CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии - Владо Дамьяновски

«Бинарный» струйный принтер, работающий в цветовой системе CMYK, может печатать только 5 «чистых» цветов: голубой, пурпурный, черный и желтый, а также и белый. При этом белый цвет — это всего лишь фоновый цвет бумаги (предполагается, что она действительно белая), но он также используется при формировании цветов. Очевидно, что такая цветовая палитра не может использоваться для качественной цветной печати. Впрочем, то же самое касается новых струйных фотопринтеров, у которых используется два дополнительных цвета (светло-синий и светло-пурпурный) для более естественной передачи оттенков кожи человека. Поэтому здесь в дело вступают алгоритмы формирования полутонов (half toning), которые делят все разрешение принтера на ячейки полутонов и затем варьируют количество точек в этих ячейках, чтобы имитировать переменный размер точек. Аккуратно сочетая ячейки, которые содержат различные пропорции точек в цветовой системе CMYK, струйный полутоновый принтер способен обмануть человеческий глаз, заставив его увидеть палитру из миллионов цветов, вместо нескольких основных.

Есть одно очень простое правило, позволяющее нам вычислить нужные значения. Многие профессионалы цифровой обработки изображения, такие, как специалисты компании Adobe, предлагают делить разрешение, указанное в спецификациях струйного принтера на 4, чтобы получить реальное разрешение. На практике это означает, что струйный принтер с разрешением 720 точек на дюйм может передавать 180 цветных точек на дюйм. Для того чтобы получить самое высокое разрешение, нужно использовать соответствующую фотобумагу, которую рекомендует компания-производитель струйного принтера.

Здесь следует сделать еще одно важное замечание. Когда мы экспортируем оцифрованное сжатое изображение, чтобы использовать его в качестве доказательства (для правоохранительных органов, в суде), то необходимо иметь это изображение в исходном формате или хотя бы экспортировать его в растровый формат BMP, который не вносит дополнительных артефактов компрессии. Когда мы сравниваем различные алгоритмы компрессии, то наиболее объективно мы поступим, сравнивая изображения, распечатанные на фотобумаге с использованием одного и того же высококачественного струйного принтера. Также мы можем сравнивать их на экране, но они должны быть предварительно экспортированы в формат BMP.

Рис. 9.53. В настоящее время высококачественные цветные принтеры достаточно дешевы и должны присутствовать в любой системе видеонаблюдения

Одним из наиболее частых требований к системам видеонаблюдения является возможность узнать человека, определить нарушителя или, например, группу людей, совершающих противоправные действия.

Вторым по значимости требованием является возможность распознавать автомобильные номера.

Конечно, телекамеры и цифровые видеорегистраторы могут применяться не только в сфере видеонаблюдения, но поскольку это все же наиболее типичный случай применения, то мы остановимся подробнее на требованиях, которые предъявляются к проектированию и установке системы видеонаблюдения для обеспечения успешного распознавания лиц и автомобильных номеров.

Основная проблема, с которой мы здесь сталкиваемся, связана с очень ограниченным числом пикселов в телекамерах, применяемых в видеонаблюдении, и в самой рекомендации ITU-601. Как уже было упомянуто в начале главы, число это составляет примерно 400 000 пикселов, поэтому в большинстве случаев мы будем использовать одну и ту же хитрость, которая заключается в подборе правильного места и объектива для телекамеры, чтобы она смогла увидеть достаточно деталей для распознавания людей и автомобильных номеров. Обычно заказчики системы видеонаблюдения склонны полагать, что с помощью одной телекамеры можно охранять все, видеть все и распознавать все. Эту тему уже неоднократно обсуждали, но она попрежнему является камнем преткновения при подготовке разных проектов. Когда мы все работаем исходя из очень ограниченной сметы (а бюджет всегда будет очень важным соображением при проектировании), то прослеживается очевидная тенденция закладывать в проект минимально возможное количество телекамер. Тем не менее, когда что-то случилось и потребовалось кого-то опознать по записи, то в первую очередь виноватым может оказаться проектировщик системы видеонаблюдения, что с ее помощью невозможно распознать лицо человека или номер машины, даже если они попали в поле зрения телекамеры.

