Videoanalýza, tedy automatická analýza dějů ze sledované scény pomalu změnila nejen způsoby detekce žádoucích či nežádoucích jevů, ale zjednodušila i celou infrastrukturu jednotlivých slaboproudých technologií, kterou činí univerzální. Snímání jednotlivých fyzikálních dějů různými druhy detektorů se z běžně používaných systémů v dohledné době přesune pouze do úzce specializovaných aplikací. Ve většině případu tento jistě žádoucí přechod nebrzdí technický vývoj, který je na vysoké úrovni, ale zaostávající legislativa.
Princip videoanalýzy
Videoanalýza je robotické zpracování digitálně zaznamenávaného obrazu, ze kterého jsou zvoleným algoritmem separovány požadované entity. Tyto jsou strukturovány a v datové podobě předány k dalšímu účelu.
Separovanými entitami mohou být například:
- předměty
- biometrické údaje osob
- děje a změny
- číselné, textové či piktogramové identifikátory
Entity mohou být strukturovány například
- filtry pro výběr určité množiny či jednotky
- matematickými operacemi pro získání statistických údajů
- vytvářením databáze a tříděním v databázi
- kombinacemi výše uvedeného
Dalším využitím separovaných a strukturovaných entit může být:
- změna stavů určitých zařízení, strojů či technologií
- vyhlašování poplachových stavů
- řízení přístupu či vjezdu
Prvky videoanalýzy
- Základním hardwarovým prvkem je snímač, tedy kamera (nebo více kamer) a obvody, které převádí zobrazenou scénu na digitální záznam
- Dalším nepostradatelným prvkem je mikropočítač a jeho softwarové vybavení pro zpracování digitálně zaznamenaného obrazu
- K systému dále náleží uživatelsky nastavitelný algoritmus, ve kterém jsou definovány požadovaná kritéria analýzy
- Odběr dat videoanalýzy se předává přes rozhraní výstupu, kterým je nejen hardwarové rozhraní, ale i formát výstupních dat.
Lokální videoanalýza
Pro lokální videoanalýzu je charakteristické, že každý snímač scény má mikropočítač a algoritmus integrovaný přímo na základní jednotce kamery. Rozhraní výstupu videoanalýzy je tedy přímo na prvku kamery. Zjednodušeně řešeno na výstupu snímače (kamery) nejsou data digitálně zaznamenaného obrazu, ale strukturovaná data výsledku videonalýzy.
Centrální videoanalýza
Centrální analýza má snímače (kamery) oddělené a často fyzicky vzdálené od mikropočítače pro videoanalýzu. V drtivé většině se jedná o více snímačů (kamer), na jejichž výstupu je odebírán digitálně zaznamenaný obraz a tento přenášen do vzdáleného mikropočítače, kde je prováděna videoanalýza.
Oproti variantě lokální videoanalýzy je zde výhoda v tom, že algoritmus videoanalýzy může využívat i poměrové či jiné matematické operace z více vstupních dat, více digitálně zaznamenaných obrazů různých scén a míst.
Kvalita videoanalýzy
Vstupní data
- Přesnost videoanalýzy je přímo úměrná rozlišení snímače (kamery).
- Dále je téměř přímo úměrná kvalitě sledované scény (správně vybraná rozloha, osvětlení atp.).
Z výše uvedeného vyplývá, že čím přesnější data zaznamenaného obrazu, tím kvalitnější videoanalýza. Toto je však pouze prvním krokem pro kvalitní videoanalýzu.
Výstupní data
Skutečným parametrem kvality videoanalýzy není kvalita zaznamenaných obrazů, ale validita výstupních dat videoanalýzy, tzn. co největší poměr mezi přesností a chybovostí.
Validita videoanalýzy předpokládá dostatečně přesná data ze snímaného obrazu (pro daný účel analýzy). Validita je poté dána:
- Výpočetní kapacitou mikropočítače
- Softwarovým vybavením
- Algoritmem videoanalýzy
Využití videoanalýzy
V dnešní době (3/2021) je možné videoanalýzu využít například:
- Počítání zákazníků (kvantitativní detekce zvoleného biometrického údaje a tvorba statistických dat)
- Evidence docházky (rozlišovací detekce biometrických údajů, zápis do databáze)
- Řízení vjezdu do určitých prostor (rozlišovací detekce identifikátoru a rozdílové funkce zadané a analyzované databáze)
- Detekce požáru (rozlišovací schopnost určitých dějů nebo předmětů a spouštění poplachových funkcí)
- Zabezpečení proti kriminalitě (kombinovaná rozlišovací schopnost určitých dějů, předmětů a biometrických údajů, následné spouštění poplachových funkcí)
- Vyhledávání osob (rozlišovací biometrické údaje)
Topologie systému videoanalýzy
V systémech videoanalýzy přenášíme:
- data vlastní videoanalýzy (u lokální videoanalýzy)
- digitálně zaznamenaný obraz (u centrální videoanalýzy)
Přenášíme výhradně datové signály, na fyzické vrstvě je topologií jakákoli standardizovaná datová síť.
Datová síť musí být optimalizována pro dostatečnou propustnost a přenosovou rychlost při přenosu digitalizovaných obrazů ve vysokém rozlišení. V drtivé většině případů se používá protokol TCP/IP.
Konec „klasických“ detektorů?
Videoanalýza má ohromný potenciál postupně nahradit všechny klasické úzce specializované detektory jevů a prostředí (s vyjímkou úzce specializovaných vyhrazených systémů).
Systém s klasickými detekčními prvky
Systém s klasickými detekčními prvky sestává:
- Úzce specializovaný detektor či čtečka (například infrapasivní detektor, optickokouřový detektor, čtečka čipů či biometrických údajů atp.)
- Infrastruktura systému, tedy všechny prvky na trase všech vedení a vlastní přenosová vedení. Jedná se o kabelové vedení či radiový přenos, koncentrátory, vstupně/výstupní prvky atp. Přenos je analogový (např. dvojitě vyvážená smyčka atp.) nebo datový. Přenos signálů přes systémová rozhraní výrobce, vlastními systémovými protokoly.
- Ústředny systému, vlastní hardware či software výrobce (např. ústředny systému zabezpeční proti požáru či nežádoucímu vniknutí), nebo standardní PC stanice se software výrobce (přístupové a docházkové systémy).
V čem videoanalýza překonává klasické detekční systémy
Základními výhodami videoanalýzy oproti klasickým detekčním systémům jsou:
- Univerzální „detektory“ pro využití v různých systémech, vždy je to kamera s danými technickými parametry
- Univerzální libovolně rozšiřitelná infrastruktura, na fyzické vrstvě vždy standardizovaná datová síť
- Systém nemusí být úzce specializovaný , shodná zobrazená scéna převedená na digitálně zaznamenaný obraz, tedy identická jednou získaná data mohou být využita k analýze pro různé účely (např. místo samostatného optického a infrapasivního detektoru postačí jedna kamera).
Jaké zvolit řešení?
Správně vyhodnotit, zda v současné době pro ten který účel výhodnější využít videoanalýzy či doposud hojně rozšířené klasické detektory je poměrně složitá otázka. Je potřeba přizvat odborníka již při plánování záměru. Ten by měl zvážit všechny známé okolnosti a při návrhu zohlednit technické, fyzikální i ekonomické parametry a uživatelský přínos budoucí aplikace.
