Zaawansowana analityka wideo Firmy Aimetis

Analityka wideo na świecie

Analityka wideo i kolejny krok do przodu w dziedzinie wydajnej analityki – wszystko dzięki zaawan­so­wanej analityce wideo Firmy Aimetis.

Techno­logia stosowana w kamerach wykorzy­sty­wanych do monito­ringu nieustannie rozwija się. Obecnie na świecie najbar­dziej popularne i najchętniej wykorzy­stywane są kamery pracujące w rozdziel­czości HD4K. To właśnie one są w stanie zapewnić najdo­kład­niejszy materiał filmowy i dlatego też są najczę­ściej wybierane przez osoby odpowie­dzialne za zapew­nienie bezpie­czeństwa na odpowiednim poziomie.

W najnowszym raporcie IFSEC Global przed­sta­wiono stano­wisko specja­listów związanych z branżą bezpie­czeństwa, których zapytano o najistot­niejsze funkcje wykorzy­stywane przez nich w swojej codziennej pracy związanej z nadzorem wideo.

Okazało się, że aż 74% respon­dentów uważa, iż rozdziel­czość Full HD (62%) lub 4K (12%) to jeden z najistot­niej­szych parametrów. Z kolei dla ponad połowy specja­listów (54%), bardzo istotną kwestią jest posia­danie przez system nadzoru odpowiedniej analityki wideo. Zarówno nagrania wideo w dobrej jakości HD, jak i możliwość przepro­wa­dzenia analizy posia­danego materiału wideo mają ogromne znaczenie dla profe­sjo­na­listów związanych z branżą security. I właśnie tutaj dostrzeżono, że pojawił się pewien problem.

W praktyce te dwie najważ­niejsze funkcje trudne były do uzyskania. Wszystko zmieniło się teraz – dzięki zaawan­so­wanej analityce wideo HD Aimetis.

Moc procesora a rozdzielczość obrazu

Materiały wideo nagrywane w wysokiej rozdziel­czości zapew­niają odpowiedni poziom szcze­gó­ło­wości obrazu, ale wiążą się z wysokim wykorzy­staniem zasobów procesora. Niezbędna moc oblicze­niowa jeszcze wzrasta gdy chce się przepro­wa­zadzać zaawan­sowana analitykę wideo.

Dlatego firma Aimetis posta­nowiła opracować techno­logię umożli­wiającą uzyskanie kompromisu pomiędzy dobrą jakością obrazu, a możli­wością wykorzy­sty­wania zaawan­so­wanej analityki wideo, tak aby te dwa istotne parametry były na wysokim poziomie i były osiągalne w codziennej pracy.

Wynikiem badań i pracy Aimetis jest opraco­wanie i wprowa­dzenie techno­logii Adaptive Analytic Resolution. Techno­logia ta, dostępna jest zarówno w oparciu o serwerowe narzędzia Outdoor People and Vehicle Tracking (OPVT) jaki i wbudowaną w kamerę analizę wideo Aimetis Outdoor Object Tracking (AOOT). Techno­logia Adaptive Analytic Resolution to istotny przełom, bowiem umożliwia dokładną i bardzo wydajną analizę wideo przy zacho­waniu odpowiedniej ilości kamer pracu­jących w rozdziel­czości HD.

Dlaczego dokładna analiza wideo wysokiej rozdziel­czości jest trudna? Rozważmy pewien przypadek takiej samej kamery z takim samym obiek­tywem. Im kamera posiada wyższą rozdziel­czość, tym dokładniej i dalej widoczne są obiekty w kadrze. Poniższy obraz przed­stawia opisaną sytuację – obiekt w tym samym miejscu w ramce – ale w trzech różnych rozdziel­czo­ściach.

 

Przy rozdziel­czości 640x360, która zazwyczaj używana jest podczas analizy wideo, osoba, która stoi na końcu parkingu jest ledwie widoczna. Przy rozdziel­czości HD 1280x720 (720p) już widać, że jest to osoba,ę, a z kolei przy rozdziel­czości Full HD 1920x1080 (1080p) możemy dostrzec jakieś szczegóły postaci. Różnice te są bardzo dobrze widoczne po dokonaniu zbliżenia danej osoby.

Przykład 1 — rozdzielczość

Im wyższa rozdziel­czość, tym więcej pikseli jest w ramce. To z kolei powoduje wzrost obliczeń anali­tycznych. W tym właśnie tkwi sedno kompromisu pomiędzy trady­cyjnym przetwa­rzaniem danych i obrazem HD. Faktycznie, ramka 720p ma cztery razy więcej pikseli niż ramka 640x360, a ramka 1080p ma dziewięć razy więcej pikseli, niż ramka 640x360.

Typowy algorytm wykorzy­stywany w analizie wideo będzie musiał przetworzyć każdy pojedynczy piksel w ramce, tym samym generując liniową zależność między obcią­żeniem procesora a rozdziel­czością wideo. Oznacza to, że ramka 1080p będzie zużywać dziewięć razy więcej (a ramka 720p cztery razy) zasobów oblicze­niowych niż ramka 640x360.

