CC BY
28
12. Abbasov Yo. S., Uzbekov M.O. Studies efficiency solar air collector // Austrian journal of technical and natural sciences. № 7-8. 2016 y.
13. Uzbekov M.O., Abbasov E.S. Efficiency of Heat Exchange of a Solar Air Collector with a Light-Absorbing Surface Made of Stainless Steel Shavings // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. Vol. 5, Issue 2 , February 2018.
14. Uzbekov M.O., Abbasov E.S. Theoretical analysis of the characteristics of the air flow when flowing metal shavings in the solar air heaters // European science review. № 1-2, 2018.
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ РАБОТЫ ВИДЕОРЕГИСТРАТОРА
Нокеева Р.М.
Нокеева Роза Манаповна - магистрант, кафедра вычислительной техники и программного обеспечения, факультет компьютерных систем и профессионального образования, Казахский агротехнический университет имени С.Сейфуллина, г. Астана, Республика Казахстан
Аннотация: в статье приводится обзор и сравнительный анализ существующих методов для детекции движения в видеопотоке, описание программного обеспечения «Videostream - детектор движения 1.0» с функций детекции движения и записи видеопотока в память.
Ключевые слова: детекторы движения, движущиеся объекты в видеопотоке, видеорегистратор, видеонаблюдение, машинное зрение, запись на носители информации, программное обеспечение.
УДК 004.931, 004.932, 004.432.2
Введение
В современном мире информация и данные играют очень важную роль. Научно -технический прогресс открывает новейшие горизонты в областях, связанных с передачей и обработкой информации. Следствием этого является быстрое развитие информационной технологии и цифровых данных [1].
С ростом производительности персональных компьютеров и ноутбуков, важным направлением развития информационных технологий стали средства мультимедиа. Сначала они служили в основном для украшения компьютерных игр, но со временем нашли много других применений в разных областях техники. Кроме игр сначала появились короткие мультимедийные видеоролики, аудиотреки, затем полнометражные фильмы в цифровых форматах.
Сегодня мультимедийные потоки применяются достаточно широко в различных отраслях производства и сферах жизни людей [2]. Можно выделить две области, где они себя особо зарекомендовали: это видеофильмы и телеконференции. Сравнительно новым способом применения потоковых мультимедийных данных стала охрана жилых и хозяйственных объектов. Для просмотра фильмов и проведения телеконференций достаточно лишь декодировать мультимедийные данные и показать их пользователю, однако для целей охраны этого недостаточно, тем более, если заходит речь об автоматизации процесса охраны. Здесь необходимо применение дополнительных алгоритмов для решения задач не просто передачи и отображения информации, поступающих на вход, но ещё и отслеживания изменении относительно поступающих данных и информировать об их наличии пользователя либо вести
запись истории таких изменений. Устройства, позволяющие выполнять подобные операции, называются детекторами.
На сегодня существует две большие классификации детекторов: детекторы активности и детекторы движения [3]. Детекторы активности основываются на обнаружении активности в полученных данных. Такая активность может быть причиной какого-либо движущегося объекта, однако не исключаются и ложные срабатывания детектора движения на изменения условий погоды, освещённости или некий шум при передаче данных. Детекторы движения работают немного иначе. Их принцип работы основывается на реагировании именно на движение в кадре. Источником движения может служить человек, животное, либо механическое устройство, изменяющее своё положение в течение нескольких кадров.
Целью данной работы является разработка программного обеспечения для видеорегистратора с функцией детектора движения, особенностями которого можно считать способность обнаруживать и отслеживать (трассировать) движущиеся объекты с возможностью ведения записей кадров при наличии движении. Система должна удовлетворять следующим требованиям: устойчивость к посторонним шумам, таким, как качание веток деревьев, погодные условия, изменение освещения.
Разрабатываемое программное обеспечение поможет выявить имеющиеся недостатки, и предоставить проект, который будет соответствовать всем требованиям для оптимальной работы.
