В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Если первые версии стандарта ONVIF практически никак не описывали функциональность видеоаналитики,то с его развитием стандартизация видеоаналитики приобрела более зрелый вид. Несмотря на то что даже сейчас, в текущей версии стандарта 2.2, есть "белые пятна" в части видеоаналитики, это не мешает использовать ее в коммерческих проектах.
В статье речь пойдет о текущей версии 2.2.
Спецификация ONVIF определяет следующие типы устройств, которые могут поддерживать функции видеоаналитики:
С одной стороны, устройства типа NVT или NVA содержат в себе модули видеоаналитики и являются источниками событий и метаданных. Например, устройством типа NVT может быть сетевая камера или многоканальный видеосервер (кодер) со встроенной видеоаналитикой для анализа несжатого видео. Устройством типа NVA является сервер видеоаналитики, который обрабатывает сжатое видео с сетевых камер или кодеров.
С другой стороны, устройства типа NVS и NVC являются приемниками событий и метаданных. Интерфейс NVS может реализовывать сетевой видеорегистратор (NVR), a NVC - система управления видео (VMS) или автоматизированное рабочее место оператора (АРМ).
Одно устройство может реализовывать сервисы ONVIF, соответствующие нескольким типам устройств ONVIF одновременно. Например, многофункциональный видеосервер может реализовывать сразу все сервисы:
Вследствие развития стандартов для цифровой передачи несжатого видео, таких как HDcctv (через интерфейс SDI-HD) и GigE Vision (через интерфейс Gigabit Ethernet), устройство типа NVT может выглядеть не только как камера или кодер со встроенной видеоаналитикой, но и как мощный сервер, размещаемый в стойке и обрабатывающий несколько десятков каналов.
Благодаря повышению эффективности кодирования Н.264, устройства типа NVA начинают работать в тех областях, где раньше сжатое видео не рассматривалось, например для идентификации объектов (распознавания лиц и номерных знаков). В частности, существенным фактором в популяризации NVA являются недорогие аппаратные ускорители Н.264 на процессоре Intel (семейство Sandy Bridge, Ivy Bridge) и nVidia (технологии PureVideo, CUDA).
Несмотря на качество кодера, видеоаналитика, встроенная в устройство NVT и работающая с несжатым видео, всегда выигрывает у NVA в сложных условиях наблюдения, когда сигнал зашумлен (плохая освещенность, осадки, обильная растительность) или когда задержка критична (в частности, для автоматического наведения поворотной камеры).
Таким образом, две рассмотренные тенденции приводят к сближению областей применения устройств NVT и NVA.
На рис. 1 представлена архитектура сервера видеоаналитики с точки зрения стандарта ONVIF. Как видно, архитектура предлагает однонаправленную модель.
1. На самом нижнем уровне находится Менеджер модулей (Video Analytics Engine) - подсистема, которая предоставляет интерфейс работы с модулями аналитики (создание, изменение, удаление). Вход подсистемы - видеофреймы, выход - описание сцены (в формате XML).
2. Следующий уровень - Менеджер правил (Rule Engine) - подсистема, которая предоставляет интерфейс для работы с правилами аналитики (создание, изменение, удаление). Вход подсистемы - описание сцены, выход - поток событий.
3. Следующие два уровня не являются специфичными для видеоаналитики и используются другими сервисами ONVIF. Менеджер событий (Event Engine) - предназначен для представления внутренних событий видеоаналитики в ONVIF-события и рассылки их клиентам Менеджер реакций (Action Engine) - предназначен для осуществления реакций системы на те или иные события, но в текущей версии стандарта он не определен (ожидается в версии 2.2).
С точки зрения интеграторов любое видеоаналитическое ONVIF-устройство (NVT, NVA) представляет собой источник видеоаналитических событий и метаданных, то есть описаний сцены. Как показано на рис. 2, для передачи описания сцены используется только транспорт RTP/RTSP, а для передачи событий, кроме RTP/RTSP, применяются такие транспорты, как Base Subscription и PullPoint Subscription.
Задачи интегратора
Интегратору необходимо решить две основные задачи:
Конфигурирование видеоаналитики включает в себя конфигурирование модулей и правил.
Примеры модулей
Примеры правил:
Решения обеих задач являются нетривиальными, так как клиентское программное обеспечение (NVC), разрабатываемое или используемое интегратором, должно обеспечить корректную работу с ONVIF-совместимыми видеоаналитическими устройствами различных производителей то есть описание событий, правил, модулей необходимо получать от устройств динамически, а не использовать предопределенные структуры для каждого производителя. К тому же они могут меняться после обновления прошивки устройств.
Решение задач интегратора
Стандарт ONVIF предлагает следующую модель решения задач интегратора (рис. 3).
Клиентское программное обеспечение (NVC) получает описание возможных событий, правил и модулей через вызовы GetEventProperties, GetSupportedRules и GetSupportedModules. Описание возвращается в XML-формате и является достаточным для приемной части, чтобы произвести необходимые настройки на своей стороне и позволить конечному пользователю выполнить настройку видеоаналитических модулей, правил, а также реакции приемной части (NVC) на события. Сложность заключается в том, что задача отображения описания видеоаналитических модулей и правил в удобном интерфейсе пользователя является довольно сложной.
