skip to Main Content

Реально или виртуально? Чего мы ждем от 3D-видеонаблюдения

Магическое сочетание букв 3D, сокращение от "3-dimensional" (трехмерный), за последнее десятилетие успело перекочевать из специального жаргона в обыденную речь. Появление трехмерного кинематографа и телевещания окончательно утвердило факт того, что бинокулярное зрение человека возможно обмануть с помощью хитроумной техники, подсунув зрителю вместо реального объекта специально обработанную пару изображений — каждому глазу свое.

Сегодня изобретать маркетологами потребительского рынка сроки неплохо приживаются и в профессиональных средах. Повсеместно распространена аббревиатура HD (высокое разрешение) уже вовсю красуется на этикетках камер видеонаблюдения, несколько потеснив неплохо раскрученные в области бытовых фотокамер "Мегапикселов". Придет "такое красивое" 3D в область прикладного ТВ? Природных предпосылок к этому, пожалуй, не наблюдается. Объемная картинка сегодня скорее прихоть, чем необходимость: главной задачей видеонаблюдения все еще остается охрана. Поэтому рассчитывать на то, что через пару лет на отраслевых выставках вендоры возьмутся убеждать клиентов в преимуществах 3D-дисплеев, не приходится. Возможно, что стереоизображения найдет себе применение в бизнес-приложениях — например, в новейшей пакет Necrosoft Office 3D будут включены объемный текстовый (или уже гипертекстовый?) Редактор, кубические электронные таблицы и средство разработки трехмерных презентаций PomerPoint 3D.

Однако утверждать, что видеонаблюдение в стороне от вездесущего "три-дэ", было бы неправильным. Одно из направлений развития охранных систем, светлое будущее которого не вызывает сомнений — многокамерные сопровождение целей (перемещающихся физических объектов). Такая система отслеживает и анализирует траектории людей и транспортных средств в пределах охраняемого объекта, а не в поле зрения какой-то отдельной камеры. Поскольку в реальных условиях локализация сопровождаемого объекта происходит с определенной вероятностью, система должна иметь определенную свободу в принятии решений без участия оператора — то есть обладать машинным интеллектом. Кроме сопровождения объекта, выделенного оператором системы, здесь может производиться и автоматизированный анализ траекторий на предмет выявления отклонений: нештатный маршрут, случайные перемещения в пределах определенной зоны, повышенная скорость движения и т.п.

Слово Wiki

Бинокулярное зрение — (От лат. Bini — "два" и лат. Oculus — "глаз"), способность одновременно четко видеть изображение предмета обоими глазами-в этом случае животное или человек видит одно изображение предмета, на который смотрит. То есть это восприятие двумя глазами с подсознательным соединением в зрительном анализаторе (коре головного мозга) изображений, полученных каждым глазом, в единый образ. Создает объемность изображения. Бинокулярное зрение также называют стереоскопическим.

В принципе, для большинства охраняемых объектов достаточно и "плоской" интерпретации траекторий. Даже если речь идет о многоэтажном торговом центре, текущее положение цели может интерпретироваться на этажном плане. Однако в сложных системах, где приходится вести сразу несколько движущихся объектов, оператору гораздо легче ориентироваться на "объемной" схеме. Здесь наиболее распространенный способ интерпретации информации, в ряде источников называемый God's view — "Божий глаз". Картинка в данном случае напоминает рентгеновский снимок объекта, на котором присутствуют контуры зданий и сооружений, их конструктивных элементов, мебели и оборудования (wireframe, "проволочная" интерпретация), а цели выделены контрастным цветом. Информации о массовых внедрениях таких систем на реальных объектах обнаружить не удалось, однако исследования в данном направлении идут полным ходом.

Так

Так "Боже глаз" видит аэропорт интерпретациисистемы C-Thru компании Panoptic

Интерпретация информации в описанных системах носит характер, обратный "дополненной реальности": здесь идет речь не о дополнении реального мира мнимыми объектами, а наоборот — о дополнении виртуальной реальности природными объектами (точнее, их интерпретациями в 3D). Некоторые исследователи настаивают на термине "дополнена виртуальная реальность" (AVR
, augmented virtual reality).

