Как ИИ и аналитика видеопотока помогают бизнесу экономить

Автор: Фёдор Жидомиров, эксперт рынка систем безопасности России с 20-летним стажем работы в компании «Луис+ Системы безопасности». 

В последнее время ведется достаточно много разговоров и дискуссий о применении искусственного интеллекта (ИИ) в видеонаблюдении. В чем отличие стандартной видеоаналитики от нейросетевой видеоаналитики? Стандартная видеоаналитика базируется на детерминистических алгоритмах обработки изображения. К таковой аналитике относится, например, стандартный детектор движения. Для его реализации сравнивается последовательность кадров. Если с какого-то момента в кадре появился новый объект, то такая ситуация уже вызывает сработку детектора. Более сложный пример – появление объекта в выделенной зоне или пересечение линии. По сути, это то же самое сравнение последовательности кадров друг с другом, но тревога подается только тогда, когда в отдельной выделенной зоне видеоизображения появился какой-либо объект.

Искусственный интеллект предполагает применение вероятностных нейросетевых алгоритмов. Для их реализации строится нейросеть, которая заранее обучается распознавать интересующие типы объектов или ситуаций на основе выделенных признаков. Примером может служить распознавание типов транспортных средств. Мы понимаем, что в мире существует бесчисленное множество велосипедов, самокатов, мотоциклов, грузовых и легковых автомобилей, и все они чем-то отличаются друг от друга даже в рамках одного типа. Например, скутер, велосипед и мотоцикл отличаются друг от друга габаритами, цветом, формой, но всегда имеют 2 колеса, в то время как все автомобили — 4 колеса. Идентификацию затрудняет и то, что все эти транспортные средства появляются в поле зрения камеры с разных ракурсов и могут двигаться с различными скоростями. Поэтому ИИ должен определить наличие совокупности основных классификационных признаков и отнести объект к соответствующей категории.

Существуют и другие примеры видеоаналитики на основе ИИ: распознавание пола, возраста и эмоционального состояния людей, распознавание лиц, номеров автомобилей и др. Алгоритмы строятся по тем же принципам — создается нейронная сеть, обучающаяся на верифицированном массиве данных, которая подстраивает внутренние параметры так, чтобы символьное значение номера соответствовало его изображению.

Важно понимать, что нейросетевые алгоритмы носят вероятностный характер. ИИ выдает весьма достоверные, но не 100% точные результаты.

Для реализации даже простой видеоаналитики требуется компьютер. Чем сложнее обработка, тем мощнее должна быть система. Еще 10-12 лет назад вся интеллектуальная обработка изображения реализовывалась с помощью программы Video Management System (VMS), установленной на сервере, который принимал видеопоток от камер, записывал его и обрабатывал, например, фиксировал нарушителя и сохранял тревожные моменты в индексном файле.

Со временем ситуация изменилась. Современная IP-камера — мини-компьютер с процессором, памятью и сетевыми интерфейсами, работающая под Linux, с собственной прошивкой, реализующей базовую видеоаналитику, например, детектор движения или определение объекта в зоне. Алгоритмы достаточно просты, поэтому мощностей камеры хватает. Для сложной нейросетевой аналитики мощности камеры обычно недостаточно.

Решение первое — усиление аппаратной стороны камеры. Сегодня ключевые производители чипов (Hisilicon, Fullhun, Novatec, SigmaStar и др.) выпускают процессоры с возможностями работы с нейросетевой аналитикой прямо на борту камеры. Пример: интеллектуальный видеодетектор распознает номер автомобиля в кадре и отправляет метаданные с буквенно-цифровыми кодами на сервер, где фиксируются эти данные и хранятся для дальнейшей обработки.

Однако встроенные DSP-процессоры увеличивают энергопотребление камер и их стоимость. Еще одна сложность — донастройка нейросети, которая в прошивке камеры труднодоступна пользователю. Поэтому сложная видеоаналитика, например, поведенческая, традиционно обрабатывается на сервере, где проще настроить и адаптировать алгоритмы под задачи.

Приведем некоторые примеры применения интеллектуальной видеоаналитики:

Охрана и предотвращение краж:

Системы фиксируют движение, наличие объектов в запретных зонах, пересечение линий, что помогает обнаруживать подозрительных лиц и предотвращать нарушения на объектах.

Система контроля и управления доступом (СКУД):

Распознавание автомобильных номеров автоматизирует пропуск на закрытые парковки и объекты.Распознавание лиц упрощает и ускоряет доступ сотрудников и посетителей, снижая риски несанкционированного прохода.

Оптимизация логистики:

Видеоаналитика контролирует процессы упаковки и разгрузки товаров, помогает роботам-погрузчикам ориентироваться на складе, считывать QR-коды для ускорения перемещения грузов и повышения точности складских операций.

HR-процессы:

Видеосистемы анализируют поведение сотрудников, могут фиксировать эмоции, время присутствия, контроль соблюдения регламентов и стандартов, помогая улучшать дисциплину и производительность.

Интеллектуальная видеоаналитика всё глубже интегрируется в жизнь бизнеса и общества. С одной стороны, она становится незаменимым помощником, позволяющим сохранять вложенные инвестиции и повышающим безопасность и эффективность на предприятиях и в организациях. С другой — выступает драйвером развития сложных программных систем и современных микропроцессорных технологий. Будущее за автоматизированными решениями, которые позволят бизнесу сокращать издержки, улучшать управление и обеспечивать высокий уровень безопасности.

Изображение (фото): LUIS+