Антидизеринг что это такое
Детекция (обнаружение) движения
Меню детекции движения содержит следующие пункты:
Тип события (Event type): выберите тип детекции движения из раскрывающегося списка.
Время реле (Latch): параметр задачи временного интервала для активации тревоги (от 1 до 300 сек).
Диапазон (Region): нажмите кнопку выбора для установки зоны обнаружения движения. В открывшимся диалоговом окне появятся 396 квадратов, отвечающих за матрицу обнаружения. Квадрат с зеленым контуром показывает текущее положение курсора, темно-розовая заливка квадрата показывает области обнаружения детекции, а черная заливка – об отсутствии обнаружения движения в данном квадрате. Выбирая и нажимая на квадраты левой клавишей мыши можно построить свою зону обнаружения. Для выбора зон с помощью пульта дистанционного управления или передней панели видеорегистратора, используйте клавишу Fn. Для выхода из диалогового окна Диапазон нажмите клавишу Enter, Esc или правую клавишу мыши.
Чувствительн. (Sensitivity): система поддерживает 6 уровней чувствительности обнаружения движения. Уровень 1 имеет наименьшую чувствительность, а уровень 6, соответственно, наибольшую.
Сообщение (Show message): при активации данной функции осуществляется показ на экране всплывающего тревожного сообщения.
Тревога по сети (Alarm upload): если включена данная функция, то осуществляется оповещение сигналом тревоги по сети.
E—mail (Send Email): система оповестит вас про обнаружение движения при помощи тревожного электронного письма.
PTZ (PTZ activation): если включена и настроена данная функция, то по сигналу тревоги, PTZ-устройства (роботизированные камеры) начнут движение и съемку области тревоги. В данном пункте можно задать различные условия предустановок движения камер.
Врем. интервал (Period): функция определения настроек для детекции движения в рабочие и нерабочие дни и часы.
Антидизеринг (Anti-dither): настройка времени антидизеринга (время активности тревожного события).
Выход трев. (Alarm output): активация периферийных устройств сигнализации при возникновении тревоги.
Обход (Tour): поочередный вывод на экран выбранных каналов при поступлении сигнала тревоги.
Зуммер (Buzzer): активация функции звукового сигнала при возникновения сигнала тревога.
Дизеринг: зашумляем сигнал, чтобы улучшить его
Введение
В первой части этой серии статей мы рассмотрим теоретическую сторону дизеринга, немного истории и применение его к 1D-сигналам и дискретизации. Я попытаюсь провести частотный анализ ошибок дискретизации и расскажу о том, как дизеринг помогает их исправить. В основном это будет теоретическая статья, поэтому если вам интересны более практические применения, то ждите следующих частей.
Блокнот Mathematica для воспроизведения результатов можно найти здесь, а pdf-версия находится здесь.
Что такое дизеринг?
Дизеринг (Dithering) можно описать как намеренное/осознанное внесение в сигнал шума для предотвращения ошибок большого масштаба/низкого разрешения, возникающих вследствие дискретизации или субдискретизации.
Если вы когда-нибудь работали с:
Однако я обнаружил в Википедии довольно удивительный факт о том, как впервые был определён и использован дизеринг:
— Кен Полманн, Principles of Digital Audio
Это вдохновляющий и интересный исторический факт и мне понятно, почему он позволяет избегать отклонений в вычислениях и резонансах, случайным образом разрушая циклы обратной связи механической вибрации.
Но хватит истории, давайте для начала рассмотрим процесс дизеринга в 1D-сигналах, например, в аудио.
Дискретизация дизерингом постоянного сигнала
Мы начнём с анализа самого скучного в мире сигнала — постоянного сигнала. Если вы знаете немного о цифровой обработке сигналов, связанных со звуком, то можете сказать: но ты же обещал рассмотреть аудио, а в звуке по определению нет постоянной составляющей! (Более того, и в ПО, и в оборудовании обработки звука намеренно устраняется так называемый сдвиг постоянной составляющей (DC offset).)
Это правда, и вскоре мы рассмотрим более сложные функции, но начнём мы сначала.
Представьте, что мы выполняем 1-битную дискретизацию нормализованного сигнала с плавающей запятой. Это значит, что мы имеем дело только с конечными двоичными значениями, 0 или 1.
