Система распознания и сопровождения движущихся объектов по сигналам камер видеонаблюдения Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.056.53

СИСТЕМА РАСПОЗНАНИЯ И СОПРОВОЖДЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ ПО СИГНАЛАМ КАМЕР ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

А. С. Никонов Научный руководитель - А. М. Голиков

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники Российская Федерация, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 40 E-mail: [email protected]

Рассмотрена система распознания объектов по сигналам камер видеонаблюдения, осуществляющая обнаружение подвижных объектов в поле зрения одиночной камеры. Разработан программный комплекс для обработки видеоизображений, получаемых с камеры видеонаблюдения, в результате работы которого на исходном изображении будут распознаваться и выделяться большеразмерные движущиеся объекты, такие как люди и автомобили. Кроме этого, система должна быть способна игнорировать периодические движения, такие как качание деревьев на ветру, развивающиеся флаги и т. д. В системе предусмотрены методы снижения влияния шума и условий съемки. Работа выполнена в рамках 15 секции настоящей конференции (Методы и средства защиты информации).

Ключевые слова: камера видеонаблюдения, обработка видеоизображений, распознаваться и выделяться большеразмерные движущиеся объекты.

RECOGNITION SYSTEM AND TRACKING OF MOVING OBJECTS BASED

ON SIGNALS CCTV CAMERAS

A. S. Nikonov Scientific Supervisor - A. M. Golikov

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics 40, Lenin Av., Tomsk, 634050, Russian Federation Е-mail: [email protected]

Considered the system of recognition of objects by signals from the cameras performing detection of moving objects in the field of view of a single camera. Developed a software package for processing video images received from the cameras, as a result of which the original image will be recognized and stand out large moving objects such as people and cars. In addition, the system should be able to ignore periodic motion, such as swaying trees in the wind, developing flags, etc. the system provides methods for reducing the impact of noise and shooting conditions. Work is performed under the 15th section of this conference (the Methods and means of information protection).

Keywords: CCTV camera, processing video images, to be recognized and stand out large moving objects.

Рассматриваются основные способы, которыми отделяют неподвижные объекты от объектов, перемещающихся в поле зрения камеры, их преимущества и недостатки. Кроме того, рассмотрены основные методы восстановления контуров подвижных объектов, что является нетривиальной задачей. Описываются методы и средства, при помощи которых разрабатывается программный комплекс для распознания движущихся объектов, в эксперименте, в котором проверялась работоспособность созданного программного комплекса. Вычитание фона - это наиболее широко распространенный в настоящее время подход к обнаружению движущихся объектов в видеоизображениях, полученных с помощью стационарной телекамеры. Суть таких методов

Секция «Методы и средства зашиты информации»

заключается в попиксельном сравнении текущего кадра с шаблонным, который обычно называют моделью фона. Как правило, эта модель, представляющая собой описание сцены без движущихся объектов, должна регулярно обновляться, чтобы отражать изменения освещенности и геометрических параметров.

Рассмотрим видеопоследовательность, получаемую со стационарной телекамеры. Для каждого кадра этой последовательности нам необходимо построить двоичную маску изображения, в которой значение 1 соответствует переднему плану, а 0 - фону. Обычно считается, что в течение п первых кадров в видеопоследовательности нет движущихся объектов. Это требование необходимо для корректного построения фоновой модели. Однако оно не всегда может быть выполнено, поэтому вместо него часто рассматривают так называемую динамическую модель фона, когда считается, что в п первых кадрах могут присутствовать движущиеся объекты (например, ветви деревьев, колышущиеся на ветру), но они не представляют интереса для проводимого анализа. На (рис. 1) приведен пример обработки видеопоследовательности с использованием метода вычитания фона.

Результаты эксперимента представлены на (рис. 2).

В работе получены следующие теоретические результаты: проведен анализ методов предобработки видеоизображений; проведен анализ методов выделения переднего плана; проведен анализ методов распознания движущихся объектов; рассмотрены способы создания программ обработки сигналов, поступающих с камер видеонаблюдения; разработан программный комплекс для обработки сигналов, поступающих с камер видеонаблюдения.

Рис. 2. Сопровождение объекта (автомобиля)

Достигнуты следующие практические результаты: комплекс позволяет работать с видеоизображениями в трех различных режимах; в состав комплекса включен набор фильтров предобработки; в состав комплекса включен набор фильтров, позволяющий выбирать параметры фиксируемых объектов; комплекс способен обрабатывать видео с разрешением 1280^1024 пикселей и частотой 30 кадров в секунду; к разработанному комплексу разработана подробная инструкция; проведено испытание, показавшее работоспособность комплекса [1-3].

Библиографические ссылки

1. Лукьяница А., Шишкин А. Цифровая обработка видеоизображений. М. : Ай-Эс-Эс Пресс, 2009. 511 с.

2. Логинов С. С. Система распознания объектов по сигналам камер видеонаблюдения: дипломный проект. Томск : ТУСУР, 2013. 160 с.

3. Бушлякова О. С., Замятин Н. В. Виртуальная модель прибора для отладки его программного обеспечения // Доклады ТУСУР. 2016. Т. 19, № 1. С. 63-64.

© Никонов А. С., 2017