Ch c năng chi tiết các module c a hệ thống đƣợc mơ tả nhƣ sau:
a) Truy vấn hình ảnh: Camera thu nhận hình ảnh gửi trả về module chƣơng
trình truy vấn các hình ảnh tuần tự theo thời gian thu nhận từ camera cụ thể đƣợc xác định trƣớc.
b) Biểu diễn đặc trưng ảnh: Module này có ch c năng trích rút đặc trƣng dữ
liệu hình ảnh để có thể xử lý tự động bằng máy tính. Phƣơng pháp biểu diễn đặc trƣng phải đảm bảo yêu cầu làm nổi bật đối tƣợng cần nhận dạng và các đối tƣợng
43
không quan tâm khác. HOG (Histograms of Oriented Gradients) là một trong số các phƣơng pháp biểu diễn đặc trƣng nổi tiếng và cho kết quả nhận dạng cao.
c) Huấn luyện mơ hình đối tượng: Dựa trên tập dữ liệu huấn luyện, máy huấn
luyện có ch c năng tạo ra một mơ hình phân loại nhị phân. SVM (Support Vector Machine) là một trong những phƣơng pháp phân loại hiệu quả. Mơ hình đối tƣợng đã đƣợc huấn luyện thu đƣợc sẽ dùng làm đầu vào cho máy nhận dạng, phát hiện
d) Nhận dạng, phát hiện: Dùng tập mơ hình đối tƣợng đã thu đƣợc từ quá
trình huấn luyện để phân loại mẫu dữ liệu ảnh đầu vào có ch a đối tƣợng quan tâm hay khơng. Từ đó nhận dạng ra đối tƣợng hay không phải đối tƣợng quan tâm.
e) Theo vết đối tượng: Ch c năng c a module này là nhận dạng đối tƣợng
quan tâm xuất hiện trong ảnh thu đƣợc bƣớc trƣớc có xuất hiện ở ảnh hiện tại hay khơng. Kết quả theo vết đối tƣợng trong dãy tuần tự các ảnh sẽ giúp xác định đƣợc quỹ đạo chuyển động c a đối tƣợng, hỗ trợ cho việc xác định hành vi c a đối tƣợng. Đây là một kênh thơng tin hữu ích giúp xác định ngữ nghĩa hỗ trợ ra quyết định cảnh báo hay không.
f) Hệ thống ngữ nghĩa, khuyến nghị ra quyết định cảnh báo: Căn c vào
không gian, thời gian xuất hiện c a con ngƣời trong phạm vi theo d i và quỹ đạo chuyển động, hệ thống này sẽ biểu diễn trích rút ngữ nghĩa để đƣa ra khuyến nghị cảnh báo an ninh hay không cần cảnh báo. Trong trƣờng hợp thấy đối tƣợng xuất hiện với hành vi khả nghi, có thể ảnh hƣởng đến an ninh c a tịa nhà/cơ quan, hệ thống sẽ thơng báo đến gia ch /ngƣời bảo vệ cơ quan thông qua hệ thống âm thanh, đèn báo hiệu và hình ảnh trên màn hình theo d i. Ngồi ra, có thể tạo âm thanh báo động, bật đèn tại nơi đối tƣợng xuất hiện nhằm cảnh báo đến đối tƣợng để ngăn chặn hành vi xâm nhập c a đối tƣợng.
