Сравнение библиотек компьютерного зрения для разработки систем охранного видеонаблюдения с возможностью видеоаналитики Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Библиографические ссылки

1. Исследование утечек конфиденциальной информации [Электронный ресурс]. URL: http://www. infowatch.ru/report2015 (дата обращения: 12.5.2016).

2. Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. 5-е изд. СПб. : Питер, 2012. С. 32-57.

3. SNMP documents [Электронный ресурс]. URL: http://www.net-snmp.org/docs (дата обращения: 12.7.2016).

4. Шаньгин В. Ф. Информационная безопасность компьютерных систем и сетей : учеб. пособие. М. : Форум : Инфра-М, 2011. С. 29-48.

5. Руководство Zabbix [Электронный ресурс]. URL: https://www.zabbix.com/documentation (дата обращения: 25.7.2016).

References

1. Issledovanie utechek konfidentsial'noy informatsii. Available at: http://www.infowatch.ru/report2015 (accessed: 12.5.2016).

2. Tanenbaum E., Uezeroll D. Komp'yuternye seti. Vol. 5 SPb. : Piter, 2012, p. 32-57. (In Russ.)

3. SNMP documents. Available at: http://www.net-snmp.org/docs (accessed: 12.7.2016).

4. Shan'gin V. F. Informatsionnaya bezopasnost' komp'yuternykh sistem i setey: ucheb. posobie. M. : Forum : Infra-M, 2011, p. 29-48. (In Russ)

5. Manual Zabbix. Available at: https://www.zabbix. com/documentation (accessed: 25.7.2016).

© Безрук П. А., Моргунов Е. П., 2016

УДК 004.051

СРАВНЕНИЕ БИБЛИОТЕК КОМПЬЮТЕРНОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ ОХРАННОГО ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ВИДЕОАНАЛИТИКИ

М. Е. Бикетов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Рассмотрены различные области применения механизмов компьютерного зрения, в частности, в сфере охранного видеонаблюдения. Проведено сравнение наиболее популярных библиотек, реализующих методы обнаружения и распознавания лиц.

Ключевые слова: распознавание, компьютерное зрение, обнаружение лиц, OpenCV, LTI, VXL, AForge.NET.

raMPARING COMPUTER VISION LIBRARIES TO DEVELOP SURVEILLANCE SYSTEMS

WITH VIDEO ANALYTICS

M. E. Biketov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

This article presents the different fields of computer vision application, in particular in the field of security video surveillance. The research compares the most popular libraries implementing methods of face detection and recognition.

Keywords: recognition, computer vision, face detection, OpenCV, LTI, VXL, AForge.NET.

Компьютерное зрение - это технологии и алгоритмы по созданию систем, целью которых является обнаружение либо отслеживание объектов и выявление значимой информации на изображении. Компьютерное зрение востребовано в различных областях, таких как контроль качества продуктов, медицина, робототехника, а также охранные системы.

В последние годы все больше развивается интеллектуальное видеонаблюдение. В сфере охранного видеонаблюдения компьютерное зрение играет важную роль для реализации механизмов видеоаналити-

ки. Для контроля доступа данные системы используют методы обнаружения и идентификации лиц на видеопотоке.

При разработке подобных систем применяются специализированные библиотеки, в которых реализованы методы компьютерного зрения. Так, разработчикам доступны следующие свободно распространяемые библиотеки: OpenCV, AForge.NET, VXL, LTI-Lib, HALCON, Matrox Imaging Library, Camellia Library.

Для определения наиболее подходящей библиотеки для решения задачи разработки системы охранного

<Тешетневс^ие чтения. 2016

видеонаблюдения был проведен анализ самых популярных из них, обладающих следующими возможностями: получение данных с камер и их обработка, обработка изображений, обнаружение и распознавание объектов, захват движений.

Одной из самых широко известных библиотек является OpenCV (Open Source Computer Vision Library). В данной библиотеке реализовано более 500 оптимизированных алгоритмов для решения задач, связанных с обработкой и анализом видеопоследовательностей в сфере компьютерного зрения. OpenCV разработана на языках программирования C/C++ и может использоваться на различных операционных системах. Для реализации механизма видеоаналитики в данной библиотеке имеются функции, выполняющие фильтрацию, геометрические преобразования, поиск контуров и построение гистограмм. Помимо этих функций в OpenCV реализованы алгоритмы выбора отличительных признаков, анализа движений, обнаружения и слежения за объектами, в частности, лиц, захвата видео с камер и из видеофайлов и т. д. Использование данной библиотеки облегчает работу с методами компьютерного зрения, так как данная библиотека ориентирована на повышение эффективности вычислений и улучшение производительности, следовательно, OpenCV позволяет использовать механизмы компьютерного зрения в реальном времени. Существует возможность автоматической оптимизации с использованием возможностей библиотеки IPP (Integrate Performance Primitives). В состав данной библиотеки входят процедуры с низкоуровневой оптимизацией, которые могут применяться для разнообразных алгоритмических областей [1].

На рисунке представлено сравнение OpenCV и OpenCV с IPP с двумя другими библиотеками компьютерного зрения - LTI и VXL. Представленный на рисунке график отражает время выполнения задач для четырех видов обработки: дискретное преобразование Фурье, изменение размера изображения, вычисление оптического потока и вычисление отклика нейронных сетей [5].

