Do rúk sa mi dostal veľmi zaujímavý a poučný článok, ktorého autorom je Martin Gren. Že ho nepoznáte? Toto meno je žiaľ v našich končinách neprávom trochu neznáme. Martin Gren je
spoluzakladateľom spoločnosti Axis Communications a je autorom prvej IP kamery na svete. V odborných kruhoch je veľmi často zrovnávaný
s veľkými vizionármi ako sú Bill Gates alebo Steve Jobs. A že má fakt skvelé myšlienky vám dokáže aj v tomto článku...
Je vcelku prirodzené, že
od okamihu kedy uzrela svetlo sveta prvá analógová videokamera, boli tieto
zariadenia zrovnávané s ľudským okom. V deväťdesiatych rokoch minulého storočia
bola na trh uvedená prvá IP kamera, teda digitálna kamera pripojená k dátovej
sieti. Vo svete IP videa sa náhle situácia zmenila, pretože kamery sú v podstate
počítače, ktoré dokážu vidieť. A ak
hovoríme o počítačoch, hovoríme aj o umelej inteligencii, o vlastnej pamäti
a schopnosti spracúvať a analyzovať obrazové dáta. Dnes teda môžeme
IP video systém zrovnávať s ľudským zrakom a mozgom.
Ako ale vyzerá naše aktuálne zrovnanie
s IP video systémami a ako vidíme budúcnosť?
Začnime porovnaním,
ktoré sa núka ako prvé: IP kamera versus ľudské oko. Hoci neexistuje presná
kalkulácia, uvádza sa, že ľudské oko má celkové rozlíšenie viac než 100
megapixelov, čo však pre účely video dohľadu nie je prakticky použiteľné a
nejedná sa o skutočné rozlíšenie, s ktorým náš mozog ako VMS, čiže systém na spracovanie
obrazu, počíta.
Aj keď teda oko výrazne
vedie pokiaľ sa jedná o celkové rozlíšenie, využiteľné rozlíšenie rohovky alebo
to, s ktorým mozog v danom okamihu pracuje, môžeme zhruba odhadnúť medzi
5 a 10 megapixelmi v závislosti na zraku konkrétnej osoby. Avšak aj to
znamená jasné víťazstvo pre oko. Súčasný vývoj objektívov pre bezpečnostné
kamery totiž nedrží krok s úrovňou rozlišovacieho čipu a dosahuje u
profesionálnych systémov nanajvýš okolo 5 megapixelov. Navyše má väčšina kamier
s rozlíšením 10-20 megapixelov veľmi nízky obnovovací kmitočet a zhoršenú kvalitu
obrazu najmä v okrajoch záberu.
Zatiaľ čo vývoj objektívu trvá dlhší čas, konštruktéri
IP kamier v nich môžu rýchlejšie využívať prudko rastúci výpočtový výkon. Ak neumožňuje
objektív získať vyššie rozlíšenie, môžeme aspoň s využitím výkonnejšieho
procesoru zvýšiť citlivosť na svetlo a tým celkovú zreteľnosť obrazu.
Na rozdiel od nášho zraku dokážu kamery využívať
žiarenie v infračervených vlnových dĺžkach a aj v noci vytvárať
čiernobiely obraz. Analógové kamery mali v minulosti oproti IP kamerám
lepšiu svetelnú citlivosť, no napriek tomu žiadna z nich nebola schopná vytvárať
v tme farebný obraz. Tento nedostatok až minulý rok prekonalo uvedenie technológie
Lightfinder, ktorá digitálne sprostredkúva farebný obraz aj v tme. Môžeme
povedať, že sú teraz 5 MP kamery
prakticky rovnako citlivé na svetlo ako ľudské oko a pri rozlíšeniach HTDV alebo
VGA sú dokonca ešte omnoho citlivejšie.
A potom je tu samozrejme
schopnosť vidieť aj v úplnej tme, čo nedokáže žiadny človek. Za týmto účelom
používame profesionálne, plne digitálne sieťové kamery s termovíziou, ktoré
možno integrovať do sieťového video dohľadového systému na IP základe. Termálne
kamery dokážu detekovať ľudí a predmety v úplnej tme, rovnako tak aj pri nulovej
viditeľnosti a pritom tieto kamery už nie sú vyhradené primárne len pre armádne
použitie.
Keď sú ľudské oči
vystavené neustálym zmenám kontrastu, veľmi sa unavujú a pravdepodobne nás
začne čoskoro bolieť hlava. Z dlhodobejšieho pohľadu – a zvlášť
v prípade priameho slnečného svetla – je kamera lepšia než ľudské oko
a to ešte navyše nikdy nebude potrebovať slnečné okuliare.
Môžeme sa pozrieť aj na zorné
pole a mechanické rýchlosti. Zorný uhol oka je približne 75-95° a rýchlosť
zmeny uhla pohľadu (PAN) je zhruba 900° za sekundu. Ak tieto údaje porovnáme
so súčasnými PTZ kamerami, je ľudské oko rýchlejšie než väčšina
z nich a zatiaľ prekonáva aj algoritmy automatického preostrovania kamier.
Vylepšovanie ostrenia bude teda v nasledujúcich rokoch jedným z hlavných
bodov záujmu výrobcov kamier.
