Analtica de Video
ANALTICA DE VIDEO
ANALTICA DE VIDEO
El video anlisis o analtica de vdeoes una tecnologa que combina
software de anlisis con un sistema de CCTV elevando las
prestaciones de un sistema convencional de visualizacin de cmaras
de seguridad.Se usa para analizar seales de video, extraer y
procesar datos especficos, comportamientos o actitudes, para
generar una reaccin de acuerdo a las alarmas entregadas por el
sistema.Los algoritmos de software se realizan con la ayuda de
procesadores dentro de un PC, o en alguna plataforma integrada con
cmaras de video, dispositivos de grabacin y procesamiento de seal
de video digital especializados.
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El sistema se parametriza para analizar las imgenes y generar
eventos o alarmas en funcin de distintos parmetros. Estas alarmas
son enviadas a la Central Receptora para que comprueben la situacin
y ejecuten las acciones propuestas en el protocolo de accin: avisar
por telfono al propietario, a las fuerzas de seguridad, enviar un
mail o un aviso, o descartar el evento.ANALTICA DE VIDEO
La analtica de videopermite identificary monitorear
automticamente y conprecisin, el anlisis de las imgenesde CCTV o
video IP a travs de parmetros dedatos, ofreciendo una
herramientaadicional a una Central de Monitoreo. Adems, le
permitecapturar estadsticas de patronesde comportamiento de
personas oclientes en un negocio, as como estadsticas valiosas.La
analtica de vdeopuede ayudar, tambin, a los operadores en sus
tareas de vigilancia, ayudndolos a centrar su atencin en los
momentos correctos. Sirve para eliminar todo el material al que los
operadores no tienen por qu prestar atencin, permitindoles
reaccionar rpido cuando ocurre algo.
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Los algoritmos de video se integran con la seal de video y son
conocidos como Sistemas de video inteligente que funcionan en
servidores con la ayuda de un software especfico. Tambin se pueden
integrar en chips (DSP) Procesadores Digitales de Seal, que
funcionan integrados en cmaras IP o encoders. La tecnologa puede
evaluar los contenidos de la seal de video para determinar la
informacin especifica acerca del contenido.
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La analtica de video se utiliza en una variedad de aplicaciones
de seguridad pblica, reduccin de mermas y distribucin de
inteligencia operacional a travs de varios mercados verticales. Al
mejorar las soluciones tradicionales de administracin de video, la
analtica de video disminuye el tiempo y el riesgo asociados con la
revisin humana y brinda alertas e informes oportunos sobre las
actividades relevantes, al tiempo que realiza revisiones de
registros de seal video de manera rpida y precisa.
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En el mundo esta tecnologa ha venido creciendo en varios
sectores incluyendo el Retail, Almacenes de cadena, Aeropuertos,
Puertos martimos y terrestres, Fronteras, Peajes, Bancos, Sector
Financiero, Fbricas, Oil & Gas, Food & Beverage y en el
sector de la Salud, Educacin, Transporte y Gobierno. La tecnologa
de video analtica mejora la efectividad de la seguridad de una
manera ms inteligente, rpida y eficiente.
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ObjetivosAumentar la seguridad escolar. Coordinar respuestas de
emergencia. Reducir el dao a la propiedad. Reducir el
gasto.Aumentar la seguridad pblica. Acelerar la respuesta ante una
emergencia. Reducir el crimen. Reducir las mermas.
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Mejorar la calidad de vida de los clientes.Disminuir las
amenazas contra la seguridad. Mejorar el control de la calidad.
Reducir los robos. Evaluar el rendimiento del personal.Aumentar la
frecuencia de los viajes de los clientes. Mejorar la experiencia de
servicio al cliente.Garantizar el cumplimiento de los
procedimientos.
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FuncionesIdentificar actividades tales como pintura por
pulverizacin, roturas de ventanas y vandalismo. Identificar bolsos
u objetos sospechosos que hayan quedado abandonados. Estar alerta
frente a objetos que bloqueen las salidas de emergencia.Identificar
merodeos o vandalismo en parques, calles y edificios.Enviar avisos
automticos por correo electrnico y fotos instantneas a primeros en
responder.
