Як працює виявлення руху в камерах безпеки: практичний посібник

Виявлення руху звучить просто: щось рухається, а камера записує.

У реальному використанні безпеки це не так просто.

Людина, яка входить до кімнати, домашня тварина, що ходить по підлозі, штора, що рухається біля вікна, дощ, що потрапляє в об’єктив, і фари автомобіля, що пролітають зовні, можуть створювати «рух». Камера безпеки повинна визначити, який рух має значення, а який слід ігнорувати.

Виявлення руху в камерах безпеки працює шляхом виявлення змін у відеокадрах, сигналах PIR-датчика або об’єктах,-розпізнаних ШІ. Коли система вирішує, що переміщення має сенс, вона може ініціювати запис, push-повідомлення, локальне зберігання, завантаження в хмару або інші дії безпеки.

У цьому процесі прийняття рішення проявляється якість камери.

Слабка система виявлення руху записує занадто багато, надто часто сповіщає та пропускає події в невідповідний час. Добре-продумана система виявляє правильний рух, зменшує кількість помилкових сповіщень, зберігає пам’ять і відповідає дійсному середовищу спостереження.

Що таке виявлення руху в камері безпеки?

Виявлення руху – це функція камери, яка визначає рух у зоні спостереження та використовує цей рух для запуску дії. Дія може бути записом відео, захопленням зображення, сповіщенням мобільного додатка, виведенням тривоги, завантаженням у хмару або локальним зберіганням на SD-карті.

У базовій камері Wi-Fi у приміщенні виявлення руху може означати просто порівняння одного відеокадру з наступним. Якщо змінюється достатня кількість пікселів, камера розглядає це як рух.

У камері безпеки-з акумуляторним живленням виявлення руху може залежати від PIR-датчика. PIR означає пасивний інфрачервоний датчик. Він виявляє зміни теплового випромінювання, як правило, від людей або тварин, а потім активує камеру для запису.

У розумній камері безпеки виявлення руху може включати аналіз ШІ. Система не тільки запитує: "Щось рухалося?" Він намагається відповісти: "Що перемістилося?"

Ця різниця має значення.

Стандартна камера може надсилати сповіщення кожного разу, коли тінь рухається по стіні. Розумніша камера може ігнорувати тінь і повідомляти користувача лише тоді, коли людина потрапляє в зону виявлення.

Виявлення руху – це не просто одна функція. Це частина логіки запису камери, логіки попередження, стратегії зберігання та конструкції живлення камери.

Чому виявлення руху має значення в камерах безпеки

Камери безпеки можуть записувати безперервно, але безперервний запис не завжди є найкращим підходом.

Камера 1080p, яка записує 24/7, може швидко заповнити сховище, особливо якщо на одному місці встановлено кілька камер. Для невеликих підприємств, складів, офісів, квартир і місць тимчасового спостереження перегляд годин порожнього кадру також неефективний.

Виявлення руху вирішує цю проблему, зосереджуючись на записі-за подіями.

Коли виявлення руху ввімкнено, камера може записувати лише тоді, коли виявлено рух. Це зменшує кількість непотрібних кадрів і полегшує пошук реальних подій. Користувачеві, який перевіряє SD-карту або хмарну шкалу часу, не потрібно прокручувати шість годин порожнього коридору. Вони можуть переходити безпосередньо до кліпів, де відбувся рух.

З точки зору безпеки це створює кілька практичних переваг:

• Менше витрачання пам’яті на SD-картах або хмарних планах
• Менше непотрібних відеокліпів для перегляду
• Швидше реагування через сповіщення мобільного додатку
• Менше енергоспоживання в пристроях із-живленням від батареї
• Кращі записи подій для дверей, коридорів, кімнат, прилавків і складських приміщень

дляприховані камериі невеликі пристрої безпеки, виявлення руху є ще більш цінним. Багато прихованих камер мають обмежену ємність акумулятора, обмежений внутрішній простір і обмежене розсіювання тепла. Запис лише під час руху може подовжити час роботи та зменшити непотрібне навантаження на пристрій.

