Компьютерная система искусственного зрения (КСИЗ)

КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА ИСКУССТВЕННОГО ЗРЕНИЯ (КСИЗ) КСИЗ — Компьютерная Система Искусственного Зрения — технология, оптимизирующая восприятие события в целом с качественным выделением деталей объекта при наименьших затратах ресурсов.

В сфере видеонаблюдения существует серьезная проблема: камеры с широким углом обзора не могут четко показать отдельные мелкие детали, а направленные камеры не дают обзорного представления обо всем объекте и событиях. В решении этого вопроса некоторые фирмы пошли по пути применения дорогостоящих камер высокого разрешения и записи кадров повышенного разрешения.

Но, даже если взять самую дорогую камеру с широкоугольным объективом, например для наблюдения за стоянкой автотранспорта, через нее все равно невозможно будет рассмотреть номер интересуемого автомобиля.

Та же проблема с записью.

Если писать в максимально возможном разрешении 768×576, ничего, кроме полной загрузки компьютера, получить не удастся. Конечно, это дает некоторый эффект повышения четкости в несколько раз, но номер автомобиля в сотни и тысячи раз меньше всей автостоянки, поэтому даже десятикратное увеличение четкости здесь бесполезно.

Более продвинутым можно назвать использование поворотных платформ с применением увеличительных объективов.

Но во время узкого просмотра какой-либо зоны исключаются события во всех остальных частях объекта.

Да и выбор этой зоны определяется только человеком, что делает автоматическую запись бессмысленной. Итак, мы выяснили, что этого не добиться с одной, даже самой совершенной камерой, путем записи даже с самым высоким разрешением, с помощью самой современной поворотной платформы, что нам остается? Применение большого количества камер, направленных в разные точки объекта.

Здесь можно представить два варианта.

Первый – это установить 100 камер с большим увеличением, скажем в 100 раз, направив их в разные точки.

Тогда будет возможно четко увидеть любую точку объекта, но, если в этой точке находится лишь часть рассматриваемого элемента, то придется выводить на воспроизведение сразу большое число камер, совмещая их по предполагаемым линиям, как обои.

Другой вариант – направить камеры только в десяти направлениях, но по десять в каждое с разным увеличением.

Тогда появится выбор той камеры на просмотр, в которой интересуемый элемент попадает полностью.

Во всех случаях просмотр затрудняется необходимостью обязательного воспроизведения почти всех ста камер, кроме того, применение ста камер и ста записывающих устройств значительно повышают стоимость системы.

Но люди уже давно привыкли к фантастическим фильмам, где показывают, как из огромной картинки выделяют и увеличивают небольшую зону до опознаваемого изображения.

Как объяснить клиенту, что это невозможно в жизни, если для этого не заплатить фантастическую сумму? До КСИЗ это было только в кино.

Хотя и эта технология еще далека от совершенства, но она уже приносит свои ощутимые плоды.

Теоретически КСИЗ зиждется на природных принципах. Как устроено человеческое зрение? В принципе, оно в первом своем приближении похоже на "поворотную платформу". Только скорости поворота, увеличения и фокусировки в тысячи раз больше.

Человек может моментально перейти с панорамного обзора в детальный просмотр отдельной точки своего вида.

Что побуждает его перейти именно к этой точке? Какое либо качество, выделяющее ее по сравнению с общим фоном. Например, если вы смотрите на дорогу, на которой стоит автомобиль, то вы скорее всего обратите внимание на него, чем на качество дорожной разметки (если она не имеет необычных свойств).

Если вас потом спросить, то вы наверняка назовете марку автомобиля, но не вспомните, была ли разметка у обочины. На море вы сразу сфокусируете свое зрение на корабле, если не будет необычных волн.

Если вы заметите нестандартное поведение воды – воронку, то переведете взгляд именно на нее, а не на другую часть моря, где все спокойно.

Во дворе дома вы сразу обратите внимание на движущуюся машину, но на оживленной автотрассе вы скорее всего не запомните ни один автомобиль.

Таким образом, несложно понять, по каким критериям человеческое зрение переходит с панорамного зрения на направленное.

Это должен быть объект или участок местности, имеющий отличительные свойства по отношению к общей картине панорамы.

Таких "мишеней" может быть несколько, и человеческое зрение осматривает их по очереди в зависимости от приоритетов, которые задает ему мозг. Приоритеты определяет сознание на основе принципа наибольшей важности или интереса одного объекта по отношению к другим.

Что дает знание этих принципов.

Исходя из условий конкретного объекта, мы можем сузить задачи видео наблюдения до минимума, сэкономив ресурсы. В большинстве случаев нет смысла писать все подряд, чаще всего интерес представляют только движущиеся объекты или конкретно определенные зоны.

Например, вы оставляете автомобиль во дворе дома в установленном месте.

Задача охраны автомобиля решается двумя камерами: направленной на автомобиль с необходимым увеличением, дающим возможность четко рассмотреть подошедшего человека, и обзорной – показывающей всю обстановку вокруг (количество сообщников, свидетелей, элементы подготовки и прочее).

В результате пишутся только две камеры, но запись производится не постоянно со всех обеих, а по детекции индивидуально каждая, что дополнительно экономит ресурсы компьютера.

Теперь сравним этот вариант с традиционным.

В среднем применение двух обычных камер обойдется в $200 в сумме, одна камера высокого разрешения $350. Запись с высоким разрешением занимает в среднем в 4 раза больший объем, примерно во столько же раз увеличивает загрузку процессора и сни