Ansigtsgenkendelse system ved hjælp af videoovervågningssystemer. Ansigtssøgningsalgoritme

Software og hardware af moderne integrerede sikkerhedssystemer er i stand til at løse problemer af enhver kompleksitet på alle former for industrielle, sociale og indenlandske genstande. Meget vigtige værktøjer til sikkerhedssystemer er videoovervågningssystemer, og kravene til segmentets funktionalitet vokser stadigt.

Integrerede sikkerhedssystemer

En enkelt platform med integrerede sikkerhedssystemer omfatter moduler til sikkerheds- og brandudstyr, kontrol- og adgangskontrol, videoovervågning eller sikkerheds-tv (COT). Funktionerne fra sidstnævnte indtil for nylig var begrænset til videoovervågning og registrering af situationen på stedet og tilstødende område, arkivering og lagring af data. Klassiske videosystemer har en række væsentlige ulemper:

• Den menneskelige faktor. Ineffektiv drift af operatøren, når der udsendes en stor mængde information.
• Umuligheden af kirurgisk indgriben, unødig analyse.
• Væsentlige tidsomkostninger til at finde og identificere arrangementet.

Udviklingen af digitale teknologier førte til oprettelsen af "intelligente" automatiserede systemer.

Styrke i intelligens

Grundprincippet i et intelligent videoovervågningssystem er videoanalyse - en teknologi baseret på metoder og algoritmer til billedgenkendelse og billedbehandling, automatiseret dataindsamling som følge af videostrømanalyse. Sådant udstyr uden menneskelig indgriben er i stand til at opdage og spore i realtid de indstillede mål (bil, gruppe af mennesker), potentielt farlige situationer (røg, brand, uautoriseret indblanding i drift af videokameraer), programmerede begivenheder og rettidig udgivelse en alarm. På grund af filtrering af videodata uden interesse er belastningen på kommunikationskanaler og arkivdatabasen signifikant reduceret.

Det mest populære middel til videoanalyse er systemet med ansigtsgenkendelse. Afhængigt af de udførte funktioner og de opgaver, der er tildelt, pålægges udstyret visse krav.

Software og hardware

For effektiv drift af systemet anvendes flere typer IP-kameraer med forskellige operationelle egenskaber. Detektion af objektet på det kontrollerede område er fastsat ved panoramaudsigtskameraer med en opløsning på 1 Mp og en brændvidde på 1 mm og styres af scanningsenheder. Disse er mere avancerede kameraer (fra 2 MP, fra 2 mm), som producerer genkendelse ved simple teknikker (3-4 parametre). For at identificere objektet skal du bruge kameraer med god billedkvalitet, der er tilstrækkelige til anvendelse af komplekse algoritmer (fra 5 Mp, 8-12 mm). Den mest populære software til ansigtsgenkendelse "Face Intellect" (udvikler - House Control), Face Director (firmaet "Synesis" og VOCORD FaceControl (VOCORD) demonstrerer:

• Høj sandsynlighed for at identificere en genstand (op til 99%).
• Støtte til en bred vifte af kameravinkler.
• Muligheden for at adskille mennesker selv i en tæt fodgængermasse.
• Variabiliteten af forberedelsen af analytiske rapporter.

Grundlæggende om mønstergenkendelse

Ethvert biometrisk anerkendelsessystem er baseret på identifikationen af korrespondancen mellem de fysiologiske egenskaber hos den person, der læses til et specifikt foruddefineret mønster. Scanning finder sted i realtid. IP-kameraet sender video-strømmen til terminalen, og ansigtsgenkendelsessystemet bestemmer korrespondance af billedet til de fotos, der er gemt i databasen. Der er to hovedmetoder. Den første er baseret på statiske principper: Resultaterne af behandlingsbiometriske parametre skaber en elektronisk prøve i form af et unikt tal svarende til en bestemt person. Den anden metode modellerer den "menneskelige" tilgang og er karakteriseret ved selvlæring og robusthed. Identifikation af en person ifølge videobilledet foregår under hensyntagen til aldersændringer og andre faktorer (tilstedeværelse af hovedbeklædning, skæg eller overskæg, briller). Denne teknologi giver dig mulighed for at arbejde selv med gamle billeder og om nødvendigt med røntgenbilleder.

Ansigtssøgningsalgoritme

Den mest almindelige metode til at registrere ansigter bruger Haar-kaskader (sæt masker). Masken er et rektangulært vindue med en anden kombination af hvide og sorte segmenter.

Programmets mekanisme er som følger: videorammen er dækket af et sæt masker, og ifølge resultaterne af convolutionen (tælling af pixler fanget i de hvide og sorte sektorer) beregnes en forskel sammenlignet med en bestemt tærskelværdi.

