Методы подсчета людей с помощью систем видеонаблюдения

Сегодня на рынке появляются специализированные видеокамеры, предназначенные для подсчета людей, с помощью которых ведется статистика посещаемости магазинов, вокзалов, музеев и т.д.

Принцип работы таких камер основан на стерео технологии, которая точно подсчитывает количество людей, вошедших, оставшихся или пройденных в пределах области мониторинга.

Сами камеры имеют не совсем обычный внешний вид. Одну из них вы можете лицезреть на картинке, после заголовка этой статьи.

Это двухиндикальные сетевые видеокамеры, использующие 3D обнаружение и 3D-слежение для получения точной траектории движения всех людей в заданной области ответственности камеры в реальном времени. Анализируя данные траектории, может добиться высокой точности в подсчете людей.

Счётчик распознает проходы людей в видеопотоке, поступающем с двух камер, объединенных в одном корпусе устройства и установленных над входом в помещение.

Именно благодаря двум камерам создается эффект стерео видеоизображения, что положительно сказывается на точности подсчета в сравнении с сенсорами, использующими только одну камеру, что также применяется для простого посчёта входящих и выходящих. Некоторые системы такого класса двухобъективных специализированных камер интегрируются с базами данных о продажах, что позволяет осуществлять полноценный анализ.

Данный вид камер можно использовать:

1. В коммерческих целях для отслеживания количества посетителей магазина, увесилительного заведения, центра отдыха и т.д., а также для выявления наиболее интересующих покупателей товаров и услуг, удачном или неудачном маркетинге и т.д.
2. Для безопасности туристов и экспонатов в музеях и галереях.
3. В метро, аэропортах и вокзалах для анализа пассажиропотока и спроса на те или иные направления.

Камеры данного типа имеют важные особенности, а именно:

• Точность подсчета 97%
• Подсчет людей идущих рядом
• Улучшенная защита от помех: цвет одежды, прическа, тележка, тень, «зеваки».
• Простота в настройке

Для точного подсчета количества людей должны быть камеры со следующими характеристиками:

• Матрица 1/3 «
• Объективы с фокусом 2 мм или 2,8 мм.
• Двойной объектив и двойной процессор, поддерживающие стереоизображение.
• Цифровое шумоподавление 3D
• Разрешение 1.3MP — 640 x 960
• Компактные размеры: 200 мм х 35 мм

На рынке видеонаблюдения можно найти 3 варианта оборудования для подсчета посетителей:

1. Счетчик-камера — специальная камера для подсчета людей без дополнительных функций, устанавливается у входа. Данные о количестве посетителей хранятся на самой камере или FTP-сервере, но без записи видеопотока.
2. CCTV-камера с функцией подсчета людей — этот тип камер позволят вести запись видео вместе со статистикой посетителей, которую можно экспортировать в файл на компьютер. В камерах HikVision (модель iDS-2CD6124FWD-I(Z)/C(B) и 2CD6412FWD/C(B)) и Acumen функция подсчета посетителей включена в стоимость камеры, а у Smartec — требует покупки лицензии.
3. Программное расширение — когда система видеонаблюдения уже внедрена, на сервер устанавливается программа анализа видеопотока. Соответственно, статистика подсчета посетителей будет записана на сервер.

Камеры и счетчики размещаются на потолке (в коридоре) прямо над входом в помещение, фиксируя входящий поток людей.

Для настройки камеры нужно задать линию, относительно которой будет считаться вход/выход. Обычно берется середина кадра. Такое решение не является универсальным, а для некоторых помещений и вовсе не применимо — зависит от типа помещения и возможностей обзора камеры. Часто для подсчета посетителей к имеющейся системе ip-камер устанавливают аналитические модули.

Настройка CCTV-камеры производится в 4 этапа:

— Задаем параметры линии, при пересечении которой, происходит детекция.
— Выбираем направление входа (разделяем детекцию на входящий и выходящий поток).
— Калибруем контрольные линии.
— Замеряем заданную ширину объекта (ширина обхвата: линия от левого края линии 1, до пересечения с линией 2).

Одной из самых известных программ для подсчета посетителей является “Кассиопея”. Программный комплекс будет обрабатывать видеопоток с камер и передавать данные на сервер. Пользователь получает данные в наглядной форме, причем программа сама посчитает статистику посещаемости и построит графики для анализа.

К сожалению “Кассиопея” и программы-аналоги стоят очень дорого и не пользуется популярностью, т. к. их внедрение часто обходится дороже установки системы видеонаблюдения.

На сегодняшний день подсчет посетителей — одна из популярных технологий, которая имеет широкое применение на рынке. Технологии компьютерного зрения позволяют создать счётчик посетителей высокого качества.

Однако точность подсчёта посетителей может колебаться от помещения к помещению. Системы, основанные на видеоаналитике, чувствительны к изменению освещения и теням, которые могут привести к неточному подсчёту. Если освещённость помещения постоянна, как правило достигается высокая точность подсчёта, однако, например, подсчёт людей на улице может быть неточным по причине попадания солнечного света в камеру или наоборот, падения освещённости из-за туч.

Принцип работы похож на срабатывание при пересечении линии – происходит фиксация каждого пересечения, но при этом значительно повышена защита от ложных срабатываний, что позволяет получать максимально достоверные данные о количестве посетителей. При этом для большей точности подсчитывается количество вошедших и вышедших людей.

Адаптивные алгоритмы разработаны для обеспечения точного учета как для наружного, так и для внутреннего использования. Многослойное вычитание фона на основе цвета и текстуры считается наиболее надежным алгоритмом, доступным для изменения теней и условий освещения.

Благодаря достижениям в обработке изображений, определение человеческой фигуры может достичь 98%  точности, правда при надлежащем освещении. Впрочем, в ближайшие годы использование функций искусственного интеллекта и распознавания образов еще больше повысит точность подсчета людей.

Методы подсчета посетителей могут быть разными, как показано на картинке ниже.

В итоге формируется архив с пакетом данных, которые можно просматривать за выбранный период (день, неделя, месяц, год). Также присутствует возможность отображения счетчиков на OSD.

Именно из-за этого многообразия алгоритмов, вовремя подключающихся при различных условиях, камеры, выполняющие подсчёт людей, считаются камерами с искусственным интеллектом (AI) и относятся к классу DeepSense у Dahua или DeepinView у Hikvision Ultra Smart камер. Впрочем, если не вдумываться в дебри реализации, функция кажется довольно простой и выдаёт лишь статистические данные с камеры.

Функция «Подсчет людей» лишь позволяет определять потоки людей на входе и экспортировать ежедневные/ ежемесячные/ годовые отчеты. Причём последнее при условии подключения к регистратору и в реальности способного создать отчёт максимум за полгода. Однако, если использовать специализированные сервера, то возможно и отчеты делать за несколько лет и за счёт интеграции с другими данными получать синергетические результаты.

Настройка камер для подсчета посетителей — сложный и трудоемкий процесс. Каждый из методов учета обладает погрешностью в подсчете посетителей, но при правильной установке этот показатель не превышает 10%.