Delist.ru

Методы видеонаблюдения, сегментации и сопровождения движущихся объектов (30.01.2008)

Автор: Обухова Наталия Александровна

Обухова Наталия Александровна

МЕТОДЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ,

СЕГМЕНТАЦИИ И СОПРОВОЖДЕНИЯ

ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ

Специальность: 05.12.04 – радиотехника, в том числе системы и

устройства телевидения

АФТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Санкт – Петербург -2007

Работа выполнена в Санкт–Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения.

Научный консультант –

доктор технических наук, профессор Тимофеев Б.С.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гоголь А.А.

доктор технических наук, профессор Ерош И.Л.

доктор технических наук, профессор Лысенко Н.В.

Ведущая организации – ФГУП «НИИ телевидения», Санкт – Петербург

Защита диссертации состоится «__» ________ 2008 г. в ____час. на заседании диссертационного совета Д212.238.03 Санкт – Петербургского государственного

Электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт – Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «__» ________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Баруздин С.А.

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Прикладные ТВ системы имеют чрезвычайно широкое и разнообразное применение. В соответствии с характером решаемых задач следует выделить системы: видеонаблюдения, измерительные, классификации и распознавания, сегментации и сопровождения объектов, охранные системы и др. По целевому назначению рассматривают системы: космического и воздушного мониторинга, медико–биологические, криминалистические, наблюдения за высокотемпературными процессами, мониторинга газопроводов и нефтепроводов, транспортного и экологического мониторинга и т.д.

Научным проблемам синтеза прикладных телевизионных систем, их адаптации к внешним условиям, повышению качественных показателей, помехоустойчивости и точности измерения параметров объектов посвящены работы многих отечественных и зарубежных ученых:

Катаева С. И., Зубарева Ю. Б., Селиванова А. С., Гуревича С. Б., Рыфтина Я. А., Гоголя А.А., Быкова Р. Е., Лысенко Н.В, Тимофеева Б. С., Пустынского И. Н., Цицулина А. К., Хромова Л. И., Ярославского Л. П., Василенко Г. И., Розенфельда А.А,. Горелика С. Л., Ероша И. Л., Сергеева М.Б., Фисенко В.T., Кузьмина В.П , Хорна Б. К. П., Претта У. К., Колера Д., Марагоса Г., Форести Л., Виарани Л., Хао Тау и др.

Разработкой современных прикладных ТВ систем занимаются научно – производственные коллективы: ФГУП «НИИ телевидения» под руководством А. А. Умбиталиева, ФГУП НИИ ПТ «Растр» под руководством Кузьмина В.П. и Челпанова В.И., компания «ЭВС» (Санкт – Петербург) под руководством Лебедева Н.В., филиал ФГУП ЦНИИ «Комета» под руководством Фисенко В.Т. и др.

Главными особенностями современного этапа развития прикладных ТВ систем являются:

1. Стремительное развитие аппаратной базы и вычислительной техники. Это обусловило появление видеокомпьютерных систем и, как следствие, существенно ослабило ограничения на сложность и емкость методов обработки видеоданных в них.

2. Все большее распространение прикладных ТВ систем сопровождается значительным усложнением решаемых ими задач.

Указанные особенности ужесточают требования к эффективности методов анализа и представления видеоданных прикладными ТВ системами.

Для видеонаблюдения это предполагает построение систем, обеспечивающих максимальный уровень эргономичности. Для получения наиболее полной информации об объекте интереса и окружающей обстановке необходимо увеличение угла зрения видеокамеры. Обычно эту проблему решают путем применения широкоугольных и сверхширокоугольных объективов. Их использование приводит к существенным пространственным искажениям и снижению разрешения на краях формируемого изображении. Компенсация пространственных искажений цифровыми методами сопровождается дополнительными потерями разрешающей способности. Необходимо разработать методы синтеза изображений объектов интереса, исключающие указанные проблемы.

Существующие сегодня системы видеонаблюдения при работе в режиме реального времени предъявляют видеоматериал оператору со скоростью движения объекта интереса или камеры. Например, при контроле железнодорожного состава его скорость определяет скорость просмотра видеоматериала. Если эта скорость достаточно высока, то нет возможности рассмотреть целостность вагонов, пломб и сверить с натурным листом бортовые номера. В этом случае оператор вынужден работать с видеоматериалом, помещенным в архив. В результате контроль состава выполняют после его прохождения, что снижает оперативность наблюдения. При наблюдении быстродвижущихся объектов должна быть обеспечена возможность регулирования скорости предъявления видеоданных непосредственно в режиме контроля, а не работы с архивом.

Одновременно с наблюдением необходимо предоставить оператору дополнительную информацию об объекте интереса, полученную на основе анализа видеоданных. Это могут быть данные о скорости движения объекта (поезда, автомобиля), информация о типе транспортного средства, его номерном знаке и др. Должен быть сформирован информационный кадр, включающий в себя изображение объекта, оперативные данные и информацию из баз данных.

Для систем видеонаблюдения актуальным является разрешение противоречия между качеством формируемых изображений и аппаратными возможностями существующих каналов связи, а также устройств хранения данных. Несмотря на высокую емкость современных жестких дисков ее недостаточно для хранения больших объемов информации длительное время, как это необходимо согласно техническим условиям. Традиционно это противоречие решают путем сжатия видеоданных с заметным понижением их качества и потерей информации. Для повышения эффективности систем видеонаблюдения необходимо разработать методы сжатия видеоданных без потери информации об объекте интереса для обеспечения длительного хранения и передачи в реальном времени высококачественных изображений по каналам связи с ограниченной пропускной способностью.

Помехоустойчивость пассивных телевизионных и тепловизионных систем сегментации и сопровождения обуславливает их высокую востребованность и широкое распространение: при управлении воздушным и водным транспортом, при проведении антитеррористических мероприятий, анализе транспортных потоков и др. Практика применения систем этого класса позволяет выделить следующие основные проблемы.

При высокой динамике и большом числе объектов интереса затруднено их первоначальное выделение оператором. Актуальным является обеспечение автоматической сегментации одновременно нескольких объектов интереса с присвоением им уникальных меток, которые не должны изменяться далее в процессе сопровождения даже при временном исчезновении объекта интереса.

загрузка...