skip to Main Content

Смотри и учись

Фрэнк Д. Ройленс
Источник: Baltimore Sun

Анализируя язык жестов, хода и другие движения тела человека, программное обеспечение по распознаванию поведения помогает в поимке преступников, а также может оказаться и полезным в борьбе с терроризмом, и применяться в медицинских целях.

Одиноко стоит мужчина смотрит вдоль улицы в одну и другую сторону, очевидно, в ожидании кого-то. Подъезжает автофургон. Мужчина говорит что-то водителю, садится в кабину, и фургон уезжает.

Через несколько минут в квартале от этого места двумя мужчинами выскочили из автофургона, была ограблена женщина-нападающие угрожали ей огнестрельным оружием. Никто из очевидцев так и не смог описать службе безопасности и полиции Балтимора, как выглядел этот фургон.

Казалось бы, и следует этого июньского инцидента простыл, но на этот раз скрыться преступнику не удалось — сдали. В раскрытии ограбления на улице Лавгроув роль информатора сыграла … технология.

Программное обеспечение по распознаванию поведения позволяет компьютерам поставить операторов в известность о том, что кто-то или что-то выглядит подозрительным. Система, установленная в Хопкинс, использует один и тот техническое средство для того, чтобы отслеживать отклоняются от нормы движения, фиксируемые дюжинами камер — куда больше, чем может осилить наблюдатель.

Компьютерный анализ того, как люди и объекты выглядят и перемещаются на видео, стал одним из предметов разработки в том числе и для инженерной школы имени Джеймса Кларка в университете штата Мериленд — чтобы использовать полученные результаты для целей видеонаблюдения, обеспечения безопасности, противодействия терроризма и даже в медицине.

Система безопасности города Хопкинс сделала видеозапись подозреваемых в ограблении с камеры, установленной на улице Лавгроув. Программа отфиксированной нештатное поведение, сопоставила его с тем, что время было позднее, и поставила в известность дежурного на пульте управления.

Именно план улице Лавгроув был отобран компьютером с поступали на тот момент на него изображений с 89 камер, установленных в студенческом городке. Изображение было выведено на экран монитора дежурного офицера полиции, причем фигура человека, чье поведение компьютер признал подозрительным, оказалась заключена в прямоугольную рамку желтого цвета. Женщина-офицер быстро увеличила изображения и зафиксировала кадры подозреваемых, фургона и его номерного знака.

После того как жертва ограбления сообщила о происшествии в полицию, номерной знак в течение лишь нескольких часов вывел полицейских на взятый напрокат грузовик и подозреваемого, числился в полицейском картотеке. Жертва узнала нападавшего по фотографии. Через несколько дней преступник был арестован, обвинен в еще одном преступлении — и ему были предъявлены обвинения в обоих.

"Если бы у нас не было этой видеосистемы или она не смогла бы зафиксировать событие, мы бы его упустили," — говорит Эдмунд Скродзьки, исполнительный директор студенческого городка Хоумвуд в Хопкинса. — "Одиночку уследить за 89-ю экранами нереально. Тут без помощи не обойтись, и технология распознавания поведения раз эту помощь и предоставляет."

Технология привлекла к себе интерес и финансовые средства Пентагона и Департамента национальной безопасности. Кое-что из этих средств досталось и Университета штата Мэриленд в Колледж-Парке, где профессор электрических и компьютерных дисциплин Рама Челлаппа возглавляет университетский центр исследований в области автоматизации. Его работа — создание высокотехнологичных способов классификации людей и их поведения по видео.

Одно из направлений — анализ хода. То, как люди ведут себя на ходу, может о многом рассказать, — говорит Челлаппа.

Мужчина это или женщина? Размахивает ли он обеими руками, а может быть, что-то несет? Каковы его рост, вес, насколько тяжела его ноша? Виден предмет, который он несет, или он постарался укрыть свою ношу от посторонних глаз? Решил он предмет и ушел?

