Детекция движения в системах видеонаблюдения.

(571 просмотров)

Детектор движения кажется удобным и простым средством просмотра событий, а так же позволяет компактно хранить записи, поскольку, обычно, нас не интересует статичная картинка, где ничего не происходит.  Но все не так просто, как кажется на первый взгляд и все моменты различных систем записи по движению мы рассмотрим в этой статье.

Теория.

Многие ошибочно думают, что IP камеры или регистраторы в аналоговых системах, имеют на борту мощную аналитику, которая анализирует каждый пиксель в каждом кадре и выдают точный результат. На такой алгоритм требуется чрезвычайно большие ресурсы, на которые не способны процессоры камер и регистраторов. Все происходит значительно проще! 
Для оптимального сжатия в кодеке H.264 используется алгоритм последовательности  I-P-B кадров, в котором только в I-кадре сохраняется полное изображение в JPEG формате, остальные кадры это фиксация изменений в процессе времени.

Параметр периодичности I-кадра настраивается в кодеке и может иметь параметры "через сколько секунд будет выставляться I-кадр" и "через сколько кадров будет выставляться I-кадр". В наших камерах устанавливается первый параметр и минимальное его значение это 1 кадр за 2 секунды. Чем больше период выставления кадра, тем меньше занимает место хранимое видео, но с другой стороны, в случае проблем с передачей данных, изображение восстанавливается только со следующим I-кадром, визуально мы видим это как рассыпание видео на кубики.
А теперь перейдем к "аппаратному" определению движения. Оно определяется очень просто, побитным сравнением I-кадров. При отклонении на заданное значение  процентов между  кадрами выдается сигнал о фиксации движения.  Значение выставляется в настройках детектора и обычно имеет 6 значений, для оптимальной работы детектора, его чувствительность подбирается экспериментально.

Минусы аппаратного детектора движения.

1. Большой период между I-кадрами. Даже если мы выставляем минимальное значение, 2 секунды это очень много. Если мы снимаем автомобиль, проезжающий мимо ворот или снимаем общий коридор, движение интересующего нас объекта может попасть в промежуток и его движение даже не зафиксируется. И даже если зафиксируется, то сигнал записи на регистратор поступит тогда, когда объект уже будет уходить из кадра и его идентификация будет вызывать затруднения. Этот минус самый важный и ситуация самая распространенная. При проектировании системы видеонаблюдения этот факт надо обязательно учитывать.

2. Низкая чувствительность к мелким изменениям. Допустим у Вас есть камера, которая обозревает двор, до парковочного места от камеры 30 метров и объектив 3.6мм. Даже если Вы выделите на детекторе место Вашего автомобиля и выставите максимальную чувствительность, человек, подошедший к автомобилю не зафиксируется детектором движения, поскольку для камеры такой размер не существенен.

3. Помехи естественного происхождения. К ним относятся ветки деревьев, двигающиеся от ветра, пролетающие птицы, обильные осадки , все это вызывает ложные срабатывание детектора. Можно конечно убрать ветки из зоны деткции, но это только частично сократит ложные срабатывания и уменьшит период реагирования интересующего нас движения (см. пункт 1).

4. Ночная дектекция при включенной ИК подсветки. Это очень больная тема. Поскольку подсветка у камер расположена в непосредственной близости от объектива, любой мелкий объект пролетающий мимо объектива засвечивается подсветкой  и вызывает срабатывание детектора. Зимой это даже самый слабый снегопад или метель, летом дождь, пыль, мошкара, паутина и т.д. По факту получается сплошная детекция движения, а темное время суток для нас это обычно самое важное время и мы лишаемся возможности оперативного реагирования на движение. Есть несколько выходов из этой ситуации - отключение встроенной подсветки и установка дополнительных ИК фонарей на удалении от камеры и использование камер с высокой чувствительностью при работе в цвете и минимальное дополнительное освещение.