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Comprender el flujo y la densidad del trfico por las calles y
carreteras de una ciudad. Identificar zonas peatonales
concurridas.Supervisar y controlar filas en mostradores de
servicios gubernamentales. Identificar objetos sospechosos o
vehculos detenidos. Filtrar das de video en segundos mediante
bsquedas inteligentes.
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Recibir notificaciones de objetos desatendidos. Identificar
objetos que bloquean las salidas de emergencia. Hacer cumplir las
actividades de atencin del paciente que correspondan en clnicas y
hospitales. Estar alerta frente al ingreso de personas en reas
restringidas. Activar acciones automticas (por ejemplo, bloquear
puertas, encender luces, etc.)
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Identificar actividades irregulares en una cadena de produccin.
Estar alerta frente a ingresos en obras de construccin en horarios
no laborales. Estar alerta frente a merodeos en zonas especficas.
Recibir alertas si se retiran equipos.Identificar vehculos o
paquetes sospechosos.Contar las personas que entran a una tienda.
Evaluar los patrones de flujo de trfico por pasillo, vitrina u
otras reas.
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Generar informes a pedido para evaluar el tiempo de permanencia,
la ocupacin, la densidad, etc. Estar alerta frente a la presencia
de clientes en la caja registradora. Identificar actividades fuera
del horario laboral. Identificar comportamientos de compras
sospechosos. Estar alerta frente a merodeos en zonas de robos de
alto riesgo. Hacer cumplir los procedimientos de alarma de la
vigilancia electrnica de artculos. Detectar el retiro de artculos
de mucho valor.
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Identificar objetos sospechosos abandonados en una calle, en un
ferrocarril o en las plataformas de trnsito u otras reas de alto
riesgo. Recibir notificacin de objetos que bloquean los corredores
o las puertas de emergencia. Identificar horas y lugares de viaje
ms congestionados. Comprender el flujo de pasajeros y los patrones
de permanencia. Evaluar la ocupacin de pasajeros. Estar alerta
frente a personas sobre los rieles del tren o en zonas
restringidas. Identificar a personas o coches que se abren paso en
direccin opuesta a un grupo de personas o por una calle.ANALTICA DE
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ArquitecturaExisten varios tipos y arquitecturas de soluciones
de anlisis de vdeo, cada una con sus ventajas y desventajas. Los
principales fabricantes del mercado ofrecen soluciones:Integradas
en los dispositivos IP (codificadores o cmaras)Con anlisis de video
hecho en servidores. Soluciones hbridas, llamadas distribuidas
(embedded + servidor).ANALTICA DE VIDEO
Soluciones Incorporadas (Embedded)Estas son las soluciones donde
se realiza el anlisis de video en la cmara IP o codificador (cmaras
analgicas). Donde la imagen capturada (pura) es analizada por el
procesador del dispositivo de borde.El dispositivo tambin comprueba
si se ha roto alguna de las reglas, y segn el caso, advierte al
operador en el sistema de vigilancia de video.
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Soluciones Incorporadas (Embedded)Estas soluciones son
tpicamente proporcionadas por los fabricantes de cmaras IP y
codificadores.Las Sistemas Integrados son los preferidos para las
soluciones de anlisis de video, especialmente en proyectos de
cientos de cmaras, ya que necesitan una menor cantidad de
servidores, toman menos procesamiento y memoria de los servidores,
menor ancho de banda de la red.
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Soluciones Incorporadas (Embedded)Pueden realizar varios tipos
de reglas, como la deteccin de personas, vehculos y objetos a travs
de lneas virtuales, objetos que aparecen o desaparecen, conteo y
flujo, etc.Sin embargo, el procesamiento de las cmaras IP permite
realizar simultneamente slo 2 o 3 reglas y no permite realizar
algoritmos ms complejos, como son la deteccin de humo/fuego,
reconocimiento facial y OCR (Reconocimiento ptico de caracteres)
tales como el reconocimiento de placas o contenedores martimos.
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Soluciones Incorporadas (Embedded)VentajasDisminucin de los
requisitos de ancho de banda y almacenamiento = Importantes ahorros
en los costosLa incorporacin de analtica en dispositivos en la
periferia de la red permite el procesamiento de la alimentacin de
video que se produce en la periferia. Luego, los usuarios finales
pueden optar por enviar slo los datos significativos al servidor.