Компьютер в состоянии даже проверить, не сталкивался он с такой походкой ранее. А вообще, не известен нам этот человек?

Некоторые американцы вправе поставить вопрос, а хорошо ли это — таким образом наблюдать за людьми, не грозит это частная жизнь граждан? Скродзьки утверждает, что никто в Хопкинса до сих пор на это не жаловался. "Даже если так — мы в последнее время просто завалены положительными отзывами от руководства факультетов, студентов и преподавательского состава по поводу того, насколько мы им повысили уровень комфорта," — говорит он с уверенностью.

Система камер Хопкинса осматривает раскинулся на 140 акрах студенческий городок и его окрестности, значительно разросшись с момента прихода Скродзьки на эту должность в середине 2005 года, когда камер было всего 32. За событиями можно наблюдать на большом экране центра управления, отображающий до 19-ти планов одновременно.

Программное обеспечение для этой системы были разработаны компанией Cernium Corp. с Рестон, шт.Вирджиния, специализирующаяся на электронных системах безопасности. Программа распознает и ставит очередных сообщено о регистрации 18-ти различных типов поведения, в том числе слишком быстро движущихся или, наоборот, оказались на одном месте людей, внезапно остановились или движущиеся с недопустимо большой скоростью транспортные средства, накапливается или рассеивается толпа, оставлены без надзора предметы и упавших людей.

Кроме слоняются по улицам Лавгроув грабителя, система помогла работникам службы безопасности выявить и несовершеннолетнего подростка в ходе его попытки угнать мотоцикл, что привело к аресту. Еще один молодой человек был зафиксирован камерами пачкать стены зданий студгородка с помощью аэрозольного баллончика с краской — и также арестован.

Скродзьки рассказал, как однажды ночью по сигналу системы охранники испугали велосипедного вора — тот успел скрыться, выронив ножницы по металлу, но велосипед оставил в покое.

Другим потенциальным преступникам с помощью автоматической тревожной сигнализации были преподаны уроки того, как не нужно пытаться проникнуть в женский клуб, дергать дверные ручки и залезать в припаркованы в студенческого городка автомобили.

"Для нас это просто фантастика," — говорит Скродзьки. — "Мы стали больше реагировать на сигналы тревоги, и это хорошо, потому что главное в нашем деле — предотвратить преступление."

Количество случаев кражи велосипедов в осенне-зимнем семестре снизилось с 25 до всего лишь трех сравнению с 2005 годом. В 2006 году общее количество преступлений упало на 20 процентов. И Скродзьки считает, что ключевую роль в этом сыграло применение программного обеспечения по распознаванию поведения.
У Пентагона и Департамента нацбезопасности масштабы потребностей, естественно, другие.

Челлаппа с Колледж-Парке рассказал, что Пентагон стал проявлять интерес к средствам удаленного выявления угроз безопасности с 1996 года, когда в Саудовской Аравии топливозаправщик террористов въехал в жилой комплекс Хобарте Тауэрс и был там взорван, унесшего жизни девятнадцати американских служащих и одного местного жителя. Более трехсот человек получили ранения.

Понятно, что слишком опасно было бы подпускать потенциальных террористов настолько близко к пунктам пропуска, чтобы их можно было идентифицировать по отпечаткам пальцев или радужной оболочке глаза. Для этого агентство DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, Агентство перспективных исследовательских проектов для нужд обороны) приступило к финансированию исследований, способных открыть новые способы обнаружения подозрительной активности на безопасном расстоянии.

В 2000 году Челлаппа приступил к работам по распознаванию походки совместно с Марком Никсоном с Саутхемптонского университета (Англия). Они разработали компьютерные программы с использованием алгоритмов, преобразующих видеозаписи в математически описаны паттерны. Программное обеспечение анализирует паттерны, характеризующие поведение находится в кадре человека, сопоставляя с теми паттернами, которые определены как потенциально опасные.