Справжня цінність полягає не в записі всього.

Цінність полягає в тому, щоб фіксувати корисні події, не роблячи систему галасливою, дорогою або важкою для керування.

Як крок за кроком працює виявлення руху

Хоча різні камери використовують різні методи виявлення, більшість систем виявлення руху дотримуються подібної логіки. Камера або датчик відстежує сцену, виявляє зміну, перевіряє, чи достатньо велика зміна, а потім запускає дію.

Крок 1. Камера фіксує відеокадри або сигнали датчиків

Відео{0}}камера безпеки фіксує безперервний відеопотік. Більшість поширених камер безпеки записують із частотою кадрів, як-от 15 кадрів/с, 20 кадрів/с, 25 кадрів/с або 30 кадрів/с, залежно від конструкції та налаштувань продукту.

Камера не аналізує «рух», як це робить людина. Він обробляє дані зображення.

У простій системі камера порівнює один кадр з іншим. Якщо сцена стабільна, різниця між кадрами залишається невеликою. Якщо людина заходить у кадр, змінюється багато пікселів. Система сприймає цю зміну як можливий рух.

Камера на основі PIR- працює інакше. Замість того, щоб постійно аналізувати кадри зображення, датчик PIR стежить за змінами інфрачервоного випромінювання. Коли тепле тіло рухається через зону виявлення, датчик посилає тригерний сигнал. Потім камера може вийти з режиму сну, записати або надіслати сповіщення.

Камери на основі штучного інтелекту- зазвичай починають із даних зображення, а потім використовують розпізнавання об’єктів для класифікації рухомої цілі.

Крок 2: система порівнює зміни

У відео-детекторі руху камера порівнює візуальні зміни в сцені. Це може включати просте розрізнення кадрів, віднімання фону або більш складний аналіз руху.

Практична ідея проста: система намагається відокремити рухомий передній план від стабільного фону.

Наприклад, у невеликому офісі фоном можуть бути столи, стіни, шафи та двері. Якщо двері відчиняються і входить людина, змінена область стає достатньо великою, щоб камера розглядала це як рух.

Але є проблема. Не кожна візуальна зміна є подією безпеки.

Сонячне світло, що рухається по підлозі, також змінює пікселі. Тіні дерев, що рухаються біля вікна, змінюють пікселі. Літаюча комаха біля об’єктива може викликати значні візуальні зміни, навіть якщо це не є реальною загрозою.

Ось чому виявлення руху потребує порогів і фільтрації.

Крок 3: Алгоритм застосовує поріг руху

Поріг руху – це точка, в якій камера вирішує, що зміна є достатньо великою, щоб вважатися рухом.

З боку користувача це часто відображається як «чутливість до руху».

Висока чутливість означає, що камера спрацьовує легше. Низька чутливість означає, що камері потрібна сильніша зміна перед спрацьовуванням.

Обидві крайності створюють проблеми.

Якщо чутливість занадто висока, камера може реагувати на тіні, комах, домашніх тварин, штори, дощ або відбите світло. Користувач отримує забагато сповіщень і з часом може вимкнути сповіщення.

Якщо чутливість занадто низька, камера може пропустити корисні події. Людина, яка йде далеко від об’єктива, швидко рухається крізь край кадру або потрапляє в погано освітлене місце, може не запустити запис.

Гарне виявлення руху полягає не в тому, щоб встановити якомога вищий рівень чутливості. Йдеться про встановлення правильного рівня тригера для сцени.

Крок 4. Камера запускає запис, сповіщення або дії зі збереженням

Коли камера вирішує, що рух дійсний, вона запускає одну або кілька дій.

Загальні дії включають:

• Почніть запис відео
• Зробіть знімок
• Надіслати push-сповіщення мобільного додатка
• Зберегти відзнятий матеріал у aкарта microSD
• Завантажте кліп у хмарне сховище
• Увімкніть вихід світла, сирени або сигналізації
• Позначте подію на часовій шкалі відтворення

Ця частина безпосередньо впливає на взаємодію з користувачем.