Pretože však ľudské oko nemá
optický zoom, majú IP bezpečnostné kamery stále obrovský náskok. Sme svedkami
neustálych vylepšovaní vo vývoji optiky a motorov v PTZ kamerách, s ktorými
Darwin nedokáže držať krok.
Od detekcie k analýze
Skutočnosť, že kamery
nemusia odpočívať, je aj dôvodom prečo video analýza vyniká v oblastiach ako
sú nepretržité monotónne úlohy typu počítanie osôb, detekcia prekročenia danej
línie a rozpoznávanie registračných značiek vozidiel (LPR – license plate recognition). Predstavte si, akú trpezlivosť
by ste museli mať, keby ste mali sedieť pri diaľnici a zaznamenávať značku
každého prechádzajúceho auta. Pokiaľ však príde na vyspelejšie analytické úlohy,
ľudský mozog a intuícia vyhrajú nad bezpečnostnou kamerou vo väčšine aspektov.
Ak pracujú kamery v riadenom
prostredí, funguje vyspelá analýza skutočne vynikajúco. O detekcii tvárí v dave
pomocou dohľadových kamier zatiaľ môžeme snívať, ale vieme úspešne realizovať detekciu
tváre v kontrolovanom prostredí. Nielenže táto inteligentná funkcia bude mať
v budúcnosti zásadnú úlohu v riadení prístupu (dochádzkových systémoch),
ale uplatní sa napríklad aj v špeciálnejších aplikáciách, napríklad v programoch
odmien pre verných zákazníkov.
Pokiaľ máme hovoriť o
detekcii neobvyklého správania a forénznom skúmaní, nič sa nevyrovná skúsenému
strážnemu alebo operátorovi. Aj keď sa vyspelá behaviorálna analýza stále
vylepšuje, ľudský prvok bude zásadný ešte po mnoho nasledujúcich rokov – nech
sa vám to snažia kriminálne televízne seriály a filmy akokoľvek
predstaviť, je to stále v rovine sci-fi.
Kľúčom k budúcnosti
je čo najviac vyťažiť z vysoko kvalitných dát, ktoré IP kamery snímajú a vymyslieť
nové a novátorské spôsoby využitia týchto informácií. V budúcnosti bude jasným
víťazom maloobchodný predaj. Analýza sa bude vylepšovať – predovšetkým v
spojení s tým, ako vývojárov softvéru z rôznych profesií priťahuje
odvetvie dohľadových systémov s cieľom vyvíjať aplikácie, ktoré by bežali priamo
vo vnútri samotnej kamery – ale takmer vždy bude potrebná aj prítomnosť človeka,
aby táto oblasť využitia mohla dobre rásť.
Pokiaľ však spomíname analýzu
a softvér, existuje tu aj stále závažnejšia problematika prípadných žalôb ohľadom
patentovej ochrany, ktorá by sa snažila zablokovať použitie určitých algoritmov.
Deje sa tak v našom obore rovnako ako v mnohých ďalších, vrátane trhu
mobilných telefónov. Jedným z riešení by mohlo byť združenie patentových
poplatkov rôznych držiteľov patentov tak, aby zdieľali svoje inovácie
s celým svetom a súčasne aby celkové náklady pre koncového používateľa boli
čo najnižšie. Získali by sme tak voľnosť zavádzať inovácie a mať hybný
moment pre rozvoj obchodu. Pokiaľ tomu tak nebude, budú ľudia nad dohľadovými
systémami víťaziť ešte mnoho rokov, pretože človeka patentovať nemožno (našťastie!).
Človek vs. stroj
Položme si otázku: „Je vo
svete dohľadových systémov lepší človek alebo stroj?“ Je zrejmé, že na dosiahnutie
maximálnej účinnosti je nutná spolupráca oboch a to dnes, aj v budúcnosti.
Človek má videnie
s vyšším rozlíšením, ale IP kamera nám pomáha vidieť v zlých svetelných
podmienkach a dokonca aj v úplnej tme. Ochranka a vojaci v poli
dokážu rýchlo rozpoznať známky problému, zatiaľ čo ich kolegovia v riadiacom
centre použijú kamery pre priblíženie obrazu a získajú tak bližší – a bezpečnejší
– pohľad. Náš mozog vie analyzovať scénu a predvídať správanie vďaka ľudskej
intuícii, ale IP kamera skvelo pomáha s opakovanými úlohami bez toho aby sa
unavila alebo zaspala. Naša dlhodobá pamäť je vo svete zvierat bezkonkurenčná,
ale kamera nikdy neklame, ani si spomienky nepletie a neupravuje.
V dôsledku Mooreovho
zákona máme stále väčší výpočtový výkon a použiteľnejšie rozlíšenie, zatiaľ
čo doterajšia ľudská evolúcia sa zdá spočíva v tom, že je nás viac, sme
vyšší – a aj širší – rovnako ako naše staré analógové televízory!
IP video sa bude stále zlepšovať
a ľudia sa musia prispôsobiť, aby z dostupnej technológie mali čo najväčší
úžitok. Konečne, pri pohľade na prebiehajúci závod je zrejmé, že pán Moore
beží oveľa rýchlejšie než pán Darwin.
Autorom textu je Martin Gren, Axis Communication
Komentáre
Zverejnenie komentára