Например, компьютер может определить, бежит человек, слоняется или без дела или совершает странные телодвижения-или несет он что-нибудь в одной или обеих руках, или прячет где-нибудь на теле-возможно даже зафиксировать изменение походки человека, что говорит о то, что он только что избавился от тяжелой ноши.

Челлаппа разработал алгоритмы распознавания походки и приблизительного определения роста на расстоянии для компании Honeywell International, которая использовала эту математику в ходе работ по осуществлению контракта с Департаментом национальной безопасности, целью которого была разработка эффективных средств автоматизированного обнаружения подозрительных субъектов в аэропортах и оповещения об их появлении работников служб безопасности. Пилотная установка изготовленной компанией Honeywell системы уже эксплуатируется в международном аэропорту Сент-Пол в штате Миннеаполис.

"Если вы обнаружили в поведении кого-то подозрительные признаки и хотите за ним проследить, в пределах одной зоны видимости это не проблема", — говорит Дэн Шефлин (Dan Sheflin), главный инженер подразделения автоматики и систем управления компании Honeywell.

"Однако жестко зафиксировать наблюдение за подозрительным субъектом и получить возможность автоматически" вести "его (если зоны видимости камер не перекрываются) — проблема весьма серьезная … пока еще никому не удавалось ее решить", — сказал он. — "Думаю, однако, что мы сможем предложить свое решение уже через год-два."

По словам Челлаппы, по паттернам роста и телодвижений возможно вычислить и собственный вес человека, и вес переносимых им объектов.

"Если вам точно известен ваш рост и хотя бы примерный вес, я могу построить математическую модель, повесить вам на спину рюкзак и последовательно увеличивать вес на 10, 20, 30 фунтов", — утверждает он. А потом программными средствами создается "библиотека" микроизменений ходы в зависимости от дополнительной нагрузки, к которой могут обращаться компьютеры для приблизительного подсчета веса переносите подозрительными субъектами предметов.

Технология распознавания походки может с пользой быть применена и в медицуинских целях. Челлаппа проводит совместные работы с Томасом П. Андрияччи (Thomas P. Andriacchi) из Стэнфордского университета и Джоном Джек (John Jeka) из отделения кинезиологии Мэрилендского университета, применяя технологию распознавания походки к анализу движений пациентов, проходящих курс восстановительного послеоперационного лечения или страдают от расстройств опорно-двигательного аппарата — таких, как болезнь Паркинсона.

Это может быть использовано для выработки рекомендаций по режиму, точной подгонки протезов или для выявления прогрессирующих негативных процессов.

Однако первоочередными приложениями этой технологии, вероятно, станут же приложения безопасности. Совместно с расположенной в штате Вирджиния компанией SET Corp., Агентством DARPA, Департаментом национальной безопасности и Военно-воздушными силами Челлаппа работает над тем, чтобы объединить технологии видеонаблюдения и анализа хода в одной системе сверхмаломощного радиосканирования, которая с безопасного расстояния сможет "обыскать" субъекта, движения которого навели на подозрение в том, что он может оказаться террористом-смертником.

Конечно же, есть на этом пути и трудности. Изображения людей, передвигающихся в толпе, просто изолировать, чтобы получить достаточно исходных данных для анализа, а при перемещении людей в направлениях, отличных от перпендикуляра к оптической оси камеры, полезная информация об их ходе частично теряется.

"Это технологическое решение хорошо работает в случае пропуска людей через узкий проход в одиночку — например, если поток людей движется через пост паспортного или таможенного контроля в аэропорту", — сказал он.

Но и в этом случае количество возможных вариантов "нормального" поведения настолько велико, что сложно провести грань между допустимым и недопустимым, и поэтому не исключается риск подвергнуть обысков и допросов ни в чем не повинных людей. "Если будет слишком много ложных тревог, никто [эту технологию] приобретать не будет", — сказал он.

В заключение Челлаппа добавил, что даже если автоматика самостоятельно подает сигнал тревоги, "окончательное решение должно оставаться за людьми."

Back To Top