Вот простой совет: не идите на компромисс, а займитесь образованием ваших клиентов. Только так они смогут понять, зачем потребовались дополнительные телекамеры. Например, если нужно, установите две телекамеры для наблюдения за входом в фойе. Одна будет выполнять функцию обзорной, другая (с меньшим углом зрения) будет четко фиксировать лица всех входящих в фойе людей. Сначала это может показаться избыточным, но как только будет опознан и задержан первый злоумышленник, система видеонаблюдения докажет свое право на существование. Именно для этого и устанавливают системы видеонаблюдения.

Как подобрать объектив с нужным углом обзора для успешного распознавания, мы уже давно знаем из опыта проектирования аналоговых систем видеонаблюдения, и это не является чем-то фантастическим. Здесь же мы лишь подчеркнем тот факт, что при оцифровке видео будет иметь место некоторая потеря качества изображения, которую необходимо учитывать при проектировании системы.

На самом деле существуют различные национальные стандарты по видеонаблюдению, которые определяют, при каких условиях будет возможно распознавание лиц и автомобильных номеров. Для разных стран эти стандарты совершенно необязательно будут идентичны, поэтому мы воспользуемся австралийскими стандартами по видеонаблюдению, которые наиболее близки автору этой книги. Они должны дать вам достаточно информации для применения их рекомендаций на практике и, возможно, они также дадут вам пищу для дальнейших размышлений.

При записи оцифрованного изображения рекомендуется использовать полный кадр и самое высокое качество (т. е. 704x576 пикселов, что эквивалентно 720x576 пикселов из рекомендаций ITU). По возможности для повышения вертикального разрешения используйте при записи полные телевизионные кадры, а не телевизионные поля, хотя приведенные ниже рекомендации вполне применимы и при записи полями. Если в качестве объекта наблюдения мы берем человека, а установленная система видеонаблюдения имеет разрешение не менее 400 ТВ-линий (большинство из них будут иметь около 460 ТВ-линий), то рекомендованы следующие минимальные размеры объекта:

— Для идентификации человека (незнакомого) он должен занимать не менее 100 % высоты экрана. При этом предполагается, что лицо человека (голова) составляет примерно 15 % высоты человека. Если используется оцифрованное изображение, то голова должна занимать не менее 90 пикселов по высоте, прежде чем будет применен алгоритм сжатия изображения.

— Для распознавания человека (знакомого) человек должен занимать не менее 50 % высоты экрана. Если используется оцифрованное изображение, то высота человека должна составлять не менее 288 пикселов, прежде чем будет применен алгоритм сжатия изображения.

— Для обнаружения нарушителя человек должен занимать не менее 10 % высоты изображения. Если используется оцифрованное изображение, то высота человека должна составлять не менее 60 пикселов, прежде чем будет применен алгоритм сжатия изображения.

— Для наблюдения за толпой человек должен занимать не менее 5 % высоты изображения. Если используется оцифрованное изображение, то высота человека должна составлять не менее 30 пикселов, прежде чем будет применен алгоритм сжатия изображения.

— Для визуального распознавания автомобильных номеров нужно, чтобы высота символов номерной пластины была не менее 5 % высоты экрана. Если используется оцифрованное изображение, то высота символов должна составлять не менее 30 пикселов, прежде чем будет применен алгоритм сжатия изображения.

На испытательной таблице CCTV Labs имеются элементы, которые позволяют проверить соответствие вашей системы видеонаблюдения приведенным выше рекомендациям.

Рис. 9.54. Минимальные размеры объектов относительно вертикали экрана для идентификации и распознавания

Для того чтобы компьютер мог работать, ему требуется соответствующее аппаратное обеспечение и такое программное обеспечение, которое сможет «понимать» все устройства компьютера. При загрузке компьютера мы в первую очередь видим различные таблицы BIOS (Basic Input/Output System, базовая система ввода/вывода), в которых указаны его аппаратная конфигурация, жесткие диски, видеоадаптеры, клавиатура, мышь, последовательные и параллельные порты и т. д.