Biểu diễn ngữ nghĩa về ngữ cảnh kết hợp không gian và thời gian để hỗ trợ ra quyết định m c độ cảnh báo có ý nghĩa hết s c quan trọng trong hệ thống giám sát an ninh. M c cảnh báo đƣợc đƣa ra khác nhau tùy thuộc vào thời gian, vị trí xuất hiện c a đối tƣợng. Ví dụ trong giờ hành chính ở cơ quan, khi cơ quan làm việc bình thƣờng, có cán bộ bảo vệ an ninh túc trực thƣờng xuyên thì rất hiếm khi xảy ra
44
sự cố trộm cắp tài sản. M c cảnh báo đƣợc xây dựng là m c thấp nhất (ví dụ chỉ cần ghi lại hình ảnh đối tƣợng lƣu vào bộ nhớ). Ngƣợc lại vào những thời điểm giữa đêm khuya, nếu có ngƣời vào cơ quan thì xác suất ngƣời đó là kẻ gian vào trộm cắp tài liệu, tài sản là rất cao. Vào thời gian đêm khuya cán bộ bảo vệ dễ cảm thấy mệt mỏi, khơng tập trung quan sát, thậm chí có thể ng qn. Do vậy, trong thời gian này, nếu có ngƣời vào cơ quan hệ thống phải đƣa ra cảnh báo để cán bộ bảo vệ tiến hành kiểm tra, ngăn chặn hành vi trộm cắp tài sản. M c cảnh báo đƣợc xây dựng là m c cao (ví dụ đèn báo, chng báo). Thời gian nghỉ lễ, vào đêm khuya có thể xây dựng m c cảnh báo là cao nhất. Trƣờng hợp hộ gia đình vắng nhà trong dịp lễ có thể báo qua điện thoại cá nhân,
Bên cạnh đó, xét về mặt khơng gian, nếu một ngƣời đến gần nhà/văn phịng làm việc sẽ có m c độ uy hiếm an ninh thấp hơn trƣờng hợp ngƣời đó đã vào trong tịa nhà hoặc nếu một ngƣời chỉ xuất hiện ở khu vực đi lại ngồi tịa nhà thì xác suất trộm cắp tài sản sẽ khơng cao, đó có thể chỉ là đi ngang qua tịa nhà mà khơng vào nhà nhằm thực hiện hành vi trộm cắp. Do vậy, hệ thống chỉ cần cảnh báo trên màn hình cho cán bộ giám sát chú ý là phù hợp hoặc chỉ cần ghi lại hình ảnh c a ngƣời đó lƣu vào bộ nhớ. Sau này, nếu có trƣờng hợp mất tài sản, bộ phận an ninh, các cơ quan ch c năng có thể tra c u lại hình ảnh để điều tra.
Ví dụ về mức cảnh báo an ninh theo ngữ cảnh thời gian:
Căn c vào thời gian làm việc c a cơ quan, hay thời gian vắng nhà c a ch hộ, các m c cảnh báo trong hệ thống nhận dạng cảnh báo an ninh cần đƣợc xây dựng phù hợp thực tiễn. Ví dụ các m c cảnh báo đƣợc xây dựng cho một cơ quan hành chính nhƣ sau:
- M c 0: Đƣợc định nghĩa cho khoảng thời gian làm việc bình thƣờng trong giờ hành chính. Đây là thời gian ngƣời vào ra cơ quan không gây ảnh hƣởng đến an ninh. Vì vậy, hệ thống không cần đƣa ra cảnh báo cho bộ phận cán bộ giám sát bảo vệ. Hệ thống chỉ tự động lƣu trữ lại hình ảnh khi phát hiện ngƣời qua lại trong vùng giám sát với chất lƣợng hình ảnh bình thƣờng. Dữ liệu này sẽ đƣợc tra c u lại khi cần thiết.
45
-M c 1: Đƣợc định nghĩa cho khoảng thời gian khơng có cán bộ làm việc thƣờng xuyên trong cơ quan. Thƣờng là ban ngày trƣớc và ngay sau giờ làm việc, giờ nghỉ buổi trƣa, ngày cuối tuần, ngày nghỉ lễ. Vì trong khoảng thời gian này chỉ có đội ng bảo vệ làm việc nên ngƣời vào cơ quan, di chuyển trong vùng giám cần đƣợc phát hiện với hình ảnh chất lƣợng tốt, đồng thời hiển thị cảnh báo trên màn hình giám sát nhằm hỗ trợ cán bộ giám sát phát hiện kẻ khả nghi.
- M c 2: Đƣợc định nghĩa cho khoảng thời gian buổi chập tối, ban đêm hoặc vào
tầm sáng sớm (khoảng 19 giờ đến 23 giờ chiều, 5 giờ đến 6 giờ sáng), khơng có cán bộ làm việc trong cơ quan, cán bộ an ninh cơ quan không thể bao quát hết tất cả các khu vực c a cơ quan. Do vậy, hệ thống khi phát hiện cần phải đƣa những cảnh báo để cán bộ bảo vệ biết và theo d i, tuy nhiên khơng đến m c trầm trọng vì cán bộ bảo vệ đang th c và tuần tra. Trong trƣờng hợp này, khi phát hiện ngƣời vào cơ quan, hệ thống sẽ tự động bật đèn sáng ở vị trí có ngƣời, đồng thời chụp và lƣu lại hình ảnh c a ngƣời đó với chất lƣợng cao nhất, đƣa ra cảnh báo trên màn hình giám sát giúp cán bộ an ninh dễ dàng phát hiện vị trí có ngƣời vào cơ quan.