Esto disminuye los requisitos de ancho de banda y almacenamiento,
lo que genera importantes ahorros en los costos.
Reduccin de costos de adquisicin y mantenimiento
La incorporacin de analtica en dispositivos en la periferia de
la red implica una gran reduccin de los costos de hardware del
servidor, lo que disminuye notablemente los costos de adquisicin.
Adems, con menos hardware, disminuyen los requisitos de
mantenimiento y de espacio, lo que genera una reduccin del costo
total de propiedad.
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Soluciones Incorporadas (Embedded)DesventajasPotencia de
procesamiento limitada = Precisin reducida
La principal desventaja de la analtica en la periferia es la
potencia de procesamiento limitada de los DSP rentables. Muchos
algoritmos de analtica de video de alta calidad requieren gran
espacio y la mayora de los DSP no tienen la memoria y la potencia
de procesamiento suficientes como para ejecutarlos correctamente.
La potencia de procesamiento reducida disminuye la precisin de la
analtica, lo que puede generar un incremento de las alertas
falsas.
Configuracin que consume mucha mano de obra
Otra desventaja de la incorporacin de analtica en codificadores,
hardware de cmaras o DSP es el hecho de que cada dispositivo debe
ser configurado de manera individual. Esto incrementa el tiempo de
instalacin y genera costos inesperados.
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Soluciones de servidorEn este caso, las imgenes de las cmaras IP
y los codificadores, adems de ser enviadas al servidor de grabacin
y las estaciones de monitoreo, se enva a los servidores de Anlisis.
Estos servidores analizan las imgenes de varias cmaras
simultneamente y aplicarn diferentes reglas. Si se detecta un
incidente, el sistema advierte a los operadores.
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Soluciones de servidorEstas soluciones son tpicamente
proporcionadas por los desarrolladores del software de
monitoreo.Estos son los preferidos principalmente para soluciones
pequeas y medianas, hasta 32 cmaras. Soluciones integradas en los
servidores permiten realizar todos los posibles algoritmos
(reconocimiento facial, placas, etc.) al mismo tiempo. ANALTICA DE
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Soluciones de servidorEl lmite de las cmaras y los algoritmos
dependen slo de la configuracin del servidor (procesador y RAM), lo
cual limita la capacidad de anlisis a una cierta cantidad de
canales. Esta solucin no se recomienda para sistemas que contengan
cientos de cmaras, puesto que depender de una gran cantidad de
servidores.
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Soluciones de servidorAdems, aumenta el ancho de banda consumido
ya que las imgenes de las cmaras se analizan en los servidores.Otra
desventaja es que el anlisis no es realizado sobre la seal de video
puro, sino despus del proceso de compresin y descompresin, es
decir, cuando puede haber prdidas y ruido en la seal. Lo anterior
puede generar falsas alarmas.
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Soluciones hbridasLas soluciones hbridas son la grande tendencia
del mercado. En estos, las cmaras IP y los codificadores realizan
la anlisis de vdeo por encima de la imagen pura, y envan metadatos
(informaciones y resultados de la anlisis en tiempo real) a un
servidor, que indica si los objetos, personas o vehculos rompieron
algunas de las reglas.Estas soluciones evitan el consumo de ancho
de banda (se usa slo para los metadatos), permite el uso de todos
los algoritmos e incluso ilimitados. Un servidor de anlisis de vdeo
hbrido puede soportar cientos de cmaras, ya que el procesamiento y
la memoria no son consumidos para la anlisis de video.
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Soluciones hbridasEste tipo de soluciones es ofrecido por los
fabricantes de software de monitoreo de video y por algunas
empresas dedicadas a la elaboracin de anlisis de vdeo.Adems de
todas estas ventajas, el almacenamiento de metadatos permite la
bsqueda de vdeo forense. El nico inconveniente es que las
soluciones hbridas no se pueden emplear para reconocimiento de
placas y contenedores, ni para el reconocimiento de caras.
