PHÁT HIỆN ĐỘT NHẬP BẰNG CAMERA THEO DÕI

xây dựng và đưa vào sử dụng các hệ thống giám sát đủ mạnh, có độ chính xác cao, phù hợp với từng mục đích cũng như đối tượng sử dụng. Một số ứng dụng quan trọng của hệ thống giám sát camera trong các lĩnh vực như: Các thiết bị giám sát an ninh chuyên dụng sử dụng trong lực lượng vũ trang; các thiết bị giám sát an ninh dân dụng; các thiết bị giám sát, phân luồng giao thông; công nghệ nghiên cứu, chế tạo Robot thông qua việc phân tích các cử động của con người…

-1- ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN QUANG QUÝ PHÁT HIỆN ĐỘT NHẬP BẰNG CAMERA THEO DÕI Ngành : Công nghệ thông tin Chuyên ngành : Công nghệ phần mềm Mã số : 60.48.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGÔ QUỐC TẠO HÀ NỘI - 2012 -2- MỤC LỤC BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chương GIỚI THIỆU BÀI TOÁN PHÁT HIỆN CHUYỂN ĐỘNG .7 1.1 Giới thiệu: 1.2 Ứng dụng thực tế toán phát chuyển động: 12 Chương MỘT SỐ GIẢI THUẬT PHÁT HIỆN CHUYỂN ĐỘNG .14 2.1 Giải thuật trừ (Simple Background Subtraction): 14 2.2 Giải thuật trừ trung bình (Running Average): 15 2.3 Giải thuật Σ-Δ (Σ-Δ Estimation): 16 2.4 Giải thuật Σ-Δ cải tiến (Multiple Σ-Δ Estimation): .17 2.5 Giải thuật thống kê khác biệt (Simple Statistical Difference): 18 2.6 Giải thuật trừ trung bình với biến đổi cosine rời rạc (Running Average with Discrete Cosine Transform): .20 Chương NỘI DUNG CHÍNH CỦA GIẢI THUẬT .22 3.1 Giới thiệu giải thuật: 22 3.2 Nội dung giải thuật: .23 3.2.1 Modun Mô hình nền: .24 3.2.2 Modun Cảnh báo chuyển động: .31 3.2.3 Modun Trích xuất đối tượng: 36 Chương BÀI TOÁN PHÁT HIỆN ĐỘT NHẬP BẰNG CAMERA THEO DÕI 43 4.1 Chương trình demo phát đột nhập: .43 4.2 Bài toán Phát đột nhập camera theo dõi: 48 4.3 Một số kết thực nghiệm: 48 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 -3- BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên đầy đủ BG Background BLOB Binary Large Object FG Foreground FPS Frames Per Second IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers OPENCV Open Source Computer Vision Library -4- DANH MỤC HÌNH VẼ Số Tên hình vẽ Trang Hình 1.1.1 Quan sát Quân Hình 1.1.2 Minh họa việc sử dụng camera giám sát 10 Hình 1.1.3 Sơ đồ hệ thống giám sát camera theo dõi 11 Hình 1.1.4 Sơ đồ tính mặt nạ vùng chuyển động (foreground mask detection) 12 Hình 1.1.5 Sơ đồ phát đối tượng chuyển động 13 Hình 1.1.6 Sơ đồ khối chức tracking nhóm đối tượng 13 Hình 1.1.7 Sơ đồ khối hệ thống phát giám sát đối tượng chuyển động 13 Hình 1.2.1 Trung tâm điều khiển giao thơng thơng qua camera giám sát 14 Hình 1.2.2 Robot bắt trước chuyển động người 15 Hình 3.1.1 Mơ hình thuật tốn phát chuyển động 24 Hình 3.2.1 Lược đồ Mơ đun mơ hình 26 Hình 3.2.1.1 Mơ tả khung video đầu vào 27 Hình 3.2.1.2 Mơ tả phân bổ mức xám 30 Hình 3.2.1.3 Mơ tả lựa chọn tối ưu 31 Hình 3.2.2 33 Lược đồ Mơ đun cảnh báo đối tượng Hình 3.2.2.1 Minh họa giá trị Entropy khung với ngưỡng