комментарии()

Камеры типа fish-eye стоят особняком среди других камер — знают про них многие, но особенности их применения мало кому известны

Видеонаблюдение в кафе от 3С ГРУПП. Как выбрать видеонаблюдение в кафе, бар, ресторан?

Видеонаблюдение в кафе от 3С ГРУПП. Как выбрать видеонаблюдение в кафе, бар, ресторан?

Видеонаблюдение \\ 29.08.2017 15:34 \\ 3С ГРУПП \\ Комментарии()

Трудно не согласиться с тем фактом, что современны кафе, рестораны бары представляют собой отлично функционирующий механизм, который отличается своей спецификой. Большое количество разнообразных услуг, готовка всевозможных блюд, поток посетителей, благодаря чему, здесь постоянно присутствует поток денежных средств. Для того чтобы быть в курсе всего происходящего в таких заведениях, отслеживать работу сотрудников, предотвращать очаги загорания, несанкционированное проникновение, определять злоумышленников, многие владельцы такого рода бизнеса, устанавливают видеонаблюдение в кафе, ресторане, баре

3D-подсчет посетителей: чем обусловлена высокая точность?

3D-подсчет посетителей: чем обусловлена высокая точность?

Видеонаблюдение \\ 25.08.2017 15:27 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Для того, чтобы минимизировать настройку и сделать работу для пользователя максимально простой и удобной, в 3D-подсчете реализован ряд сложных технологий обработки и анализа данных с видеокамеры.

Видеонаблюдение для квартиры от 3С ГРУПП. Как выбрать камеры видеонаблюдения для квартиры?

Видеонаблюдение для квартиры от 3С ГРУПП. Как выбрать камеры видеонаблюдения для квартиры?

Видеонаблюдение \\ 14.08.2017 12:10 \\ 3С ГРУПП \\ Комментарии()

Наверняка, многие жители нашей страны, предпочитают хранить ценные вещи у себя дома. Именно поэтому, особенно в последнее время, возросло количество краж, из-за которых люди лишаются дорогостоящей техники, денежных средств и прочих материальных благ. Для того чтобы обезопасить своё жильё, существует видеонаблюдение для квартиры.

Разработка в собственном соку или как мы поняли, что занимаемся не совсем тем, что нужно пользователям

Разработка в собственном соку или как мы поняли, что занимаемся не совсем тем, что нужно пользователям

Видеонаблюдение \\ 17.07.2017 12:34 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Вы когда-нибудь задумывались над тем, что тысячи компаний создают свои продукты и технологии в отрыве от пользовательских потребностей и решают самостоятельно придуманные проблемы, которые слабо коррелируют с реально существующими?

Как найти вектор развития программного продукта? Планирование как наука

Как найти вектор развития программного продукта? Планирование как наука

Видеонаблюдение \\ 12.07.2017 11:23 \\ Macroscop \\ Комментарии()

Основной принцип, по которому мы развиваем Macroscop сегодня – «услышать пользователя и сделать то и так, как ему нужно». При этом мы уверены, что путь исключительно удовлетворения текущих потребностей пользователей не может сделать компанию абсолютным лидером рынка.

Тенденции развития систем видеонаблюдения

Видеонаблюдение \\ 29.06.2017 12:01 \\ Комментарии()

В современном мире технологии не стоят на месте, и системы видеонаблюдения не являются исключением. Это связано в первую очередь с тем, что системы видеонаблюдения являются одной из ключевых составляющих комплексных систем безопасности, а помимо этого - все больше начинают использоваться во всех сферах жизнедеятельности человека. На данный момент системы видеонаблюдения активно применяются для контроля в научных экспериментах, они осуществляют контроль на промышленных предприятиях технологического производства, обеспечивают безопасность, при проведении разнообразных политических и общественных мероприятий осуществляют их прозрачность и честность, а так же используется во многих других местах.

Книги

Системы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации

ISBN: 978-5-7695-6218-1
Год: 2010 (май)
Страниц: 512

 

 

Учебное пособие представляет собой 5-е издание, дополненное и переработанное. Книга незаменима при обучении специалистов по монтажу любых видов сигнализаций: пожарных, охранных и охранно-пожарных. Представлены также общие сведения об организации охраны на объекте.

Технические средства охраны

Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения

ISBN: 978-5-9912-0025-7
Год: 2008
Страниц: 496

 

Учебное пособие поможет при прохождении теоретических курсов специалистами в области охраны. Здесь есть всё об эксплуатации технических средств охраны. Это второе, дополненное издание, созданное на основе лекций.

Технические средства охраны

Системы контроля и управления доступом

Год: 2010
Страниц: 272

 

Книга адресована широкому кругу лиц, занятых в области службы безопасности на различного уровня объектах. Прилагается перечень нормативных материалов.

 

Технические средства охраны

вверх