Журнал "Системы Безопасности" № 3‘2019

С тоимость камер с разрешением FullHD и высоким качеством изображения упала в 2–3 раза: недавний бестселлер – камера на базе сенсора Sony IMX249, выдающая изоб- ражение отличного качества, – стоит менее 400 евро, хотя еще пять лет назад цена модели на базе ПЗС-сенсоров (CCD) аналогичного раз- решения составляла не менее 1000–1500 евро. Как изменились сенсоры, оптика и возможности синхронизации в современных камерах машинно- го зрения? Каким образом реализуется их взаимо- действие с другими устройствами? От чего зависит выбор вычислительной платформы? Какие пре- имущества и возможности дает размещение интеллекта рядом с камерой, а не "на борту"? Попробуем ответить на эти вопросы с точки зре- ния современных мобильных платформ, рас- смотрим примеры использования в них камер машинного зрения и сравним текущие предло- жения. Для чего нужны мобильные платформы? Мобильной мы будем называть платформу, которая передвигается самостоятельно (рис. 1), чаще всего без пилота, может иметь колеса и/или крылья, находиться под водой или даже летать в космосе, а в совокупности с камерой машинного зрения решает важные практиче- ские задачи: 1. Фото- и видеосъемка. Автомобили Google снимают улицы, благодаря чему практически любой дом можно найти в Google Maps, и все эти изображения сделаны с помощью мобиль- ной платформы и камер машинного зрения. 2. Локальная навигация. Сами по себе мобиль- ные платформы нуждаются в понимании того, что происходит вокруг них, в чем им помогают камеры машинного зрения. 3. Мониторинг протяженных объектов и терри- торий. В нашей стране огромное количество протяженных объектов, которые требуют посто- янного мониторинга: l газо- и нефтепроводы; l линии электроэнергии; l линии электропередачи; l линии водоснабжения; l масштабная транспортная инфраструктура; l сельскохозяйственные угодья; l логистические терминалы; l строительный бизнес (масштабные стройки, мосты, большие здания и и др.); l лесное хозяйство. Именно на решении задач мониторинга и оста- новимся подробнее. Текущие предложения Принимая во внимание размеры нашей страны, очевидно, что лучшие мобильные платформы для их мониторинга – это беспилотные летатель- ные аппараты (БПЛА), например квадрокоптеры с видеорегистратором на борту. Вещь недорогая, общеупотребительная, широко используется для съемки различного рода мероприятий, когда к качеству предъявляются не очень высокие тре- бования. На летательном аппарате может разме- щаться обычная бытовая камера или модель с более высоким разрешением. На сегодняшний день на квадрокоптерах для фото- и видеосъемки в абсолютном большин- стве случаев используются видеорегистраторы типа GoPro или профессиональные фотокамеры Sony Cybershot DCS RX1 II, в зависимости от тре- бований к качеству изображения и бюджета. Вариант № 1. GoPro Чаще всего на небольших квадрокоптерах устанавливается видеорегистратор типа GoPro (рис. 2). Очень популярное решение, но найти характеристики устройства для оценки воз- можностей в плане получения и качества изображения оказалось не так-то просто. Лишь в Интернете удалось добыть информа- цию о том, какой сенсор в ней задействован. Производитель об этом почему-то умалчивает. Хотя, казалось бы, скрывать тут особенно нечего, это вполне приличное изделие компа- нии Sony современной серии Starvis с разре- шением 12 Мпкс и частотой съемки в версии GoPro 30 кадр/с (возможности сенсора в пол- тора раза выше – 44 кадр/с). О чем произво- дитель популярного видеорегистратора, види- мо, не хочет распространяться, так это о раз- мере пикселя – 1,55 мкм. Поэтому, несмотря на большое разрешение, сенсор очень маленький, размером всего 6,25 х 4,69 мм. Это обстоятельство не может не отражаться на качестве получаемого изображения. Второй важный момент заключается в том, что сенсор в GoPro использует технологию скользя- щего затвора Rolling Shutter. Далеко не все поку- патели и даже продавцы камер знают, что это такое. На этом мы остановимся подробнее чуть позже. Оптика используется в GoPro стандартная ком- пактная – М12 (S-Mount), часто используемая в миниатюрных камерах. Причем если покупать фирменную оптику в магазине GoPro, то пласт- массовый объектив обойдется в 100 евро, а в магазине, где продаются камеры видеонаблю- дения, цена точно такого же объектива может быть существенно ниже, порядка 10 евро. июнь – июль 2019 www.secuteck.ru МАШИННОЕ ЗРЕНИЕ В И Д Е О Н А Б Л Ю Д Е Н И Е 98 Максим Сорока Генеральный директор компании "Витэк-Автоматика" Рис. 1. Мобильная платформа Рис. 2. Видеорегистратор GoPro Машинное зрение и современные вычислительные платформы: примеры расширения функционала систем визуализации За последние 2–3 года произошло качественное обновление технологий и компонен- тов, используемых в производстве камер для машинного зрения. Если несколько лет назад базовым для камер было разрешение VGA (640x480), а разрешение FullHD (1920x1080) использовалось только в продвинутых приложениях, то сегодня FullHD стало популярным решением и все чаще находят примение камеры с 4К (примерно 4000x3000) и большим разрешением. При этом не нужно забывать, что увеличение разрешения влечет за собой рост объемов получаемых данных в квадрате. Поэтому воспользоваться в полной мере новыми функциональными возможностями современ- ных камер можно только в сочетании с новыми же технологиями передачи и обра- ботки данных, реализованными во встраиваемых системах и облачных вычислениях