T = 37 Hình 3.2.3 Lược đồ Modun trích xuất đối tượng 39 Hình 3.2 Lược đồ giải thuật phát chuyển động 44 Hình 4.1.1 Giao diện chương trình demo 45 Hình 4.1.2 Tích hợp thư viện OpenCV 46 -5- Hình 4.1.3 Mô tả việc xây dựng tối ưu thuật tốn 47 Hình 4.1.4 Mơ tả biến đổi giá trị Entropy 47 Hình 4.1.5 Phát đánh dấu đối tượng chuyển động 48 Hình 4.1.6 Phát đánh dấu chữ nhật màu đỏ đối tượng vào khu vực giám sát 49 Hình 4.3.1 Phát đối tượng chuyển động đơn lẻ điều kiện ánh sáng tốt 51 Hình 4.3.2 Cập nhật nhiều đối tượng chuyển động, điều kiện ánh sáng tốt 51 Hình 4.3.3 Phát chuyển động điều kiện có nhiều đối tượng chuyển động với quy luật khác nhau, ánh sáng tốt 52 Hình 4.3.4 Quá trình cập nhật điều kiện ánh sáng yếu 52 Hình 4.3.5 Phát chuyển động điều kiện nhiều đối tượng chuyển động với quy luật khác nhau, ánh sáng yếu 53 Hình 4.3.6 Phát phương tiện giao thông chuyển động với tốc độ tương đối cao điều kiện ánh sáng tốt 53 MỞ ĐẦU Trong năm qua, hệ thống giám sát camera trở thành lĩnh vực nghiên cứu phát triển Trước nhu cầu giám sát, đảm bảo an ninh mục tiêu, trụ sở, nhà riêng… tổ chức, cá nhân ngày cao thúc đẩy việc nghiên cứu, ứng dụng sản phẩm giám sát thơng qua camera theo dõi Bài tốn đặt xây dựng đưa vào sử dụng hệ thống giám sát đủ mạnh, có độ xác cao, phù hợp với mục đích đối tượng sử dụng Một số ứng dụng quan trọng hệ thống giám sát camera lĩnh vực như: Các thiết bị giám sát an ninh chuyên dụng sử dụng lực lượng vũ trang; thiết bị giám sát an ninh dân dụng; thiết bị giám sát, phân luồng giao thông; công nghệ nghiên cứu, chế tạo Robot thơng qua việc phân tích cử động người… -6- Nhu cầu hệ thống giám sát video Việt Nam ngày tăng lên Các hệ thống giám sát video không trang bị cho đơn vị lực lượng vũ trang, quan, đơn vị quan trọng Nhà nước mà ngày sử dụng rộng rãi tổ chức, công ty cá nhân Một hệ thống giám sát camera bao gồm nhiều chức năng: Phát chuyển động, phân loại, theo dấu, cảnh báo, phân tích hành động Phát chuyển động xác định chức quan trọng hệ thống giám sát camera Nó khơng có chức trích xuất đối tượng chuyển động mà cịn có ý nghĩa quan trọng ứng dụng thị giác máy tính mã hóa video dựa đối tượng, phân tích chuyển động người tương tác người – máy Xuất phát từ nhu cầu thực tế học viên cán Công an, nhiệm vụ đặt đảm bảo an ninh cho trụ sở quan trọng Bộ Cơng an nói riêng quan nhà nước nói chung Học viên báo cáo xin ý kiến thầy giáo hướng dẫn nghiên cứu luận văn là: “Phát đột nhập camera theo dõi” Kết nghiên cứu xây dựng giải thuật phát chuyển động phần mềm phát cảnh báo có đối tượng đột nhập vào khu vực giám sát cách nhanh chóng hiệu Trên sở nhằm xây dựng hệ thống giám sát camera trụ sở đơn vị sử dụng nghiên cứu thuật toán phát chuyển động Nội dung luận văn gồm chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống giám sát video, toán phát chuyển động số ứng dụng thực tế toán Chương 2: Giới thiệu số giải thuật phát chuyển động trước Chương 3: Giới thiệu nội