ЖИТОМИРСЬКИЙ ВІЙСЬКОВИЙ ІНСТИТУТ ІМЕНІ С.П. КОРОЛЬОВАЖИТОМИРСЬКИЙ ВІЙСЬКОВИЙ ІНСТИТУТ ІМЕНІ С.П. КОРОЛЬОВАНАЦІОНАЛЬНОГО АВІАЦІЙНОГО УНІВЕРСИТЕТУНАЦІОНАЛЬНОГО АВІАЦІЙНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

Кафедра безпеки інформаційних і комунікаціКафедра безпеки інформаційних і комунікаціййних систем та мережних систем та мереж

НАУКОВА РОБОТАНАУКОВА РОБОТАна тему:на тему:

Розробка інформаційних технологій для побудови інтелектуальних інтегрованих систем відеоспостереження

Виконав: студент 373 групиГорницький О.В.

Керівник: кандидат технічних наук Лобанчикова Н.М.

АКТУАЛЬНІСТЬАКТУАЛЬНІСТЬ Розробка нових інформаційних Розробка нових інформаційних технологій в сфері захисту інформації є технологій в сфері захисту інформації є актуальною задачею сьогодення. актуальною задачею сьогодення. Збільшення кількоті злочинів, фактів Збільшення кількоті злочинів, фактів неінформативності та бездіяльності систем неінформативності та бездіяльності систем відеоспостереження спонукали відеоспостереження спонукали підвищення вимог до них та необіхдності підвищення вимог до них та необіхдності інтелектуалізації їх функціональності та інтелектуалізації їх функціональності та оптимізації зберігання та обробки оптимізації зберігання та обробки інформації. інформації.

МЕТА РОБОТИМЕТА РОБОТИ

метою даного наукового дослідження є аналіз метою даного наукового дослідження є аналіз

відомих рішень даної науково-технічної задачі відомих рішень даної науково-технічної задачі

та розробка нових інформаційних технологій та розробка нових інформаційних технологій

для мінімізації виявлених недоліків.для мінімізації виявлених недоліків.

Об’єктом дослідження Об’єктом дослідження є процеси побудови є процеси побудови систем інтелектуального відео спостереження. систем інтелектуального відео спостереження.

Предметом дослідження Предметом дослідження є методи, засоби та є методи, засоби та технології побудови сучасних інтелектуальних технології побудови сучасних інтелектуальних систем відеоспостереження. систем відеоспостереження.

Методологія дослідженняМетодологія дослідження: системний аналіз, : системний аналіз, методи, засоби та технології побудови методи, засоби та технології побудови інтелектуальних систем відеоспостереження.інтелектуальних систем відеоспостереження.

ОСНОВНІ ЗАДАЧІОСНОВНІ ЗАДАЧІпровести аналіз методів та технологій побудови систем

інтелектуального відеоспостереження;провести дослідження щодо виявлення параметрів зміни

об’ємів відеоданих та вимог до апаратного забезпечення, призначеного для зберігання відеоданих;

дослідити процеси опису об’єктів, що розміщені на території об’єкту охорони;

розробити новий метод опису об’єктів системи відеоспостереження та на підставі запропонованих рішень розробити інформаційну технологію

розробити блок–схему та алгоритм роботи інтегрованої інтелектуальної аналітичної системи відеоспостереження.

Метод головних компонентівМетод головних компонентів

Метод головних компонентів має в основі лінійне Метод головних компонентів має в основі лінійне ортогональне перетворення вхідного вектора X ортогональне перетворення вхідного вектора X розмірності N у вихідний вектор Y розмірності M, розмірності N у вихідний вектор Y розмірності M, N<M< I>. Зображення, яке відповідає кожному N<M< I>. Зображення, яке відповідає кожному такому вектору має обличчя подібну форму. За такому вектору має обличчя подібну форму. За допомогою матриць вхідне зображення допомогою матриць вхідне зображення розкладається на набір лінійних коефіцієнтів, що розкладається на набір лінійних коефіцієнтів, що називають головними компонентами. Сума головних називають головними компонентами. Сума головних компонентів, помножених на відповідні власні компонентів, помножених на відповідні власні вектора, є реконструкцією зображення.вектора, є реконструкцією зображення.