- M c 3: Đƣợc định nghĩa cho khoảng thời điểm nhạy cảm lúc nữa đêm (khoảng
từ 23 giờ đến 5 giờ sáng). Mọi đối tƣợng vào cơ quan vào lúc này đều đƣợc xem là hành động xâm nhập bất hợp pháp (chỉ trừ cán bộ bảo vệ cơ quan). Tình huống này xảy ra với ngữ nghĩa là đối tƣợng xấu đột nhập vào cơ quan để trộm cắp tài sản. Khi phát hiện có ngƣời vào cơ quan, hệ thống sẽ kích hoạt ch c năng cảnh báo cao nhất gồm cảnh báo trên màn hình giám sát, bật đèn sáng tại vị trí có ngƣời vào, bật chng báo động để cán bộ an ninh xử lý, đồng thời chụp hình và lƣu lại ảnh với chất lƣợng tốt nhất nhằm phục vụ việc điều tra sau này một cách tốt nhất.
Ví dụ về mức cảnh báo an ninh theo ngữ cảnh không gian:
Căn c vào tình hình, ngữ cảnh khơng gian các khu vực trong cơ quan, trong tòa nhà, các m c cảnh báo trong hệ thống nhận dạng cảnh báo an ninh cần đƣợc xây dựng phù hợp thực tiễn. Ví dụ các m c cảnh báo đƣợc xây dựng cho một cơ quan hành chính nhƣ sau:
46
+ Mức 0: Khu vực khơng có nguy cơ dẫn đến trộm cắp tài sản. Đây là khu vực
cơng cộng, con ngƣời có thể qua lại tại mọi thời điểm Khi ngƣời xuất hiện trong khu vực này, hệ thống chỉ ghi nhận và theo d i, ch không đƣa ra bất kỳ cảnh báo nào cả.
+ Mức 1: Khu vực lối đi chung gần với tòa nhà, gần cửa ra vào hơn so với khu
vực m c 0. Nếu kết hợp với thời gian làm việc bình thƣờng thì hệ thống ghi nhận đây là có ngƣời và ghi lại hình ảnh để giúp tra c u khi cần thiết, tuy nhiên không nên dƣa ra cảnh báo. Nhƣng nếu vào ban đêm thì hệ thống sẽ theo d i và đƣa ra nhắc nhỡ cảnh báo với cán bộ an ninh.
+ Mức 2: Khu vực lối đi trong tòa nhà và cửa ra vào bình thƣờng. Ngƣời xuất
hiện ở khu vực này đều đƣợc ghi lại hình ảnh chất lƣợng cao. Vào thời gian quan trọng, hệ thống sẽ đƣa ra cảnh báo cho cán bộ an ninh và cảnh báo đến ngƣời vào ra, nếu thời gian nhạy cảm, cịi báo động sẽ đƣợc kích hoạt để ngăn chặn ngƣời tình nghi.
+ Mức 3: Khu vực nhạy cảm nhƣ các cửa sổ, lối đi đã bị đóng khóa, hoặc những
vị trí kẻ xấu có thể lợi dụng đƣợc để đột nhập vào tịa nhà, phòng làm việc. Vào thời gian ngoài giờ làm việc, ban đêm khi xuất hiện tình huống này, tất cả các hệ thống cảnh báo sẽ đƣợc kích hoạt ở m c cao nhất.
Tóm lại, khi một đối tƣợng vào cơ quan tùy vào m c độ quan trọng về mặt thời gian kết hợp với ngữ cảnh không gian cần bảo đảm m c an tồn sẽ có quyết định cấp độ cảnh báo phù hợp.
47 Chƣơng 3 THỰC NGHIỆM - ĐÁNH GIÁ 3.1. Thực nghiệm 3.1.1. Sơ đồ các bƣớc thực hiện Bộ phân loại SVM nhị phân Phát hiện ngƣời Trích rút đặc trƣng HOG
Ảnh/Video Xác định vị trí ngƣời trong ảnh/video
Hệ thống phát hiện ngƣời