dung giải thuật phát chuyển động Chương 4: Giới thiệu chương trình demo phát đột nhập mơ hình hệ thống tự động phát cảnh báo đối tượng đột nhập vào mục tiêu cần bảo vệ, số kết thực nghiệm -7- Chương GIỚI THIỆU BÀI TOÁN PHÁT HIỆN CHUYỂN ĐỘNG 1.1 Giới thiệu Ngay từ xa xưa, người có ý thức bảo vệ an toàn cho địa điểm, mục tiêu quan trọng tránh xâm nhập kẻ thù đối tượng khác Con người công cụ đơn giản đồng thời mang lại hiệu việc giám sát bảo vệ mục tiêu Khi khoa học công nghệ phát triển, người bước ứng dụng công nghệ nhằm thay người cơng việc địi hỏi sử dụng sức lực mức độ nguy hiểm cao nói chung việc giám sát mục tiêu quan trọng nói riêng Hình 1.1.1 Quan sát qn Cơng nghệ thông tin thiết bị kỹ thuật số phát triển mang đến cho người nhiều công cụ phục vụ cho nhu cầu Các thiết bị kỹ thuật số dùng cho việc quan sát, ghi hình mục tiêu cần bảo vệ như: máy ảnh, camera kỹ thuật số, analog, hồng ngoại… hỗ trợ đắc lực người việc bảo vệ mục tiêu an toàn liên tục Bên cạnh phát triển thiết bị phần cứng, hệ thống giám sát đòi hỏi người thường trực 24/24 để giám sát hình theo dõi Một phút lơ người bảo vệ để đối tượng đột nhập vào mục tiêu Kỹ thuật xử lý ảnh số thu từ thiết bị quan sát tự động phân tích đưa cảnh báo có đối tượng đột nhập vào mục tiêu, đồng thời hệ thống lưu lại hình ảnh đối tượng theo dấu đối -8- tượng vùng quan sát Căn vào cảnh báo tự động đó, người bảo vệ biết để có biện pháp xử lý đảm bảo mục tiêu an tồn Hình 1.1.2 Minh họa việc sử dụng camera giám sát Mộ hệ thống giám sát camera bao gồm thành phần sau: Các camera giám sát đặt địa điểm ta cần quan sát: Cửa, hành lang, cầu thang, phịng… - Máy tính để xử lý lưu trữ liệu hình ảnh camera thu nhận - Các thiết bị hiển thị hình, thiết bị truyền liệu Tín hiệu truyền mạng Interent phục vụ yêu cầu giám sát từ xa - Phần mềm chạy máy tính để xử lý liệu thu từ camera đưa định Trong luận văn mình, học viên tập trung nghiên cứu phương pháp xử lý ảnh, video kỹ thuật số để tự động phát hiện, cảnh báo có đối tượng đột nhập thông qua hệ thống camera theo dõi Để phát đối tượng đột nhập, trước hết toán đặt phát tất chuyển động vùng camera theo dõi, sau phân tích đưa cảnh báo khác đối tượng vào khu vực giám sát Bài toán phát chuyển động (Motion Detection) toán sở, mà từ người xây dựng nhiều ứng dụng như: Hệ thống giám sát bảo vệ mục tiêu, hệ thống giám sát phân luồng giao thơng, phân tích cử động người nghiên cứu chế tạo robot… -9- Hình 1.1.3 Sơ đồ hệ thống giám sát camera theo dõi Bài toán phát chuyển động giới nghiên cứu từ sớm Cho tới thời điểm nay, có nhiều giải thuật phát chuyển động công bố, số giải thuật công bố năm qua chứng minh có độ xác tương đối cao, thời gian tính tốn thấp xử lý mơi trường biến động, nhiều đối tượng chuyển động Có nhiều cách tiếp cận toán phát chuyển động khác Nhưng quy mức tổng quát, có ba phương pháp phát chuyển động là: Phương pháp trừ - Background Subtraction, Phương pháp dựa vào biến đổi giá trị