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Soluciones hbridasBsqueda de vdeo forenseEl almacenamiento de
metadatos generados en la solucin hbrida en bases de datos, permite
realizar bsquedas de eventos e incidentes ocurridos en el pasado.La
bsqueda de video puede generarse por diversos tipos de filtros,
tales como:Tipo de blanco: persona, vehculo, objetoTipo de
incidente: aparece, desaparece, contando, lnea virtual, etc..Color
de lo que se buscaTiempoVelocidadTamaorea de la imagen
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Soluciones hbridasBsqueda de vdeo forensePor lo tanto, es
posible encontrar por ejemplo, un vehculo rojo pequeo en un horario
y da especficos. O un adulto usando una camisa verde caminando de
un lado de la acera.El principal objetivo de la bsqueda forense, es
la reduccin del tiempo requerido para la bsqueda de un incidente.
Esta solucin es ms que esencial en los sistemas con cientos de
cmaras.
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MetadatosLos metadatos son datos altamente estructurados que
describen informacin, describen el contenido, la calidad, la
condicin y otras caractersticas de los datos. Es "Informacin sobre
informacin" o "datos sobre los datos". Algunos ejemplos de
informacin que se puede describir usando metadatos son: impresa,
audiovisual, geoespacial, etc.El trmino metadatos describe varios
atributos de los objetos de informacin y les otorga significado,
contexto y organizacin.
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TIPOS DE METADATOS Y SUS FUNCIONESCon fines prcticos, los tipos
y funciones de los metadatos pueden clasificarse en tres amplias
categoras: descriptivos, estructurales y administrativos. Estas
categoras no siempre tienen lmites bien definidos y con frecuencia
presentan un significativo nivel de superposicin. Por ejemplo, los
metadatos administrativos pueden incluir una amplia gama de
informacin que podra ser considerada como metadatos descriptivos y
estructurales.
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FUNCIONES
Organizar y mantener el caudal del conjunto de datos de una
organizacin.Proporcionar informacin para catlogos de datos y
centros de distribucin de metadatos.Proveer informacin necesaria
para interpretar y procesar datos transferidos por otra
organizacin.Proporcionar una descripcin de una entidad de
informacin junto con otra informacin necesaria para su manejo y
preservacin.Proporcionar los puntos de acceso a esa
descripcin.Codificar esa descripcin.ANALTICA DE VIDEO
ProcesoHay tres criterios importantes que permiten determinar si
un sistema, dispositivo o solucin es realmente inteligente:
En primer lugar, debe ser una aplicacin de la inteligencia
artificial, especficamente de la visin artificial. Esto es
importante ya que la visin artificial, la ciencia que ensea a un
computador a ver, es el fundamento de todos los sistemas basados en
la visin que son realmente inteligentes.En segundo lugar, el
software debe ser capaz de separar de forma precisa y confiable los
objetos del primer plano de los del fondo. Esto es relevante porque
un sistema realmente inteligente es aquel que puede interpretar e
informar sobre eventos reales, no solamente reaccionar al
movimiento.
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En tercer lugar, el sistema debe poder proporcionar al usuario
informacin importante sobre estos eventos, en ltimo trmino, en
forma de metadatos una completa descripcin de todo lo que est
pasando dentro de la escena en cada momento. Esto es importante
porque estos datos proporcionan al usuario las bases para realizar
una bsqueda altamente eficiente y le permiten aprovechar la
infraestructura de video para obtener informacin valiosa para su
empresa.
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1. calibracin2. Clasificacin3. Eleccin de filtro4. Prueba de
funcionamiento
Reglas de precisin1. Ubicacin de la cmara2. Condiciones de
iluminacin3. Movimientos ambientalesFenmenos ambientales como el
viento, la lluvia, la luz solar y las sombras son detectados,
analizados y rechazados como eventos naturales inmateriales.4.
Seleccin de lentes y ngulos5. Profundidad de deteccin
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Factores de rendimiento ambientalesLos factores ambientales
ejercen una gran influencia sobre el rendimiento de prcticamente
todos los algoritmos de la analtica de video. Existen seis factores
ambientales generales:ngulo de la cmara:El ngulo de la cmara puede
influir sobre varios factores utilizados en la analtica de video,
incluidas la perspectiva, la oclusin y la segmentacin de
objetos.Distancia al objeto:El tamao de pxeles del objeto es un
elemento importante para la analtica de video. En general, la
analtica de video requiere un tamao de pxeles mnimo (por ejemplo,
15 15). A la inversa, si el tamao de pxeles de los objetos es
demasiado grande, puede distorsionar el rendimiento de la analtica
(por ejemplo, reflejar luz en la cmara).