СиСинтез об'єктів лінійних класівнтез об'єктів лінійних класівДаний метод дозволяє синтезувати нові зображення Даний метод дозволяє синтезувати нові зображення об'єкта для різних ракурсів. Є тренувальний набір об'єкта для різних ракурсів. Є тренувальний набір зображень облич і тільки одне зображення нового зображень облич і тільки одне зображення нового об'єкта в певному ракурсі. Тренувальний набір об'єкта в певному ракурсі. Тренувальний набір складається із зображень об'єктів того ж класу, що й складається із зображень об'єктів того ж класу, що й новий об'єкт і містить у собі зображення різних облич, новий об'єкт і містить у собі зображення різних облич, при чому для кожного обличчя є його зображення в при чому для кожного обличчя є його зображення в широкому діапазоні ракурсів. Для нового об'єкта, що широкому діапазоні ракурсів. Для нового об'єкта, що має зображення Xмає зображення XAA у ракурсі A, здійснюється лінійне у ракурсі A, здійснюється лінійне розкладання на зображення об'єктів із тренувального розкладання на зображення об'єктів із тренувального набору в тому ж ракурсі, з обчисленням коефіцієнтів.набору в тому ж ракурсі, з обчисленням коефіцієнтів.

Порівняння еластичних графівПорівняння еластичних графівУ цьому методі обличчя представляється у У цьому методі обличчя представляється у вигляді графа, вершини якого розташовані на вигляді графа, вершини якого розташовані на ключових точках обличчя, таких як контури ключових точках обличчя, таких як контури голови, губ, носа і їхні крайні точки. Кожна голови, губ, носа і їхні крайні точки. Кожна грань позначена відстанями між її вершинами. У грань позначена відстанями між її вершинами. У кожній такій точці обчислюються коефіцієнти кожній такій точці обчислюються коефіцієнти Габорових функцій для п'яти різних частот і Габорових функцій для п'яти різних частот і восьми орієнтацій. Процес розпізнавання восьми орієнтацій. Процес розпізнавання невідомого обличчя складається в порівнянні невідомого обличчя складається в порівнянні графа зображення обличчя з усіма іншими графа зображення обличчя з усіма іншими графами з набору за допомогою функції графами з набору за допомогою функції подібностіподібності

Сховані Марківські моделі Сховані Марківські моделі Кожна модель являє собою набір N станів – Кожна модель являє собою набір N станів – вершин графа, між якими можливі переходи – вершин графа, між якими можливі переходи – дуги. У кожний момент часу система дуги. У кожний момент часу система перебуває в певному стані. У найпоширеніших перебуває в певному стані. У найпоширеніших Марківських моделях першого порядку Марківських моделях першого порядку покладається, що наступний стан залежить покладається, що наступний стан залежить тільки від поточного стану. При переході в тільки від поточного стану. При переході в кожний стан генерується кожний стан генерується спостережуваний символ,що спостережуваний символ,що відповідає фізичному сигналу з відповідає фізичному сигналу з виходу системи, що моделюєтьсявиходу системи, що моделюється

Нейромережеві методи Нейромережеві методи

Нейромережеві методи – це методи, що базуються на Нейромережеві методи – це методи, що базуються на застосуванні різних типів нейронних мереж (НМ).застосуванні різних типів нейронних мереж (НМ).Розглянуті нейромережеві методи забезпечують Розглянуті нейромережеві методи забезпечують швидке й надійне розпізнавання зображень. Однак швидке й надійне розпізнавання зображень. Однак при застосуванні цих методів до зображень при застосуванні цих методів до зображень тривимірних об'єктів виникають труднощі, пов'язані із тривимірних об'єктів виникають труднощі, пов'язані із просторовими поворотами й зміною умов освітленості.просторовими поворотами й зміною умов освітленості.

Система повинна витягти характеристики, інваріантні до внутрішньокласових змін і максимально репрезентативні стосовно міжкласових та внутрішньокласових змін.

Проблематика, повПроблематика, пов’’язана з язана з існуючими системамиіснуючими системами

великі обвеликі об’’єми даних, що передаються;єми даних, що передаються; висока вартість обладнання для висока вартість обладнання для

обробки та зберігання даних;обробки та зберігання даних; відсутність контролю кожного окремого відсутність контролю кожного окремого

обоб’’єкту спостереження;єкту спостереження; неефективність в протидії злочинів;неефективність в протидії злочинів; необхідність людського втручання.необхідність людського втручання.

Основна задача роботиОсновна задача роботи Основна задача полягає в аналізі Основна задача полягає в аналізі

зображення з виділенням об’єктів на зображення з виділенням об’єктів на ньому та контролі переміщення ньому та контролі переміщення окремого об'єкту з побудовою окремого об'єкту з побудовою просторової моделі на основі системи просторової моделі на основі системи координат та представлення координат та представлення приміщення об’єкту охорони як приміщення об’єкту охорони як геометричне місце точок вгеометричне місце точок в

якому присутні об’єкти, у вигляді якому присутні об’єкти, у вигляді масивів точок з власноюмасивів точок з власною

системою координат.системою координат.