theo thời gian - Temporal Differencing Phương pháp luồng quang học - Optical Flow, cụ thể sau: - Phương pháp trừ nền: Đây phương pháp thông dụng nhất, phương pháp xác định sai khác đối tượng chuyển động tạo cách trừ bit tương ứng hai khung liên tiếp chuỗi video thu từ camera Phương pháp thích ứng với mơi trường động có nhiều đối tượng chuyển động phức tạp, phát chuyển động biên độ nhỏ phụ thuộc vào vận tốc kích thước đối tượng chuyển động [7], [9] - Phương pháp dựa vào biến đổi giá trị theo thời gian: Phương pháp dựa vào biến đổi giá trị ảnh theo thời gian [8] để xác định đối tượng - 10 - chuyển động (Ví dụ: Temporal Gradient – dựa biến đối Gradient theo thời gian Khả chuyển động đối tượng theo phương pháp đo thay đổi tức thời cường độ hình ảnh) Phương pháp thích ứng với thay đổi mơi trường, bị phụ thuộc vào vận tốc, kích thước số lượng đối tượng chuyển động Phương pháp áp dụng hiệu trường hợp phát theo dõi đối tượng chuyển động - Phương pháp luồng quang học: Phương pháp chuyển động dự kiến đối tượng ảnh Phương pháp cho kết tốt với ảnh đầu vào phức tạp Tuy nhiên, địi hỏi độ phức tạp tính tốn cao Chính điều tạo khó khăn việc áp dụng, triển khai thực tế Một hệ thống giám sát camera mơ tả Sơ đồ tổng quát sau: Input: Chuỗi video đầu vào thu từ camera giám sát Output: - Phát cảnh báo đối tượng chuyển động - Trích xuất đối tượng chuyển động - Theo dõi đối tượng chuyển động Chuỗi video đầu vào hình thành từ khung khác tùy thuộc vào thông số kỹ thuật camera (16fps, 24fps, 25fps…) Giải thuật tính tốn xử lý khung Các chức hệ thống giám sát camera: (1)- Xác định vùng có khả chứa đối tượng chuyển động - Mặt nạ vùng chuyển động: Frames FG/BG Detection Module FG mask Hình 1.1.4 Sơ đồ tính mặt nạ vùng chuyển động (foreground mask detection) (2)- Trên sở mặt nạ vùng chuyển động, ta xác định đối tượng chuyển động (vị trí, kích thước) - 41 - , ) v x y2l ( , ) v x y1l ( , ) p v x y2s ( , ) v x y0s ( , )2.p v x y1l ( , ) v x y3l ( , ) v x y2l ( , ) p v x y3s ( , ) v x y0s ( , )3.p v x y2l ( , ) … vtl1(x y, ) v x ytl ( , ) p vts1(x y, ) v x y0s ( , ) t p.v x ytl ( , ) Như vậy, v x ytl ( , ) hàm đồng biến tăng với khoảng p Ta có v x yts ( , ) v x ytl ( , ) 0(x y, )t p (37) Trường hợp 2: v x yts ( , ) đồng biến giảm với khoảng p, tương tự trường hợp ta chứng minh được: v x yts ( , ) v x ytl ( , ) 0(x y, )t p (38) Trường hợp 3: Giả sử v x yts ( , ) đồng biến tăng khoảng 0,i Ta chứng minh v x ytl ( , ) đồng biến tăng khoảng 0,i v x yis ( , ) v x yil ( , ) 0(x y, )i p Với t  i 1, giả sử v x yts ( , ) giảm: vis1(x y, ) v x yis ( , ) p Khi vis1(x y, ) v x yil ( , ) nên vil1(x y, ) v x yil ( , ) p Như vậy, ta có vis1(x y, ) vil1(x y, ) 0(x y, ) (i 1)p (39) 0, j Ta chứng minh v x y ( , ) đồng biến giảm khoảng 0, j Trường hợp 4: Giả sử v x yts ( , ) đồng biến giảm khoảng t l v x ysj ( , ) v x ylj ( , ) 0(x y, ) j p - 42 - Với t  j 1, giả sử v x yts ( , ) tăng: vsj1(x y, ) v x ysj ( , ) p Khi vsj1(x