Обзор существующих методов для детекции движения
Практически все современные системы видеорегистрации оснащены датчиками, распознающими движение в кадре. В зависимости от типа видеокамер (аналоговые, аналоговые высокого разрешения или IP-камеры), данная функция реализуется разными методами, но основная задача большинства датчиков одинакова. Методы реализации подразделяются на программные и аппаратные [4, 5].
Программный метод основан на обработке программным обеспечением видеорегистратора или камеры поступающего видеопотока и выявления изменений в картинке.
Что касается аппаратного метода, в данном случае речь идет именно о датчиках движения, с которых поступает команда о происшедшем событии [7,8].
При обнаружении движения система видеонаблюдения может выполнять следующие действия:
• Активация записи видеопотока.
• Сохранение скриншота.
• Отправка на почту, телефон или FTP-сервер сообщения, скриншота или даже отрезка видеозаписи.
• Подача сигнала на внешнее устройство (например, включение сирены).
• Подача команды PTZ (если установлена камера с поворотным устройством, то она изменит свой угол обзора).
Кроме охранных действий, основной смысл детекции движения — это экономия дискового пространства и, соответственно, увеличение объема архива видеозаписей. Кроме того, с архивом намного удобнее работать, так как не придется просматривать многочасовые записи без каких-либо действий в кадре, а намного проще, если просматривать лишь те моменты, где было движение.
Каким способом обнаружения движения лучше пользоваться? Чаше всего используется программный метод. Он не требует дополнительных расходов на датчики и другое оборудование, и в большинстве случаев справляется со своей функцией.
В данном программном обеспечении «Videostream - детектор движения 1.0» реализован именно программный метод с функций детекции движения и дальнейшая запись видеопотока в память.
Описание предлагаемого программного обеспечения
Предлагаемое разработанное программное обеспечение называется «Videostream -детектор движения 1.0». Детектор принимает на вход программы кадры видеопотока в виде растровых изображений в формате RGB, полученные с видеокамеры, обрабатывает эти данные, обнаруживая на них движущиеся объекты, при обнаружении движения на видеокадрах начинает запись в видеофайл.
Для реализации алгоритмов данного программного обеспечения выбраны средства разработки программного обеспечения, специализирующиеся на обработке видеосигнала. Самая развитая и открытая система - это библиотека компьютерного зрения OpenCV (Open Source Computer Vision Library) [5]. Основная оболочка программного обеспечения была реализована на языке Microsoft Visual С++ с использованием стандартных элементов языка (библиотек, классов, структур и пр.), а также с применением библиотеки OpenCV [6].
К данному программному обеспечению были предъявлены следующие требования:
- Функция видеонаблюдения
- Функция детекций движения, при обнаружении - запись в файл
- Экономия памяти
- Функция слежения, при отключении которого не срабатывает «детекция движения»
- Возможность записи ручным способом в новый файл
- Записанные файлы автоматический именуются текущей датой и временем.
Таблица 1. Характеристики программного обеспечения «Videostream - детектор движения
1.0»
Вид товара Программное обеспечение
Бренд Videostream
Артикул 1.0
Видеоаналитика Детектор движения
Количество видеоканалов 1
Страна производитель Казахстан
Операционная система не ниже Windows 7.х
«Videostream - детектор движения 1.0» — это приложение-детектор движения, которое обнаруживает движущийся объект в области обзора камеры и ведет запись на носитель информации по движению. Оно идеально подходит для видеонаблюдения в офисных зданиях, в магазинах, на промышленных объектах, в автопарках, в депо и на других территориях. Кроме того, приложение позволяет уменьшить трафик и объем памяти для хранения данных, поскольку видеозапись включается в камерах только при возникновении движения.
«Videostream - детектор движения 1.0» можно использовать с любыми web -камерами с функцией съемки видео и со встроенным программным обеспечением версии не ниже Windows 7.x, предназначенными для внутренней и наружной установки. Интерфейс программы прост для использовании рядовыми пользователями ПК, что значительно упрощает процедуру установки программного обеспечения и дальнейшего работы с ним.