Как видите из выше озвученных минусов, встроенный детектор не панацея и для многих реальных случаев не является надежным средством сохранения видеоинформации о происходящих событиях. В регистраторах Xiongmai  имеется функция одновременно постоянной записи с фиксацией отрезков, вызванных детектором движения, мы рекомендуем именно этот метод записи, поскольку всегда можно просмотреть интересующий нас момент записи, которых не будет на детекторе в ситуациях пункта 1 или 2. С другой стороны ускоренный просмотр записей по детектору движения позволяют быстро просмотреть события, произошедшие за последние сутки.

Тревожный вход в камерах наблюдения.

Наша компания одна из немногих, которые серийно выпускают камеры с опцией тревожного входа и, наверно, единственная компания среди выпускающих такие бюджетные камеры. Для сборки камеры с тревожным входом, Вам необходимо выбрать "Кабель со входом микрофона" и в комментарии указать, что разъем "тюльпан" подключить к тревожному входу. Тревожный вход IP камеры это момент пересечения двух близких направлений систем безопасности - охранного наблюдения и охранной сигнализации. В камере мы имеем стандартные 12 вольт, от которых питаются различные датчики и вход, который принимает сигнал от датчика. При использовании тревожного входя мы снимаем все описанные минусы, но с другой стороны при большом выборе охранных датчиков мы получаем увеличение затрат как по оборудованию, так и по монтажу датчиков, которые обычно имеют малый радиус действия. При поступлении тревожного сигнала моментально начинается запись, в отличии от пункта 1, датчики обычно не реагируют на мелкие помехи и имеют минимум ложных срабатываний.

СВЧ датчик движения собственного производства.

Для максимального закрытия потребностей клиентов, нашей компанией был разработан датчик движения, работающий на основе эффекта Доплера. СВЧ датчик излучает высокочастотный сигнал и ловит отражение этого сигнала от окружающих объектов. В случае появления объектов в контролируемом объеме, отражающая картина изменяется, что является событием для отправки сигнала датчиком на  приемное устройство. В нашем случае это IP камера. Некоторые крупные бренды выпускают внутренние камеры со встроенным ИК датчиком, но ИК (тепловые) датчики имеют ряд минусов и такие камеры не имеют купольных корпусов и не могут работать в условиях улицы. Наш СВЧ датчик более универсален и более качественно отрабатывает интересующие нас события. Во первых, датчик не обязательно должен быть на самом видном месте, Высокочастотному сигналу тонкие препятствия не помеха, его можно убрать под потолок типа Амстронг, за гипсокартоновую стену, в монтажную коробку и т.д. Даже кирпичная стена не помеха датчику, она только немного снизит чувствительность. Единственным изолятором сигнала является металл. СВЧ датчик может реагировать на предметы, близкие к температуре окружающей среды, в отличии от ИК датчиков. Не реагирует на тепловые потоки, вызванные нагревательными приборами или локальным нагревом солнца. Угол обзора СВЧ датчика 180 градусов с увеличением чувствительности по центру. Наш СВЧ датчик начинает реагировать на объекты размером с человека от 7 метров при условии отсутствия помех. На транспорт дальность действия увеличивается. 

Запись только по движению.

При написании статьи о детекции, нельзя пройти мимо проблем. связанных с записью на жесткий диск. Если запись осуществляется только по детектору движения и эти движения достаточно редки на всех камерах регистратора, то некоторые жесткие диски в период простоя "засыпают". При появлении движения диск начинает раскручиваться и только после этого начинается запись. Мы имеем два негативных момента - частое засыпание и раскручивание диска негативно влияют на надежность диска. В таких условиях диски живут полгода-год в зависимости от условий эксплуатации. Во время раскрутки диска запись не производится, соответственно кроме пункта 1 мы еще теряем запись на это время, обычно это 2-3 секунды.

Мы надеемся, что с помощью наших статей Вы научитесь строить правильные системы видеонаблюдения, а их эффективность будет максимальной!

20.03.2018