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Factores de rendimiento ambientalesNivel de iluminacin:En
algunos casos la iluminacin puede influir sobre la analtica de
video. Primero, para que la analtica de video detecte los objetos,
es necesario que haya una iluminacin mnima (a menos que se utilicen
cmaras infrarrojas o trmicas). Segundo, los cambios abruptos en la
iluminacin (por ejemplo, la apertura de puertas) pueden causar
conclusiones falsas.Grado de actividad:El grado de actividad de un
entorno ejerce influencia sobre el rendimiento de la analtica de
video. En general, cuanto mayor sea el nivel de actividad, mayores
sern las conclusiones falsas generadas por el algoritmo de analtica
de video.
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Factores de rendimiento ambientalesClima:La volatilidad y los
cambios del clima (sol, lluvia, nieve, viento, rboles, nubes,
sombras, etc.) pueden generar conclusiones falsas para la analtica
de video, especialmente en entornos exteriores. El clima tambin
afecta la analtica de video en entornos interiores cuando hay
grandes ventanas y puertas de vidrio y las condiciones mencionadas
crean cambios en la escena captada por la cmara interna.Fondos:El
grado de cambio del fondo de una vista de la cmara puede afectar el
rendimiento de la analtica de video. Por ejemplo, si la vista de la
cmara incluye una escalera elctrica en constante movimiento, esto
podra generar conclusiones falsas y ser necesario considerar este
hecho al desarrollar o instalar la solucin.
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Factores de rendimiento informticosLos algoritmos de analtica de
video pueden variar considerablemente en la cantidad de potencia
informtica necesaria para su correcta ejecucin. Existen cinco
factores generales que afectan el rendimiento:Potencia de
procesamiento:Se requiere ms CPU para detectar objetos pequeos que
se mueven rpidamente. Esto se debe a que el motor necesita
ejecutarse a una alta resolucin (detectar objetos pequeos) y a una
alta velocidad de cuadros FPS (rastrear objetos rpidos).
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Factores de rendimiento informticosResolucin:En general, puede
grabar video a 4CIF y realizar anlisis a una cantidad de CIF que
ahorre CPU. Si desea detectar objetos muy pequeos, debe ejecutarlo
a 4CIF.Velocidad de cuadros:La mayora de los motores de analtica
necesitan entre 5 y 8 cuadros por segundo. Para rastrear objetos
mviles rpidos se requiere mayor cantidad de FPS. Incluso la
analtica de deteccin de objetos abandonados utiliza rastreo de
movimiento para reducir los falsos positivos.
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Factores de rendimiento informticosDisco duro:Si desea buscar a
travs de grabaciones analizadas (por ejemplo, objetos que se mueven
cerca de un automvil), deber almacenar los metadatos XML producidos
por el motor de analtica. En general, esto ocupa una cantidad
insignificante de disco duro.Memoria:En general, un motor de
analtica requiere una memoria adicional de 10 MB a 100 MB cuando se
ejecuta en una computadora. Mayores resoluciones necesitan ms
memoria.
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AplicacionesConteo de personas y vehculos.Cruce de lneas o
puertas, o regin geogrfica.Brecha perimetral/cerco virtual.
Deteccin de elementos abandonados. Clasificacin de objetos.
Deteccin de elementos eliminados. Determinar la situacin, velocidad
y direccin del movimiento.
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Identificar movimientos sospechosos de personas u objetos.La
deteccin y rastreo de movimiento.Reconocimiento facial.
Reconocimiento automatizado de placas vehiculares. Deteccin de
Direccin opuesta, Loitering o merodeo en un lugar prohibido durante
un lapso inusual.Detectar, rastrear y analizar la informacin para
identificar comportamientos especficos de personas y vehculos.
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Deteccin de detencin en reas restringidas.Monitoreo de
transacciones en un cajero automtico y punto de venta.Seguimiento
de objetos.Deteccin de movimiento en sentido contrario.Deteccin de
tiempo de permanencia en determinado lugar.Deteccin de alteracin o
fallo de la cmara.Deteccin de ingresos no autorizados.
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