Распознавание лиц в системе видеонаблюдения

Распознавание лиц (на англ. - Face Recognition) - это один и из наиболее перспективных методов бесконтактной и биометрической идентификации человека. Первые системы распознавания лиц были реализованы как программы устанавливаемые на компьютер. Сегодня в повседневной жизни мы уже используем эти технологии, к примеру, функция FaceID в мобильных устройствах.

Содержание:

1. Варианты реализации систем видеонаблюдения для распознавания лиц
2. Принцип работы системы на базе аппаратной видеоналитики
3. Распознавание лиц в системах видеонаблюдения Tyto
4. Пример распознания лиц
5. Рекомендации по установке камер

Видеоаналитика в системах видеонаблюдения не стоит на месте, базовым функционалом таким, как вторжение в периметр или пересечение линии, пропажа предмета из области, детекция движения, и прочее, уже никого не удивит. С недавнего времени, благодаря развитию интеллектуальных технологий, распознавание лиц так же появилась в системах видеонаблюдения и уверенно приобретает массовый характер использования.

Существует множество алгоритмов по распознаванию лиц, но в видеонаблюдении задействовали технологию, работающую на нейросетях, которая обозначается аббревиатурой AI (на англ. - Artificial Intelligence, что в переводе - искусственный интеллект). И необходимо отметить, что AI-функции дают достаточно точные результаты распознавания.  

Варианты реализации систем видеонаблюдения для распознавания лиц: 

1. Специализированный софт и сервер

В системах есть IP-камеры, которые передают видеопотоки на сервер. На сервере устанавливается специализированное программное обеспечение, которое выполняет анализ видеопотоков и сравнивает полученные из видеопотоков изображения лиц с шаблонами базы лиц.

• Преимущества: возможность подключения указанного сервера уже к существующей системе видеонаблюдения. 
• Недостаток: решения является высокая стоимость сервера, как аппаратной так и программной. 

2. Аппаратная видеоаналитика на борту IP-камеры

В данном случае анализ изображения будет производиться самой камерой, а на сервер или видеорегистратор будут передаваться уже обработанные метаданные.

• Преимущества: управляющие и записывающие устройства не тратят ресурсы на обработку видеопотоков, что приводит к относительно недорогой стоимости решения. Также IP-камеры со встроенной видеоаналитикой на базе AI по стоимости не во много раз дороже обычных IP-камер.
• Недостатки: совместимость между различными производителями камер, при расширении система будет привязана к одному и тому же производителю. 

Учитывая, что экономическая составляющая систем на базе аппаратной видеоаналитики камер преобладает, то в дальнейшем наши рассмотрения будут касаться только таких систем, а для демонстрации работы системы будем использовать оборудование Tyto. 

Принцип работы системы на базе аппаратной видеоналитики:

Схема распознания лица на базе аппаратной видеоналитики

Со стороны камеры происходит:

1. Обнаружение и захват лица в кадре. 
2. Выделение характерных точек на лице и установления связи между ними
3. Формирования цифрового шаблона лица (метаданных)
4. Передача метаданных в систему (NVR, VMS)

Со стороны NVR, VMS:

1. Поступление и формирование шаблонов лиц от камер
2. Проведение сравнительного анализа
3. Выполнение сценариев  
4. Формирование видеоархива с привязкой к базе данных лиц

Распознавание лиц в системах видеонаблюдения Tyto

Распознавание лиц в системах видеонаблюдения Tyto реализовано в новой линейке камер и видеорегистраторов с обозначением AI. Использование NQ-32 NVR (AI) позволит организовать систему видеонаблюдения и контроля по распознаванию лиц. Такая система обнаруживает человека по геометрии лица, сохраняет его профиль в базу данных, и выявляет все новые появления в зоне просмотра камер.

NQ-32 NVR (AI) поддерживает распознавание лиц IP-камер Tyto серии AI по всем 32-м каналам. Решение оптимально походит для установки на небольших и средних объектах, на которых необходима бесконтактная и быстрая идентификация людей, например, в магазинах, приемных или проходных. Система сможет заблаговременно выявить и уведомить охрану при появлении недоброжелателя по геометрии лица из черного списка, либо построить маршрут передвижения интересующей личности в зоне передвижения камер. Систему также возможно использовать для учета рабочего времени персонала.

Пример распознания лиц: 

Результаты распознавания сильно зависят от правильной установки камеры.

Рекомендации по установке камер:

• Камеру следует устанавливать в центральной части входа-выхода на высоте подвеса 2 м ~ 3 м
• Угол наклона должен быть в диапазоне 10-15 градусов
• Необходимо обеспечить хорошее освещение и избегать засветки
• Размер лица в кадре должен быть не менее 150 пикселей

Рекомендуемые значения для установки камеры:

Если по факту на объекте сложно выполнить рекомендации по высоте установки камеры, то лучше всего для распознавания лиц использовать камеры с вариофокальным объективом, поскольку есть возможность оптически приближать картинку, и таким образом выполнять условия по углу наклона и размеру лица в кадре.