Камера, яка точно виявляє рух, але надсилає сповіщення надто пізно, усе ще виглядає ненадійною. Камера, яка записує ролики руху, але обриває перші кілька секунд, може пропустити найкориснішу частину події. Батарейна камера, яка прокидається надто повільно, може зафіксувати людину, яка виходить, а не входить.

Виявлення руху слід розглядати як повний робочий процес, а не лише як сенсорну функцію.

Основні типи виявлення руху, що використовуються в камерах безпеки

Не всі камери виявлення руху працюють однаково. Три найпоширеніші підходи: відео-виявлення, PIR-детектор руху таВиявлення руху-на основі штучного інтелекту.

Виявлення руху-на основі відео

Виявлення руху-на основі відео використовує зміни зображення для виявлення руху. Це поширене в стандартіWiFi камери, внутрішні камери безпеки та багато-пристроїв спостереження початкового рівня.

Його перевагою є вартість і простота. Камера може виявляти рух за допомогою датчика зображення та програмного забезпечення без додавання окремого датчика PIR.

У стабільному внутрішньому середовищі це може добре працювати. Камера, яка спостерігає за входом в офіс, полицею для зберігання, стійкою реєстрації або коридором, може без особливих труднощів виявити очевидний рух.

Слабкість з'являється в мінливому середовищі.

Зовнішні сцени включають рухоме листя, дощ, сніг, комах, відображення та мінливе сонячне світло. Стандартна відео-камера може розглядати все це як рух. Ось чому багато дешевих камер надсилають занадто багато сповіщень, якщо їх встановити на вулиці або біля вікон.

Виявлення-на основі відео є корисним, але воно потребує належних налаштувань чутливості, зон виявлення та хорошої якості зображення.

PIR виявлення руху

Виявлення руху PIR використовує пасивний інфрачервоний датчик для виявлення змін тепла. Люди і тварини випромінюють інфрачервоне випромінювання. Коли теплий об’єкт рухається через поле виявлення PIR, датчик виявляє цю зміну та запускає камеру.

PIR широко використовується в камерах із-живленням від батарейок, оскільки споживає менше енергії, ніж безперервний аналіз відео. Камері не потрібно постійно обробляти відео. Він може залишатися в стані низького-потужності та прокидатися, коли PIR-датчик виявляє рух.

Це корисно для невеликих пристроїв безпеки, бездротових камер і деяких конструкцій прихованих камер.

Але PIR не ідеальний.

Його виявлення залежить від кута, відстані, напрямку руху та температури навколишнього середовища. PIR зазвичай виявляє рухи збоку-в-бік краще, ніж рух безпосередньо в напрямку датчика. Якщо температура навколишнього середовища близька до температури тіла, продуктивність PIR може знизитися.

Для невеликих прихованих камер розміщення PIR також створює проблему для проектування. Датчику потрібне чітке вікно виявлення, але це вікно не може викликати підозрілий вигляд пристрою.

Виявлення руху-на основі ШІ

Виявлення руху-на основі ШІ додає розпізнавання об’єктів до основного виявлення руху.

Стандартна відеокамера виявляє, що щось рухається. ШІ-камера виявлення руху намагається визначити, що рухалося. Він може класифікувати об’єкт як людину, транспортний засіб, домашню тварину, пакет чи іншу ціль.

Тут розумне виявлення стає корисним.

Наприклад, зовнішня камера біля під’їзної доріжки може побачити рухомі гілки дерев, світло фар, собаку та людину, яка наближається до дверей. Базове виявлення руху може викликати сповіщення для всіх них. Виявлення людини штучним інтелектом може зменшити-незначні сповіщення, зосередившись на людській діяльності.

Виявлення ШІ є цінним, але воно значною мірою залежить від дизайну продукту. Слабкий чіпсет, поганий алгоритм, низько{1}}якісний датчик зображення, погане нічне бачення або нестабільна мережа все ще можуть створювати помилкові сповіщення або пропущені події.

