Aplicações de análise de vídeo ao serviço da segurança · Análise de Vídeo – Seguimento e contagem de objetos Seguimento e contagem de pessoas/veículos: Ambiente interior

Aplicações de análise de vídeo

ao serviço da segurança

Duarte Duque

1 T E C H N O L O G I E S

Aplicações de análise de vídeo ao serviço da segurança

2 – Duarte Duque T E C H N O L O G I E S

Imagem Processamento Imagem

Imagem Análise Dados

PROCESSAMENTO E ANÁLISE DE IMAGEM



PROCESSAMENTO DE IMAGEM

Antes Depois

Melhoramento de imagem obtido através da aplicação Focus Magic.



ANÁLISE DE IMAGEM



…

VÍDEO

Vídeo = Sequência de imagens

Codificado em vários formatos, para minimizar a largura de banda e espaço de armazenamento.

Formatos mais comuns: M-JPEG, MxPEG, MPEG-4 e H.264.



VÍDEO – Principais cuidados a ter

• Vídeo sem compressão ou com reduzida compressão

Elevada Compressão Reduzida Compressão

http://www.google.pt/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=qkJExXpzsT8kyM&tbnid=nd2wVsNhnFhzsM:&ved=0CAgQjRw4DQ&url=http%3A%2F%2Fwww.streaminglearningcenter.com%2Farticles%2Fsqueeze-51s-h264-encoding-quality-dramatically-improved.html&ei=OxsPVK7hMuHG7AagoYDYCw&psig=AFQjCNFjc_0AnisJYZ7kt4KWMCqcbbNwdQ&ust=1410362555924100



• Garantir resolução adequada




• Garantir um frame rate adequado




Violação de câmara

Remoção de objetos

Barreiras virtuais

Presença prolongada

Remoção de objetos

Área proibida

Barreiras virtuais



• Detecção de movimento;

• Detecção de violação da câmara (spray, obstrução, desfocagem, e redireccionamento).

• Detecção de objetos abandonados e remoção de objetos;

• Classificação de objetos: pessoas, veículos, etc.;

• Seguimento e contagem de pessoas/veículos;

• Seguimento multi-câmara;

• Detecção de pessoas ou veículos em áreas restritas ou não autorizadas;

• Detecção de direção;

• Barreiras virtuais (incluindo alarmes e contagem);

• Detecção e análise de multidões;

• Detecção de cor;

• Reconhecimento de matrículas (LPR);

• Detecção facial, de género e emoções;

• Reconhecimento facial.

ANÁLISE DE VÍDEO – Funções



Movimento da folhagem das árvores.

Variação das sombras ao longo do dia, e sombras projetadas pelos objetos.

Fenómenos atmosféricos (variação brusca da luminosidade, nevoeiro, chuva, etc.).

Movimento de objetos flutuantes (e.g., bandeiras, aves, insetos).

FONTES DE FALSOS ALARMES

Vibração dos postes que suportam as câmaras.



Análise de Vídeo – Detecção de movimento

• Principais técnicas aplicadas na detecção de movimento:

• Diferença entre imagens;

• Subtração ao plano de fundo;

• Fluxo óptico.




• Diferença entre imagens




• Diferença entre imagens (cont.)




• Subtração ao plano de fundo

http://www.google.pt/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=DgUsQ3ppdO4twM&tbnid=Aq5_A7OFjTNCGM:&ved=0CAgQjRw&url=http%3A%2F%2Fdparks.wikidot.com%2Fbackground-subtraction&ei=-lQQVIqSLaTgsATcqoCgCQ&psig=AFQjCNGRS-pSuESLT3qTWuH-bM-eWr63vg&ust=1410442874844440




• Subtração ao plano de fundo (cont.)

http://2.bp.blogspot.com/-nb9fei5CULc/UMgAoDzuMkI/AAAAAAAAATE/BpuTfJ3jJvc/s1600/video_segmentation.png

http://2.bp.blogspot.com/-l8P2mU8KehU/UMgSta7vD0I/AAAAAAAAATc/R-gl12zMcFg/s1600/video_object.png




• Fluxo óptico




Efeito da iluminação:

• À noite, as luzes de um veículo podem ser confundidas como um objeto em movimento, ou como

sendo um veículo de maior dimensão.





• Um sistema de análise de vídeo, deve ser robusto a alterações de luminosidade.





• Durante o dia, as sombras projetadas pelos objetos, são também um foco de erros que deve ser

evitado. Utilizam-se, frequentemente, técnicas de detecção e remoção de sombras.




Efeito da iluminação: (remoção de sombras)




Efeito da iluminação: (remoção de sombras e brilhos)





• A existência de fundos dinâmicos, como por exemplo árvores ou água, causam sérios problemas

na detecção de movimento.






Análise de Vídeo – Detecção de violação da câmara

• Principais causas de violação da câmara:

• Spray;

• Obstrução;

• Desfocagem;

• Redireccionamento.



Análise de Vídeo – Detecção de violação da câmara

Detecção de violação da câmara:

• A maioria dos métodos baseia-se na análise da variação de características da imagem ao longo do

tempo.



Análise de Vídeo – Detecção de objetos abandonados/removidos

Detecção de objetos abandonados e removidos




Detecção de objetos abandonados




Detecção de objetos removidos:

• Em algumas implementações, é definido um rectângulo que delimita o objeto.




Detecção de objetos removidos:

• FL – Plano de fundo de longo prazo: captura objetos em movimento e regiões temporariamente

estáticas;

• FS – Plano de fundo de curto prazo: captura apenas objetos em movimento

• E – Resulta da subtração de FS a FL.



Análise de Vídeo – Seguimento e contagem de objetos

Seguimento e contagem de pessoas/veículos: Ambiente exterior




Seguimento e contagem de pessoas/veículos: Ambiente interior com câmaras convencionais

• Problemas causados pela iluminação e sombras dos objetos.




Seguimento e contagem de pessoas/veículos: Ambiente interior com câmaras 3D

• Maior robustez e precisão na contagem.



Análise de Vídeo – Classificação de objetos

Classificação de objetos

http://www.youtube.com/watch?v=7myutwa6CmY



Análise de Vídeo – Classificação de objetos



Análise de Vídeo – Seguimento multi-câmara

Seguimento multi-câmara









http://www-gti.ii.uam.es/publications/DetectionAndTrackingInMulticameraSportsVideo/data/football2.avi










Análise de Vídeo – Detecção de objetos em áreas restritas

Seguimento de objetos: Exemplo de abordagem

Imagem de Aparência Máscara de Probabilidade



Análise de Vídeo – Detecção de objetos em áreas restritas

Detecção de pessoas ou veículos em áreas restritas ou não autorizadas

http://www.securitymiddleeastmagazine.com/data/images/cache/297-142460e651.jpg



Análise de Vídeo – Barreiras virtuais



Análise de Vídeo – Detecção de cor

Detecção de cor

Detecção de pele Detecção de cor definida pelo utilizador



Análise de Vídeo – Reconhecimento de Matrículas

Imagem de Entrada

Melhoramento de Imagem

Localização de Matrícula

Segmentação de Caracteres

Reconhecimento de Caracteres

Número de Matrícula




Reconhecimento de matrículas




Reconhecimento de matrículas






Análise de Vídeo – Detecção de faces, género e emoções





Análise de Vídeo – Reconhecimento Facial



Análise de Vídeo – Reconhecimento Facial

Base de Dados de Imagens de Faces



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