For at forbedre klassificatorens arbejde er positive (rammer, hvor folks ansigter er til stede) og negative (uden dem) træningsprøver oprettet. I det første tilfælde er resultatet af convolution over tærskelværdien, i det andet tilfælde er det lavere. Detektoren af personer med en tilladelig fejl bestemmer summen af omløbene af alle kaskader, og hvis tærsklen overskrides, signalerer tilstedeværelsen af personer i rammen.

Anerkendelsesteknologier

Efter detektion og lokalisering forekommer lysstyrken og geometrisk justering af billedet i det indledende trin. Yderligere handlinger - beregning af funktioner og identifikation - kan udføres ved forskellige metoder.

Når man scanner et fuldt ansigt i et rum med fremragende belysning, vises gode resultater af algoritmer, der arbejder med 2D-billeder. Analysere unikke punkter og afstande mellem dem, bestemmer ansigtsgenkendelsessystemet identifikationsfaktoren ved hjælp af koefficienterne for forskellen mellem "live" snapshot og den registrerede skabelon.

Tredimensionale teknologier er modstandsdygtige over for ændringer i lysfluxet, den tilladte afvigelse fra frontvinklen er op til 45 grader. Her er ikke kun punkter og linjer udsat for analyse, men også egenskaberne af overflader (krumning, profil), metriske afstande mellem dem. Til driften af sådanne algoritmer kræves den maksimale kvalitet af videooptagelse med en frekvens på op til 200 billeder per sekund. Grundlaget for systemet består af stereokameraer med en matrix på 5 megapixel, høj optisk opløsning og minimeret synkroniseringsfejl. Derudover er de forbundet med et specielt timingkabel for at transmittere synkroniseringsimpulserne.

Det moderne systems marked

De første systemer af biometrisk kontrol blev på grund af deres høje omkostninger kun udviklet til statslige militærfaciliteter, og kun i midten af 1990'erne blev de tilgængelige for kommercielle organisationer. Den hurtige udvikling af teknologi og mikroprocessorteknologi har givet anledning til at øge systemernes nøjagtighed og udvide anvendelsesområdet for deres applikation. På markedet i vores land hører ledende stillinger til amerikanske og vesteuropæiske sikkerhedssystemfabrikanter. Salgslederen er udstyret med virksomheder ZN Vision Technologies and Visionics. Den mest lovende blandt russiske udviklere er forskning og produkter fra Vocord, NTechLab, Soling, VizhnLabs og MDG grupper, som blandt andet også beskæftiger sig med at tilpasse udenlandske komplekser til russiske forhold.

Computer Face Control

Det mest omfattende anvendelsesområde for kontaktløs identifikation er kampen mod terrorisme og kriminalitet. Billedet af kriminals ansigt er gemt i databasen. På steder med masse overbelastning af mennesker (lufthavne, banegårde, indkøbscenter, sportsfaciliteter), bliver en realtid streamet til film for identifikation af ønskede personer.

Den næste sfære er adgangskontrolsystemer: Prøven af billedbilledet på det elektroniske pas sammenlignes med modellen opnået som et resultat af behandling af data fra videokameraerne. Proceduren finder sted straks uden at kræve yderligere handlinger (i modsætning til at scanne øjets nethinden eller dactyloscopy).

En anden hurtigt voksende industri er markedsføring. Et interaktivt billboard, der har scannet personens ansigt, bestemmer sit køn og sin alder, visualiserer kun de reklamer, der potentielt kan være af interesse for kunden.

Tendenser og udviklingsmuligheder

Systemerne for anerkendelse af personer i banksektoren er meget efterspurgte. Som følge af sidste år, efter installationen af 50.000 intelligente videokameraer i deres kontorer, lykkedes Postbank Bank at redde millioner af rubler ved at forhindre svig i kredit- og betalingssegmenterne. Eksperter hævder, at det nødvendige infrastrukturnetværk i 2021 vil blive oprettet, og eventuelle operationer i pengeautomater vil kun blive mulig efter den biometriske identifikation af klientens ansigt.

I det næste årti vil høje teknologier give mulighed for at åbne et netværk af forretninger, der er fulde af selvbetjening: køberen passerer foran butiksfronterne, vælger de varer, de kan lide og forlader. Systemet for anerkendelse af ansigter og billeder vil bestemme køberens identitet, købe og debitere sin konto det nødvendige beløb.

Der arbejdes på at skabe systemer til anerkendelse af den psyko-statiske tilstand. Analysen af menneskelige følelser vil være efterspurgt i multimediefelter: animation, filmografi, industrien for oprettelse af computerspil.