ШІ – це не магія. Це фільтруючий рівень, створений на основі якості зображення, потужності обробки та логіки програмного забезпечення.

Виявлення руху проти інтелектуального виявлення: у чому різниця?

Виявлення руху та розумне виявлення часто використовуються разом, але вони не означають те саме.

Виявлення рухувиявляє рух.
Розумне виявленняідентифікує рухомий об'єкт.

Це різниця.

Основне виявлення руху відповідає на одне запитання:
«Щось змінюється в сцені?»

Розумне виявлення намагається дати кращу відповідь на запитання:
«Що змінюється на сцені?»

Це важливо, тому що користувачі безпеки не хочуть кожного руху. Їм потрібні корисні сповіщення.

Домашня тварина, яка гуляє по вітальні, може не потребувати дій. Людина, яка заходить до камери обмеженого зберігання в неробочий час, робить це. До гілки дерева, що рухається за вікном, не слід ставитися так само, як до вхідних дверей.

Для покупців B2B ця різниця також впливає на вартість і позиціонування продукту. Камера з базовим відеодетектором руху може бути дешевшою та простішою. Камера зі штучним інтелектом, що розпізнає людину або транспортний засіб, зазвичай потребує потужнішої обробки, кращого програмного забезпечення, додаткового тестування, а іноді й хмарної підтримки чи підтримки додатків.

Етикетка продукту з написом «виявлення руху» не означає автоматично, що він має розумне виявлення людини.

Це одне з найпоширеніших непорозумінь при виборі камери.

Що впливає на точність виявлення руху?

Точність виявлення руху залежить не тільки від методу виявлення. Та сама камера може працювати добре в одному місці та погано в іншому.

Якість зображення, освітлення та нічне бачення

Якість зображення безпосередньо впливає на виявлення-відео та штучного інтелекту.

Якщо зображення надто темне, розмите, перетримане або розмите сильним контровим освітленням, система має менш надійні дані для аналізу. Камери 1080p зазвичай достатньо для багатьох сцен у приміщенні, але сама роздільна здатність не є повною відповіддю. Якість об’єктива, контроль експозиції, продуктивність WDR, нічне бачення в інфрачервоному діапазоні та-відповідність слабкому освітленню також мають значення.

Вночі виявити стає важче. Інфрачервоне нічне бачення може допомогти камері бачити в темряві, але ІЧ-відображення від скла, стін, пилу чи комах може спричинити помилкові тригери. Зовнішні камери білого світла можуть знімати кольорові зображення вночі, але вони також можуть приваблювати комах біля об’єктива.

Стабільне зображення дає алгоритму кращі вхідні дані. Погане введення зображення створює погані рішення щодо виявлення.

Зони чутливості та виявлення

Чутливість визначає, наскільки легко камера сприймає рух як подію. Зони виявлення визначають, куди камера має звернути увагу.

Наприклад, камера, спрямована на вхід в магазин, повинна фокусуватися на дверях, а не на вулиці за склом. Складська камера повинна фокусуватися на проході, зоні завантаження або стелажі, а не на вікні з рухомими тінями.

Зони виявлення часто корисніші, ніж просто зниження чутливості. Вони дозволяють користувачеві ігнорувати шумні зони, зберігаючи достатню чутливість у важливій зоні.

Гарне налаштування зазвичай означає:

• Тримайте ключові точки входу всередині зони виявлення
• По можливості приберіть дороги, дерева, вікна та світловідбиваючі поверхні із зони виявлення
• Відрегулюйте чутливість після перевірки реального руху
• Перевірте продуктивність вдень і вночі окремо

Камера, яка не налаштована для сцени, не працюватиме так, як камера, яка є.

Розміщення камери, живлення та умови мережі

Розташування камери впливає на виявлення більше, ніж очікують багато користувачів.

Якщо камеру встановлено надто високо, люди можуть здатися занадто малими в кадрі. Якщо кут надто вузький, рух може відбуватися поза зоною виявлення. Якщо на камеру потрапляє пряме сонячне світло чи відбиття скла, ймовірність помилкових сповіщень зростає.