На рис.1 представлены скриншоты реализованной программы «Videostream -детектор движения 1.0»
ca I [Ji - I
El
©
Рис.1 программа «Videostream - детектор движения 1.0»
Новый том (D:)
ЛвД«пи1КМ бы, l№VMM{m
- "Г , ш г Э*&т ЧСМПЬЧЗТfр f Нг-|ЫН icu (ft)
V G, ПоксН,,. р
4 Hstpi—«
V.
- , НВДГННЧ »КЧ
■ Pjéil^^M < ГСП
r RUMKiAiE1;
Дсмй^ч" гррГ|П;
fc >гер лмлнотф АЙШ>1 pj tf
Л
Л Ъ'ЙЛ-И
Tm киыип AVI Vii» Fit
|1ма ДJid Тип fiiinp Продэл
ioruitonj.lfiJMJOH riinpj С ^Jl'l 'iJUH
Lj l.ehm 6>.1lM1i 1ÎJ2 Текстовый до^м.. CtÉ
J I.W aujoit iws Тршыйддцц- О fi
□ 1 il'jn.i ' XWÉ. 11 lit
■S AVI Vi.i^i "- t Î171KS amas
Ï »Vî.ejlîlMimSTt яаяаил Л1Л ,'idre t t и; m ts №»11
il an_œ_w._»Mi«Bi JMUOltJbH Am vaut t îi JM ut fcwews
mirtniîiiK AVI V idfLT ï p 1Я SM «б KMWS
■s зммымммь АЦ 1 143 «И 16
IS AU I/.ÎM 1 с 7j ia «б
ri 2HU_GUH_2№MZ21 и.-аьлтаазт AVI vu» ; Î 1SÎ SJf HE ratftîi
Ъ i011_»_«_ZIMllU6l «11Ы019 21:49 AU ViAo f e 5042 HE IXHJHS
Л19_М.|»_ггМ(тМ>. PMBJffiSiLII КЛ VU» F i Я9МКЕ Dfttmn
51 rniî_«_lii_!)INKmOCi 1C.ÎS23H MO AvI «Uni t CKE
wiçufm; Д11 ME
Коятьюрвр
Рис.2. Видеофайлы, снятые в программе «Videostream - детектор движения 1.0» сохранены на
носитель
После успешной реализации, программное обеспечение прошло испытание серией экспериментов, решая задачу детектирования и классификации движущихся объектов. Всего в ходе эксперимента отснято более 300 часов видео, что доказало стабильность работы программного обеспечения. В качестве единицы времени в результатах взят 20-минутный отрезок видеопоследовательности.
Работоспособность и эффективность разработанной системы детекции движущихся объектов на основе видеонаблюдения доказана экспериментально.
Список литературы
1. Кашкаров А.П. Видеокамеры и видеорегистраторы - для каждого дома и автомобиля // М.:ДМК Пресс, 2014. 7-10 с, 43-68 с.
2. Austerberry David .The Technology of Video and Audio Streaming // Gardners Books, 2005. 55-100 с.
3. Кондратенков И.Б., Рубанов Л.И. Обнаружение устойчивых изменений наблюдаемой сцены при пространственно-временном анализе видеопоследовательности // 2010. 15-26 с.
4. Кашкаров А.П. Персональные видеорегистраторы для личной безопасности. Обзор, практика применения. // М.:ДМК Пресс, 2017. 15-21 с.
5. Глория Буэно Гарсия Обработка изображении с помощью OpenCV /пер. с англ. Слинкин А.А. // М.:ДМК Пресс, 2016. 120-201 с.
6. Материал из Википедии / свободной энциклопедии, OpenCV // [Электронный ресурс]. https://ru.wikipedia.org/wiki/OpenCV/ (дата обращения: 15.04.19).
7. Минаев И.Г., Шарапов В.М., Полищук Е.С., Кошевой Н.Д., Ишанин Г.Г., Совлуков А.С. Датчики //Техносфера Москва, 2012. 563-581 с.
8. Безопасность, управление и автоматизация [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://video-praktik.ru/videoregistrator_videoserver.html/ (дата обращения: 15.04.19).