y, ) v x ylj ( , ) nên vlj1(x y, ) v x ylj ( , ) p Như vậy, ta có vsj1(x y, ) vlj1(x y, ) 0(x y, ) ( j 1)p (40) Kết hợp trường hợp lại, ta chứng minh được: v x yts ( , ) v x ytl ( , ) Như vậy, thuật tốn, ta bỏ qua hai bước là: - Bước tính giá trị v x ytl ( , ) - Bước tính giá trị biến tốt V x yt ( , ): Khi ta cần lấy v x yts ( , ) ngưỡng tối ưu để xác định mặt nạ nhị phân phát chuyển động //Truong hop su dung mot bien vsmask void objExt(uchar *vmask,uchar *vsmask,uchar *vlmask, uchar *subdata,int w,int h,int ws,int ncn) { if(ncn!=1) return; i=0;i door.x && feret.y > door.y && (feret.width + feret.x < door.x + door.width) && (feret.height + feret.y < door.y + door.height)) DrawRect(img,feret,CV_RGB(255,0,0),1); //neu vi pham ve mau else DrawRect(img,feret,CV_RGB(0,0,255),1); //neu khong ve mau xanh //feret – Đối tượng chuyển động //door – Định nghĩa vùng giám sát - 49 - Hình 4.1.6 Phát đánh dấu chữ nhật màu đỏ đối tượng vào khu vực giám sát - Các tham số đầu vào nhận giá trị khác nhằm tạo tính linh hoạt trình cài đặt phầm mềm sử dụng điều kiện, môi trường khác video đầu vào Người dùng thử nghiệm điều kiện, môi trường định với tham số đầu vào khác nhằm tìm tham số đầu vào mà hiệu xử lý hình ảnh để phát chuyển động tốt + Ngưỡng so sánh nhanh (3): Ngưỡng chênh lệch so sánh giá trị pixel tương ứng hai khung liên tiếp chuỗi video + Tham số huấn luyện (1): + Tham số cập nhật (8): + Kích thước khối chuyển động (3): Kích thước khối pixel để kiểm tra chuyển động + Ngưỡng chuyển động (20): Ngưỡng phân biệt đối tượng chuyển động - Kết thử nghiệm: Chương trình thử nghiệm với liệu đầu vào video mẫu quay thời điểm, khunh cảnh điều kiện khác Chương trình phát tất đối tượng chuyển động, phát đánh dấu đối tượng chuyển động vùng cần theo dõi Quá trình xử lý đảm bảo thời gian thực giới hạn chấp nhận Học viên cài đặt thuật tốn phát chuyển động, bổ sung, cải tiến tốc độ cập nhật (tùy vào điều kiện, cập nhật theo khung 3, đến khung cập lần Điều giảm thời gian tính tốn q trình tạo tối ưu); cải tiến thuật tốn tính ngưỡng để xác định xác đối tượng chuyển động; bổ sung phần định nghĩa khu vực giám sát Như vậy, - 50 - chương trình demo xây dựng tính để giải toán đặt ra: Phát đột nhập camera theo dõi 4.2 Bài toán Phát đột nhập camera theo dõi Giả định có mục tiêu quan trọng cần bảo vệ, xung quanh tường rào chắn, có cổng vào Yêu cầu xây dựng hệ thống tự động phát có đối tượng đột nhập vào mục tiêu bảo vệ Giải tốn: Khảo sát bên trong, bên ngồi mục tiêu Xây dựng 02 mơ hình camera giám sát vịng ngồi vịng mục tiêu + Vịng ngồi: Giám sát phát đối tượng đột nhập từ bên ngồi vào mục tiêu thơng qua cửa chính, vượt hàng rào bảo vệ + Vòng trong: Giám sát cửa vào cầu thang máy, cầu thang tầng, cửa phòng quan trọng Lên sơ đồ camera theo dõi bao quát hết mục tiêu, giả định dùng camera lắp đặt địa điểm để quan sát tất hướng xâm nhập mục tiêu từ bên ngoài, dùng camera quan sát điểm bên mục tiêu (4 cửa thang