Для PIR-камер шлях руху має значення. PIR-датчики часто працюють краще, коли людина рухається впоперек поля датчика, а не безпосередньо до нього.

Дизайн потужності також має значення. Камери з-живленням від акумулятора можуть використовувати режими сну та{2}}пробудження для економії енергії. Якщо швидкість пробудження низька, камера може зафіксувати лише кінець події.

Для камер WiFi якість мережі впливає на швидкість сповіщень і завантаження в хмару. Камера може правильно виявляти рух, але користувач може отримати сповіщення із запізненням через слабкий сигнал WiFi.

Виявлення руху є системним результатом: об’єктив, датчик, алгоритм, установка, живлення та мережа – усе це впливає на кінцевий результат.

Чому камери відеоспостереження видають помилкові сповіщення або пропускають рух

Помилкові сповіщення та пропущені події є двома найпоширенішими скаргами щодо камер виявлення руху.

Зазвичай вони походять від однієї проблеми: камера не оцінює рух у правильному контексті.

Поширені причини сповіщень про помилкові рухи

Помилкові сповіщення виникають, коли камера розглядає неважливий рух як подію безпеки.

До поширених причин належать:

• Раптова зміна сонячного світла
• Рухомі тіні
• Штори рухаються біля вікна
• Домашні тварини, що гуляють по сцені
• Комахи близько до лінзи
• Дощ, сніг або туман
• Гілки дерев і листя
• Автомобільні фари
• Відблиски від скла або металу
• Занадто висока чутливість
• Погана фільтрація ШІ

Типовий випадок – зовнішня камера, встановлена ​​біля дерева. У вітряний день рухоме листя може викликати десятки попереджень. Камера не зламана. Він реагує на візуальні зміни без достатньої фільтрації.

Інший поширений випадок - камера, встановлена ​​в приміщенні біля вікна. Сонячне світло зміщується, штори рухаються, а відблиски змінюються. Базове відеовиявлення руху може розглядати ці зміни як рух.

Виправлення не завжди полягає в заміні камери. Часто першим кроком є ​​налаштування зони виявлення, зниження чутливості, зміна кута камери або використання штучного інтелекту для виявлення людини, де помилкові сповіщення є серйозною проблемою.

Поширені причини пропущених подій руху

Пропущені події відбуваються, коли реальний рух не запускає запис або сповіщення.

До поширених причин належать:

• Занадто низька чутливість
• Ціль надто далеко від камери
• Кут камери занадто високий або занадто вузький
• PIR-датчик не спрямований на траєкторію руху
• Слабкий нічний зір
• Рух поза зоною виявлення
• Повільне пробудження-в режимі-економії акумулятора
• Сповіщення про затримку поганого сигналу WiFi
• Об’єкт занадто швидко рухається в кадрі

Наприклад, біля бічного входу можна встановити камеру-з живленням від акумулятора. Якщо PIR-датчик не націлений на пішохідну доріжку, людина може увійти та вийти до того, як камера повністю прокинеться. Користувач може побачити лише короткий ролик або взагалі не бачити сповіщення.

Для відео-виявлення людина, яка рухається на краю ширококутного-кадру, може виглядати надто малою, щоб перетнути поріг руху. Підвищення чутливості може допомогти, але також може створити більше помилкових сповіщень.

Ось чому налаштування детектора руху вимагає тестування. Пройдіть контрольовану територію зі звичайною швидкістю. Тест з різних сторін. Перевірте денні та нічні кліпи. Параметри, які працюють у світлій кімнаті, можуть не працювати в темному коридорі.

Що означає виявлення руху для прихованих камер і малих пристроїв безпеки

Приховані камери та невеликі пристрої безпеки мають інший набір конструктивних обмежень.

Звичайна видима камера може використовувати більший корпус, більший акумулятор, більш очевидне PIR-вікно, більшу площу розсіювання тепла та більш гнучкий монтаж. Прихована камера часто не може.