Przykład 2 — ilość kamer

Jakie to ma dla nas znaczenie? Rozważmy drugi przypadek. Załóżmy, że mamy serwer z wystar­cza­jącymi zasobami procesora do urucho­mienia analizy wideo w rozdziel­czości 640x360 na 36 kamerach. Na tym samym serwerze możemy uruchomić analizy obrazu w rozdziel­czości 720p tylko na 9 kamerach, a w rozdziel­czości 1080p już tylko na 4.
Oznacza to, że im wyższa rozdziel­czość wideo, tym więcej szcze­gółów na obrazie możemy zobaczyć, ale tym samym znacznie musimy ograniczyć ilość kamer, które mogą być urucho­mione na serwerze.

I tu docho­dzimy do sedna – czym tak naprawdę jest techno­logia Adaptive Analytic Resolution.
Aby móc stosować kamery pracujące w rozdziel­czości HD i mieć możliwość obser­wo­wania szcze­gółów obrazu i obiektów znajdu­jących się w znacznej odległości od kamery, a także ograniczyć koszty anali­tycznego przetwa­rzania wideo. Aimetis opracował techno­logię Adaptive Analytic Resolution dla analiz wideo OPVTAOOT.

Techno­logia ta zakłada, że wysoka rozdziel­czość HD jest potrzebna tylko do wykry­wania obiektów znajdu­jących się w dużej odległości od kamery, a obiekty zloka­li­zowane bliżej kamery mogą być z powodzeniem śledzone przy zasto­so­waniu niższej rozdziel­czości. (Przykład 3)

Przykład 3 — technologia Adaptive Analytic Resolution

W przykładzie 3 przed­sta­wiono działanie techno­logii Adaptive Analytic Resolution. Widzimy ramkę 720p wykorzy­stującą jedynie 158216 pikseli (aż 83% mniej, niż orygi­nalna ramka 720p i 31% mniej niż ramka 640x360) wciąż zacho­wując niezbędną ilość infor­macji potrzebnych do wykrycia i śledzenia obiektów znajdu­jących się zarówno blisko, jak i daleko od kamery. Co w takim razie sprawia, że techno­logia Adaptive Analytic Resolution jest tak wyjątkowa?

Korzy­stając z techno­logii Adaptive Analytic Resolution (tj. OPVTAOOT) możemy wykrywać i śledzić odległe obiekty w rozdziel­czości HD, ale wykorzy­stując ułamek zasobów procesora jakie byłyby konieczne do przetwo­rzenia obrazu w pełnej rozdziel­czości HD,. Dzieje się tak za sprawą inteli­gentnego algorytmu, który automa­tycznie i wydajnie obniża rozdziel­czość w sytuacjach, w których nie jest wymagana jakość HD.  W sytuacjach gdy jest wymagana wysoka rozdziel­czość, automa­tycznie do niej przechodzi. Dodatkową zaletą jest także wykorzy­stanie głównego kanału zapisu HD, bez potrzeby korzy­stania z dodat­kowego strumienia anali­tycznego.

Wróćmy do wcześniej­szego przykładu serwera z ilością zasobów procesora zdolnego do urucho­mienia 36 kamer przy rozdziel­czości wideo 640x360. W tym przypadku zwięk­szenie rozdziel­czości do 720p zmniej­szyło liczbę kamer, które mogą być urucho­mione na serwerze z 36 do 9.

W przypadku gdy korzy­stamy z techno­logii Adaptive Analytics Resolution. W rozdziel­czości 720p możemy uruchomić 24 kamery wykorzy­stując serwer o tych samych parame­trach (czyli o 15 kamer HD więcej lub inaczej licząc 2,7 razy więcej kamer w porów­naniu do konwen­cjo­nalnej “nie-adaptacyjnej”rozdzielczości 720p). Jedno­cześnie warto zauważyć, że techno­logia Adaptive Analytic Resolution w rozdziel­czości 720p, jest tak samo skuteczna, jak konwen­cjo­nalny strumień wideo 720p, w wykry­waniu i śledzeniu obiektów, znajdu­jących się zarówno w dalekiej, jak i w bliskiej odległości od kamery.

 

Przykład 4 — podsumowanie

Jak widzimy na nagraniu, osoba idąca w głębi sceny, została zareje­strowana w z wykorzy­staniem 720p Adaptive Analytic Resolution, jest w sposób dokładny wykrywana i śledzona, generując zaledwie 1,5 krotne obcią­żenie procesora strumieniem o niższej rozdziel­czości 640x360 .

Reasu­mując, dzięki techno­logii Adaptive Analytic Resolution możemy się równo­cześnie cieszyć dokład­nością i szcze­gó­ło­wością kamer w rozdziel­czo­ściach HD oraz korzy­ściami z analiz wideo OPTVAOOT bez znaczącego zwięk­szania budżetu na serwery.

Praktycznie możemy mieć ciasto i zjeść ciastko.
Zacho­wujemy dokładność i szcze­gó­łowość kamer monito­ru­jących w rozdziel­czości HD, przy zacho­waniu odpowiedniej wysokiej jakości analiz wideo OPTVAOOT bez znacznego obcią­żenia procesora.

 

na podstawie: http://blog.aimetis.com/