Возможны следующие варианты решения данной задачи:
Вариант 1 - разработка универсального интерфейса пользователя конфигурирования правил и модулей (рис. 4).
Вариант 2 - разработка открытой архитектуры подсистемы конфигурирования правил и модулей (рис. 5).
Недостатком варианта 1 является то, что универсальный интерфейс (рис. 4) всегда будет менее удобен в использовании, чем специализированный (рис. 5).
Вариант 2 лишен этого недостатка, но предполагает дополнительные усилия со стороны интегратора для разработки открытой архитектуры подсистемы конфигурирования правил и модулей, что позволит разработчикам видеоаналитики самим разрабатывать расширения (VA plugins), которые будут динамически встраиваться в клиентское программное обеспечение и предоставлять удобный интерфейс для конфигурирования модулей и правил.
Вариант 2 реализован в клиентском программном обеспечении - Менеджер устройств ONVIF - с открытым программным кодом (http://sourceforge.net/projects/onvifdm/) Задача получения результатов работы видеоаналитики проще в реализации и в настоящий момент решена основными производителями клиентского программного обеспечения Например, компанией ITV | Axxonsoft (Intellect и Axxon Smart IP) и Milestone Systems (XProtect).
Рассмотрим основные варианты применения видеоаналитики в составе систем, построенных на базе стандарта ONVIF.
Для всех вариантов общими являются конфигурирование и поиск по архиву.
Конфигурирование выполняется для всех типов устройств и включает в себя:
Поиск по архиву выполняется посредством сервиса Recording Search. Поиск осуществляется по сохраненным метаданным, полученным от модулей аналитики. Результаты поиска могут быть получены с помощью сервиса Recording Replay
Особенность всех вариантов в том, что устройства NVA, NVT и NVS являются виртуальными и объединены в одном физическом устройстве VA unit. Это позволяет совместно использовать одни и те же сервисы ONVIF.
Вариант 1. Видеоаналитика для сжатого видео с сетевых камер
В настоящее время этот вариант (рис. 6) является наиболее востребованным. Причина - на рынке присутствует довольно большое число недорогих сетевых камер. Большинство из них не поддерживает стандарт ONVIF или поддерживает формально. И этот вариант позволяет интегрировать такие камеры в системы видеонаблюдения, построенные на базе ONVIF, расширив их функциональность видеоаналитическими возможностями.
Поток RTP/RTSP от сетевых камер поступает одновременно на устройства NVA и NVS Устройство NVA декодирует видеопоток, выполняет видеоаналитическую обработку и отдает результат устройству NVS для записи и последующего поиска, а также на рабочее место оператора (NVC Workstation) для оперативной работы. Помимо результатов видеоаналитики, устройство NVA может отдавать на рабочее место оператора и исходный видеопоток.
Вариант 2. Видеоаналитика для несжатого видео с аналоговых камер
Этот вариант (рис. 7) актуален для существующих аналоговых систем видеонаблюдения и позволяет модернизировать их в системы, построенные на базе стандарта ONVIF с видеоаналитическими возможностями.
Работа системы аналогична работе, описанной в варианте 1, за исключением источников сигнала. В данном случае они аналоговые, и как следствие для видеоаналитической обработки используется устройство NVT
Вариант 3. Видеоаналитика для несжатого
видео с камер высокого разрешения
В последнее время широкое распространение получили камеры высокого разрешения с интерфейсами HDcctv и HD-SDI. Совместное использование таких камер с видеоаналитическими устройствами позволяет получить наилучшие качественные показатели работы видеоаналитики и является наиболее перспективным вариантом (рис. 8).
Вариант 4. Видеоаналитика
в составе гибридной системы
Этот вариант (рис. 9) является симбиозом двух предыдущих и примером того, как можно гармонично и эволюционно модернизировать старые аналоговые системы, в дальнейшем переходя на более передовые цифровые.
Сервис реакций (Action Engine Service) - давно ожидаемый функционал, который был заявлен в ранних версиях стандарта, но не описан. Текущая версия ONVIF 2.2 дает подробное описание и определяет следующие типы реакций:
Сервис распределенного поиска (Federated Search Service) и тип устройства Брокер распределенного поиска (Federated Search Broker), ожидаемые в будущей версии спецификации ONVIF, реализуют новую функциональность, суть которой заключается в предоставлении конечному пользователю возможности осуществлять поиск по всем ONVIF-совместимым устройствам. Причем для достижения этой цели на самих устройствах должен быть реализован сервис распределенного поиска (Federated Search Service). А для поиска на тех устройствах, которые не поддерживают данный сервис, предназначен Брокер распределенного поиска (Federated Search Broker) - он преобразует запросы распределенного поиска в запросы сервиса поиска (Recording Search Service)
Появление стандарта ONVIF - это первая серьезная попытка стандартизировать помимо базовой функциональности также функциональность видеоаналитики. Несмотря на сложность и нетривиальность данной задачи, стандарт предлагает оптимальное решение.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2012
Посещений: 12755
В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