Пристрій має виглядати природно.

Маленькі камери потребують кращого контролю живлення

Невеликі приховані камери зазвичай мають обмежений простір для батареї, друкованої плати, модуля об’єктива, модуля WiFi, накопичувача та керування теплом. Безперервний запис або безперервна обробка штучним інтелектом може швидко розрядити акумулятор і створити тепло всередині корпусу.

Ось чому виявлення руху — це не просто програмна функція маленьких камер. Це частина стратегії влади.

Для прихованої камери від батареї подовжити час роботи може запис-за допомогою PIR або запис-за рухом. Замість того, щоб годинами записувати порожню кімнату, камера записує, коли з’являється активність.

Для прихованої камери Wi-Fi виявлення руху може зменшити кількість непотрібних завантажень відео та сповіщень. Це допомагає користувачеві ефективніше керувати пам’яттю та часом автономної роботи.

Розташування сенсора та об’єктива має залишатися непомітним

У дизайні прихованої камери необхідно ретельно спланувати розташування об’єктива та датчика. Камера має бачити достатньо, не виглядаючи як камера.

Це важче, ніж здається.

Настінна камера, камера з годинником, камера в стилі детектора диму, камера з ручкою, камера в окулярах або камера для годинника мають різні кути огляду та фізичні обмеження. Отвір лінзи повинен бути маленьким і природним. Якщо додано датчик PIR, його вікно виявлення також має вписуватися у зовнішній вигляд виробу.

Якщо об’єктив занадто прихований, якість зображення погіршується.
Якщо датчик надто відкритий, виріб втрачає свій стриманий дизайн.

Цей баланс є однією з головних відмінностей між звичайною камерою безпеки та добре-продуманою прихованою камерою.

Виявлення руху має відповідати реальному сценарію використання

Для різних програм прихованої камери потрібна різна логіка виявлення руху.

A камера няніможе знадобитися стабільний запис руху в приміщенні та менше сповіщень про-домашніх тварин. Офісна прихована камера може сфокусуватися на дверях, столі, шафі або закритій зоні. Камера з-живленням від батареї потребує швидкого пробудження-і ефективного запису. Для прихованої камери WiFi потрібні надійні push-повідомлення та віддалений перегляд. Прихована-камера, яку можна носити на тілі, або портативна прихована камера може надавати пріоритет ручному управлінню та стабільності запису над складною фільтрацією руху.

Одна конструкція детектора руху не може відповідати будь-якій формі продукту.

Для клієнтів B2B це важливо під час розробки OEM або ODM. Правильний підхід до виявлення руху залежить від розміру пристрою, джерела живлення, положення об’єктива, компонування датчика, логіки мікропрограми, функції програми, методу зберігання та фактичного середовища використання.

Висновок

Виявлення руху камери безпеки працює шляхом виявлення змін у відеокадрах, теплових сигналах PIR або об’єктах,-розпізнаних ШІ. Коли система вирішить, що переміщення має сенс, вона може ініціювати запис, сповіщення, зберігання або інші дії безпеки.

Якість виявлення руху залежить від того, наскільки добре камера фільтрує реальні події від фонового шуму.

Хороша камера виявлення руху не повинна сповіщати про кожну тінь, домашню тварину, комаху чи рухому гілку. Він має фіксувати корисну діяльність, зменшувати кількість помилкових сповіщень, уникати пропущених подій, економити пам’ять і відповідати фактичному середовищу встановлення.

Що стосується прихованих камер, завдання йде далі. Виявлення руху має працювати в меншій структурі, обмеженому просторі акумулятора, непомітному розміщенні лінз і справжньому зовнішньому вигляді продукту.

Hytechрозробляє рішення для прихованих і замаскованих камер безпеки для брендів, дистриб’юторів і клієнтів проекту. Якщо вам потрібно aспеціальна прихована камераз відповідним виявленням руху, функцією Wi-Fi, конструкцією зберігання або структурою OEM/ODM зв’яжіться з нашою командою, щоб обговорити правильне рішення для вашої програми.