máy cầu thang bộ, phòng quan trọng) Xây dựng phầm mềm tích hợp việc xử lý đồng thời camera giám sát để đưa đối tượng xâm nhập vào mục tiêu Việc xử lý camera thực chương trình demo giới thiệu phần trên, đó, camera định nghĩa vùng giám sát riêng Trên sở lắp đặt, kiểm tra thử nghiệm với thời điểm khác để lựa chọn giá trị ngưỡng phù hợp để trình xử lý, phát đối tượng đột nhập đạt hiệu tối ưu Khi phát đối tượng xâm nhập vào khu vực giám sát, chương trình phần mềm tự động cảnh báo theo chế độ người quan sát cài đặt như: âm báo động, tô màu đối tượng, lưu đoạn video có đối tượng đột nhập ổ cứng máy tính… Học viên giới thiệu demo chương trình với tính phát đột nhập đưa hướng phát triển hồn thiện chương trình phát đột nhập hệ thống camera theo dõi 4.3 Một số kết thực nghiệm Chương trình thử nghiệm với video đầu vào quay nhiều khung cảnh, điều kiện thời điểm khác Định dạng liệu đầu vào: file.avi, kích thước: 480 x 320, 25fps Kết chương trình phát toàn chuyển động - 51 - đối tượng video, phát tất đối tượng xâm nhập vào vùng định nghĩa giám sát Thời gian xử lý phát đối tượng chuyển động châm không đáng kể so với tốc độ video gốc chấp nhận Với điều kiện tốt, thời gian cập nhận nhanh, đó, việc phát đối tượng xác thời gian ngắn Sau số minh họa kết chương trình phát xâm nhập với trường hợp video đầu vào khác Trường hợp 1: Video có đối tượng, đối tượng chuyển động tách rời nhau, điều kiện ánh sáng tương đối tốt, việc tạo tối ưu nhanh, phát nhanh đối tượng chuyển động Hình 4.3.1 Phát đối tượng chuyển động đơn lẻ điều kiện ánh sáng tốt Trường hợp 2: Video có nhiều đối tượng, đối tượng chuyển động quy luật khác nhau, điều kiện ánh sáng tương đối tốt, việc tạo tối ưu chậm so với trường hợp 1, nhiên tốc độ tượng đối nhanh, phát nhanh đánh dấu tất đối tượng chuyển động - 52 - Hình 4.3.2 Cập nhật nhiều đối tượng chuyển động, điều kiện ánh sáng tốt Hình 4.3.3 Phát chuyển động điều kiện có nhiều đối tượng chuyển động với quy luật khác nhau, ánh sáng tốt Trường hợp 3: Video có nhiều đối tượng, đối tượng chuyển động quy luật khác nhau, điều kiện ánh sáng tương đối yếu, việc tạo tối ưu chậm so với trường hợp 2, phát đánh dấu đối tượng chậm phát tất đối tượng chuyển động - 53 - Hình 4.3.4 Quá trình cập nhật điều kiện ánh sáng yếu Hình 4.3.5 Phát chuyển động điều kiện nhiều đối tượng chuyển động với quy luật khác nhau, ánh sáng yếu Trường hợp 4: Video đầu vào có nhiều phương tiện giao thông chuyển động với vận tốc khác tương đối cao, điều kiện ánh sang tương đối tốt, trình tạo tối ưu nhanh, phát nhanh tất phương tiện giao thơng chuyển động video - 54 - Hình 4.3.6 Phát phương tiện giao thông chuyển động với tốc độ tượng đối cao điều kiện ánh sáng tốt KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Giám sát bảo vệ mục tiêu quan trọng toán đặt từ sớm nhằm đảm bảo tuyệt đối an toàn cho mục tiêu Trong thời đại ngày nay, mục tiêu truyền thống cần giám sát bảo vệ như: mục tiêu quan trọng trị, kinh