Возможности VR, используемые в системах безопасности, позволяющие в определенных пределах варьировать точку нахождения наблюдателя. Однако задача принятия решений по ситуации здесь становится очень непростой: чтобы сохранить контроль над объектом, оператору приходится затрачивать значительные усилия на поддержание адекватной пространственной ориентации. Учитывая к тому же факт, что трехмерная интерпретация реальных объектов в сцене не всегда соответствует реальной. Какими бы крутыми не были камеры, оптика и кодеки — искажения при воспроизведении пока еще неизбежны.

Реально или виртуально?  Чего мы ждем от 3D-видеонаблюдения

Схема динамического формирования среды отображения в дополненной виртуальной реальности (AVR)
(Разработка Центра интегрированных медиа-систем Южнокалифорнийского университета, США, 2003 г.)

Одним из вариантов решения этой проблемы в будущем, несколько лет назад предложенных Института инженеров-электронщиков IEEE группой голландских исследователей под руководством Гервина де Хаана, является использование визуализации "от первого лица" (egocentric view). Суть подхода заключается в том, что по модели объекта прокладываются виртуальные маршруты патрулирования с возможностью мгновенного переноса точки обзора в нужное место. Это позволяет заранее предвидеть математику пересчете выводимых на экран изображений с камер с учетом положения оператора на маршруте. Эксперименты ученых из "эгоцентрической" визуализацией позволяют предположить, что операторам охранных систем такая интерпретация обстановки на покажется более привычной и приемлемой. Естественно, что при этом возрастают требования к точности установки камер.

Переход между камерными изображениями А и В при непрерывном ведении цели.  Картинки с камер накладываются на упрощенную 3D-модель объекта с учетом искажений перспективы.

Переход между камерными изображениями А и В при непрерывном ведении цели.
Картинки с камер накладываются на упрощенную 3D-модель объекта с учетом искажений перспективы.
Источник: G. de Haan et al. "Egocentric Navigation for Video Surveillance in 3D Virtual Environments"

На данном этапе разработки вышеописанная система способна работать только с фиксированными камерами видеонаблюдения. Однако принципиально возможно использование и высокоточных PTZ-устройств, а также разного рода датчиков, микрофонов и т.п. Это, по мнению авторов проекта, потребует некоторого усложнения пользовательского интерфейса, в частности, наложение на изображение дополнительной текстовой информации и / или различного рода графических индикаторов. Несмотря на то, что мы периодически встречаем такого рода решения в голливудских боевиках с участием боевых человекоподобных роботов, использование перегруженных информацией дисплеев живыми людьми пока еще толком не изучено. Игроманы, естественно, не в счет: не тот уровень ответственности.

Слово Wiki

Виртуальная реальность, ВР, искусственная реальность, электронная реальность, компьютерная модель реальности (от лат. Virtus — мнимый, воображаемый и лат. Realis — вещественный, действительный, существующий-англ. Virtual reality, VR) — созданный техническими средствами мир (объекты и субъекты), передаваемый человеку (посетителю этого мира) через его чувства: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как действие, так и реакции на воздействие. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени.

При планировании и привязке многокамерных систем обычно отталкиваются от пространственной (3D-) модели охраняемого объекта. В ходе оснащения новых объектов эта задача решается относительно просто: проектирование зданий и сооружений в наши дни давно уже компьютеризировано, и получить от разработчика цифровую пространственную модель объекта достаточно просто. Интерпретация в трехмерной графике сама по себе представляет интерес, поскольку по такой модели возможно не только выстроить систему видеонаблюдения, но и получить общее представление об уровне защищенности объекта. Например, наложив на модель объекта схему "мертвых зон" датчико
в (они есть у многих сенсоров, например, в повсеместно распространенных пассивных инфракрасных), можно обнаружить уязвимости, снижающие эффективность защиты.

Полную версию статьи "Реально или виртуально? Чего мы ждем от 3D-видеонаблюдения" читайте в электронном журнале Security Focus.

Компания: Security Focus (Секьюрити Фокус)

Back To Top