Модель функціонування системиМодель функціонування системиСвітова система координат потрібна для Світова система координат потрібна для опису взаємного розташування об'єктів у опису взаємного розташування об'єктів у просторі. Система координат об'єкта просторі. Система координат об'єкта необхідна для прив'язки контрольних точок необхідна для прив'язки контрольних точок переміщення об'єкта у тривимірномупереміщення об'єкта у тривимірномупросторі, наприклад запросторі, наприклад заметодом співставленихметодом співставлениховалів відносно своєї осіовалів відносно своєї осіта фіксування перемі-та фіксування перемі-щення в глобальній щення в глобальній системі координат. системі координат.

Блок-схема системиБлок-схема системиНа підставі вищенаведеного пропонується На підставі вищенаведеного пропонується блок–схема інтегрованої інтелектуальної блок–схема інтегрованої інтелектуальної аналітичної системи відеоспостереженняаналітичної системи відеоспостереження

Алгоритм Алгоритм роботироботи

Ï î ÷àòî ê

Î òðèì àí í ÿ âõ³äí èõ äàí èõ â³äåî êàì åðè

Áëî ê ô ³ëüòðàö³¿ çî áðàæåí í ÿ

Í àâ÷àí í ÿ ï ðî ãðàì è, ñòâî ðåí í ÿ „ äî çâî ëåí èõ

î áºêò³â”

Âèÿâëåí ³ í î â³ î á’ ºêòè?Òàê

Áëî ê àí àë³çó ï àðàì åòð³â ³ñí óþ ÷èõ î á’ ºêò³â

Í ³

Áëî ê âèÿâëåí í ÿ î á’ ºêò³â „ ñâ³òó”

Ðåæèì í àâ÷àí í ÿ ï ðî ãðàì è?

Òàê

Âèÿâëåí ³ ï î ðóø åí í ÿ ï ðàâèë ñèñòåì è?

Ñòâî ðåí í ÿ î á’ ºêò³â, ù î ï ³äëÿãàþ òü êî í òðî ëþ

Í ³

Áëî ê ï ðèéí ÿòòÿ ð³ø åí í ÿ òà î ö³í êè ðèçèê³â

Òàê

Í ³

Ï ðèéí ÿòå ð³ø åí í ÿ ï ðî í åáåçï åêó?

Ãåí åðóâàí í ÿ ñèãí àëó òðèâî ãè

Òàê

Çàâåðø èòè ðî áî òó ï ðî ãðàì è?

Í ³

Âèõ³ä

Òàê

Í ³

Ì î æëèâî âèÿâèòè î á’ ºêòè? Òàê

Í ³

ВИСНОВКИВИСНОВКИ

1. Проведено аналіз відомих методів, підходів та 1. Проведено аналіз відомих методів, підходів та технологій до побудови інтелектуальних систем технологій до побудови інтелектуальних систем відеоспостереження. відеоспостереження. 2. Запропоновано блок–схему інтегрованої інтелек-2. Запропоновано блок–схему інтегрованої інтелек-туальної аналітичної системи відеоспостереження.туальної аналітичної системи відеоспостереження. 3. Запропоновано алгоритм функціонування даної 3. Запропоновано алгоритм функціонування даної системи, яка включає методику виділення інформатив-системи, яка включає методику виділення інформатив-них ознак об’єктів, що потребують спостереження на них ознак об’єктів, що потребують спостереження на загальному зображенні об’єкту охорони. загальному зображенні об’єкту охорони. 4. Запропоновано підхід до побудови сучасних 4. Запропоновано підхід до побудови сучасних інформаційних систем відеоспостерження. інформаційних систем відеоспостерження.

Використання різних методів обробки відеоінформації Використання різних методів обробки відеоінформації перетворюють систему відеоспостереження в перетворюють систему відеоспостереження в інструмент автоматизованого аналізу інструмент автоматизованого аналізу відеозображень, дозволяючи відслідковувати об’єкти, відеозображень, дозволяючи відслідковувати об’єкти, що нас цікавлять, аналізувати траєкторії руху і що нас цікавлять, аналізувати траєкторії руху і поведінку людей, реєструвати потенційно небезпечні поведінку людей, реєструвати потенційно небезпечні предмети, в автоматичному режимі проводити предмети, в автоматичному режимі проводити ідентифікацію транспортних засобів.ідентифікацію транспортних засобів.Застосування такого роду систем істотно зменшує Застосування такого роду систем істотно зменшує обсяги інформації, полегшуючи процес прийняття обсяги інформації, полегшуючи процес прийняття рішень і підвищуючи швидкість реагування, що в рішень і підвищуючи швидкість реагування, що в свою чергу зводить до мінімуму «людський» фактор.свою чергу зводить до мінімуму «людський» фактор.

Заключне словоЗаключне слово

Дякую за увагу!Дякую за увагу!