tế, an ninh, quốc phòng mà việc giám sát, bảo vệ mục tiêu áp dụng rộng rãi phổ cấp hóa xã hội tổ chức, quan, công ty cá nhân người dùng Khoa học công nghệ phát triển hỗ trợ đắc lực cho người cơng việc khó khăn, nguy hiểm Công nghệ thông tin công nghệ điện tử ngày cho phép sử dụng thiết bị phần cứng (các loại camera giám sát, máy tính, đường truyền…) phần mềm hỗ trợ hiệu cho việc giám sát bảo vệ mục tiêu Bài toán phát đột nhập camera theo dõi quy toán phát chuyển động nghiên cứu từ sớm, xuất từ kỹ thuật ảnh số đời Đã có nhiều nghiên cứu trước để giải tốn phát chuyển động, nhiên mặt thời gian kết phát chuyển động chưa tối ưu Qua trình tìm hiểu, nghiên cứu toán phát chuyển động, học viên đạt số kết sau: - 55 - - Tìm hiểu lịch sử phát triển ảnh số kỹ thuật xử lý ảnh số, ứng dụng - Tìm hiểu nắm khái niệm ảnh số kỹ thuật xử lý ảnh số; loại camera giám sát; lịch sử phát triển toán phát chuyển động ứng dụng thực tế tốn - Tìm hiểu thuật toán phát chuyển động dựa phương pháp trừ sử dụng ước lượng Entropy TS Shih-Chia Huang cơng bố tạp chí IEEE tháng 1/2011 (Institute of Electrical and Electronics Engineers – Viện kỹ nghệ điện điện tử) - Cài đặt thử nghiệm thành cơng chương trình phát chuyển động dựa thuật toán tác giả Shih-Chia Huang đưa Trong đó, học viên cải tiến để tăng tốc độ cập nhật nền, cải tiến thuật tốn tính ngưỡng chuyển động, bổ sung tính định nghĩa vùng giám sát để phù hợp với yêu cầu toán thực tế - Thử nghiệm phát chuyển động với số môi trường, điều kiện thời điểm khác để kiểm chứng tính đắn thuật tốn Hướng phát triển Trong thời gian tới, tập chung nghiên cứu, hoàn thiện thêm nội dung sau: - Hồn thiện chương trình phát cảnh báo đối tượng xâm nhập vào khu vực bảo vệ với tính năng: xử lý đồng thời video từ hệ thống camera quan sát, định nghĩa vùng giám sát cho phù hợp với điều kiện thực tế, cảnh báo âm thanh, hình ảnh lưu trữ video đối tượng đột nhập - Kiểm thử chương trình phát chuyển động môi trường, điều kiện thời gian khác để kiểm tra tính hiệu ứng dụng thực tế chương trình - Xây dựng mơ hình chương trình phát cảnh báo đối tượng xâm nhập xử lý đồng thời với nhiều camera khác áp dụng cho toán cụ thể - Nghiên cứu thuật toán theo dõi đối tượng (Tracking Object) kết hợp với thuật toán phát chuyển động để giải toán nâng cao hơn: phát theo dõi đối tượng vùng camera quan sát; đếm lưu lượng giao thông, sản phẩm… ... Chương BÀI TOÁN PHÁT HIỆN ĐỘT NHẬP BẰNG CAMERA THEO DÕI 4.1 Chương trình demo phát đột nhập Như trình bày phần trên, giải toán phát đột nhập camera theo dõi dựa kết giải toán phát chuyển động... 36 Chương BÀI TOÁN PHÁT HIỆN ĐỘT NHẬP BẰNG CAMERA THEO DÕI 43 4.1 Chương trình demo phát đột nhập: .43 4.2 Bài toán Phát đột nhập camera theo dõi: 48 4.3 Một số kết... số để tự động phát hiện, cảnh báo có đối tượng đột nhập thông qua hệ thống camera theo dõi Để phát đối tượng đột nhập, trước hết toán đặt phát tất chuyển động vùng camera theo dõi, sau phân tích