I LTI IVXL "OpenCV lOpenCV-tlPP

2ЕДПЧ1 Изменение Оптический Нейронные размера поток сети

Время, затраченное на обработку объектов

Библиотека AForge.NET, созданная на языке С#, имеет открытый исходный код. AForge.NET используется при разработке различных приложений, в том числе и для проведения исследований в области компьютерного зрения и искусственного интеллекта. Библиотека содержит функции, связанные с реализа-

цией обработки изображений, нейронных сетей и генетических алгоритмов, нечеткой логикой, робототехникой и т. д. AForge.NET включает в себя набор модулей: AForge.Imaging - процедуры обработки изображений и фильтров; AForge.Vision - методы компьютерного зрения; AForge.Video - функции для обработки видео и т. п. Данная библиотека постоянно совершенствуется, появляется огромное количество демонстрационных примеров и программ по работе с ней, что облегчает ее изучение [2].

VXL (the Vision-somethingLibraries) - это набор библиотек, написанных на языке C++. Возможности данной библиотеки применяются для научных исследований и в реализации методов компьютерного зрения. Основными компонентами VXL являются: VIL -загрузка, сохранение и редактирование изображений, VGL - геометрия элементарных объектов в 1, 2 или 3-х измерениях, VSL - потоковый ввод-вывод и различные манипуляции с видео. Также в библиотеке реализованы дополнительные модули, включающие типовые шаблоны, утилиты, численные контейнеры и алгоритмы. Преимуществом данной библиотеки является то, что можно использовать необходимые компоненты по отдельности [3].

LTI-Lib разработана на языке C++, является объектно-ориентированной библиотекой алгоритмов и структур данных. Данная библиотека широко применяется при разработке систем по обработке изображений и в сфере компьютерного зрения. За счет своей архитектуры LTI-Lib обеспечивает быстроту работы алгоритмов, которые могут быть использованы в реальных приложениях. В библиотеке реализован широкий функционал: различные методы сегментации, линейные фильтры, захват изображений с устройств, функции отслеживания движений и многое другое. При реализации алгоритмов обработки изображений в C++ часто возникают сложности с представлением временных образов во время отладки. Благодаря объектно-ориентированной архитектуре библиотеки LTI-lib, для предварительного просмотра необходимо создать объект представления и передать ему изображение, которое необходимо вывести на экран [4].

В результате анализа возможностей библиотек, в которых реализованы алгоритмы компьютерного зрения, была выявлена библиотека, соответствующая всем необходимым требованиям для реализации механизма видеоаналитики - OpenCV. Наиболее значительным преимуществом библиотеки является ее производительность. При использовании дополнительного компонента IPP производительность работы алгоритмов увеличивается. При этом открытый код и возможность ручной настройки алгоритмов позволяют решить узкоспециализированные задачи. Еще одним преимуществом является существование русскоязычных аналогов документации для более простого изучения.

Библиографические ссылки

1. OpenCV [Электронный ресурс]. URL: http:// opencv.org/ (дата обращения: 12.7.2016).

2. Documentation AForge.NET [Электронный ресурс]. URL http://www.aforgenet.com/framework/ (дата обращения: 12.07.2016).

3. What is VXL? [Электронный ресурс]. URL http://vxl.sourceforge.net/ (дата обращения: 12.08.2016).

4. Manual LTI-Lib [Электронный ресурс]. URL http://ltilib.sourceforge.net/doc/homepage/index.shtml/ (дата обращения: 12.07.2016).

5. Gary Bradski, Adrian Kaehler. Learning OpenCV. O'Reilly Media, 2008. С. 7-8.

References

1. OpenCV Available at: http://opencv.org/ (accessed: 12.07.2016).

2. Documentation AForge.NET. Available at: http:// www.aforgenet.com/framework/ (accessed 12.07.2016).

3. What is VXL? Available at: http://vxl.sourceforge. net/ (accessed 12.08.2016).

4. Manual LTI-Lib. Available at: http://ltilib. sourceforge.net/doc/homepage/index.shtml/ (accessed: 12.07.2016).

5. Gary Bradski, Adrian Kaehler. Learning OpenCV O'Reilly Media, 2008. P. 7-8.

© EHKeTOB M. E., 2016

УДК 004.91

ПОРТАЛ СКИДОК СУПЕРМАРКЕТОВ КРАСНОЯРСКА

П. А. Бурлева

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Рассматривается проблема поиска интересующих покупателя скидок и акций супермаркетов. Для решения проблемы был разработан портал, объединяющий все скидки супермаркетов.

Ключевые слова: акции, супермаркеты, портал скидок.

DISCOUNT PORTAL OF SUPERMARKETS IN KRASNOYARSK

P. A. Burleva

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

This article discusses the problem of searching for discounts and promotions at supermarkets. The solution to this problem is to create a portal that combines all the discounts of supermarkets.

Keywords: discounts, supermarkets, portal of discounts.

В настоящее время существует множество супермаркетов, и, как правило, в каждом супермаркете действует определенный набор скидок. Любой покупатель, имеющий доступ к Интернету, может просмотреть буклет с действующими акциями на официальном сайте. Но чтобы найти желаемый товар, потребуется просмотреть весь буклет. Возможно, пользователь сэкономит время на поиск официального сайта, так как на данный момент уже существуют такие порталы, как SkidkaOnline [1] и tiendeo [2], где собраны буклеты крупных супермаркетов. Но если покупателя интересует конкретный продукт, придется потратить время на просмотр буклетов всех интересующих супермаркетов.

Для решения данной проблемы был разработан портал скидок Красноярска. Портал разрабатывался с применением языка php [3]. Все необходимые данные о скидках хранятся в базе данных, написанной на языке MySQL [4]. Данные программные средства по-

зволяют добиться быстродействия и надежности программного продукта [5]. Структура разработанного портала отображена на рисунке.

Глинная 1 1

Каталоги Таблица скидок Контакты Регистрация

Структура портала

На главной странице отображается двухуровневое меню с категориями и видами продуктовых товаров. С помощью данного меню пользователь может выбрать интересующий его продукт и перейти к таблице скидок, отфильтрованной по виду выбранного продукта. Также на данной странице расположены новости портала.