Если сигнал равен 0,3, то простое округление без дизеринга будет самой скучной функцией — просто нулём!
Погрешность тоже постоянна и равна 0,3, следовательно, и средняя погрешность равна 0,3. Это означает, что мы внесли довольно большое отклонение в сигнал и полностью потеряли информацию исходного сигнала.
Мы можем попробовать выполнить дизеринг этого сигнала и посмотреть на результаты.
Дизеринг в этом случае (при использовании функции округления) просто применяет обычный случайный белый шум (случайное значение для каждого элемента, что создаёт равномерный спектр шума) и прибавляет в сигнал перед дискретизацией случайное в интервале (-0.5, 0.5).
quantizedDitheredSignal =
Round[constantSignalValue + RandomReal[] – 0.5] & /@ Range[sampleCount];
Здесь сложно что-то увидеть, теперь результат дискретизации — это просто набор случайных единиц и нулей. С (ожидаемо) большим количеством нулей. Сам по себе этот сигнал не особо интересен, однако довольно интересен график погрешностей и средняя погрешность.
Итак, как мы и ожидали, погрешность тоже варьируется, но пугает то, что погрешность иногда стала больше (абсолютное значение 0,7)! То есть максимальная погрешность к сожалению стала хуже, однако средний шум имеет значение:
Намного лучше, чем первоначальная погрешность в 0,3. При значительно большом количестве сэмплов эта погрешность будет стремиться к нулю (к пределу). Итак, погрешность постоянной составляющей стала намного меньше, но давайте взглянем на частотный график всех погрешностей.
Красный график/всплеск = частотный спектр погрешности при отсутствии дизеринга (постоянный сигнал без частот). Чёрный — с дизерингом при помощи белого шума.
Всё становится интереснее! Это демонстрирует первый вывод из этого поста — дизеринг распределяет погрешность/отклонение дискретизации среди множества частот.
В следующем разделе мы узнаем, как это нам поможет.
Частотная чувствительность и низкочастотная фильтрация
Выше мы наблюдали за дизерингом дискретизированного постоянного сигнала:
Более того, наши медиаустройства становятся всё лучше и лучше, обеспечивая большую избыточную дискретизацию (oversampling). Например, в случае телевизоров и мониторов у нас есть технология «retina» и 4K-дисплеи (на которых невозможно разглядеть отдельный пиксель), в области звука мы используем форматы файлов с дискретизацией не менее 44 кГц даже для дешёвых динамиков, которые часто не могут воспроизводить больше, чем 5-10 кГц.
Это значит, что мы можем аппроксимировать воспринимаемый внешний вид сигнала, выполнив его низкочастотную фильтрацию. На графике я выполнил низкочастотную фильтрацию (заполнение нулями слева — это «нарастание»):
Красный — желаемый недискретизированный сигнал. Зелёный — дискретизированный сигнал с дизерингом. Синий — низкочастотный фильтр этого сигнала.
Сигнал начинает выглядеть гораздо более близким к исходной, недискретизированной функции!
К сожалению, мы начинаем видеть низкие частоты, которые очень заметны и отсутствуют в исходном сигнале. В третьей части серии мы попробуем исправить при помощи синего шума. А пока вот как график может выглядеть с функцией псевдо-шума, имеющей содержимое с гораздо меньшей частотой:
Это возможно, потому что наша псевдослучайная последовательность имеет следующий спектр частот:
Но давайте закончим рассматривать простые, постоянные функции. Взглянем на синусоиду (если вы знакомы с теоремой Фурье, то знаете, что она является строительным блоком любого периодического сигнала!).
Дискретизация синусоиды
Если мы дискретизируем синусоиду 1-битной дискретизацией, то получим простой прямоугольный сигнал.
Прямоугольный сигнал довольно интересен, потому что включает в себя и базовую частоту, и нечётные гармоники.
Это интересное свойство, которое активно используется в аналоговых субтрактивных синтезаторах для создания звучания полых/медных инструментов. Субтрактивный синтез берёт сложный, гармонически богатый звук и фильтрует его, устраняя некоторые частоты (параметры фильтра варьируются со временем), чтобы придать звукам нужную форму.
Спектр частот прямоугольного сигнала:
Но в этом посте нас больше интересую погрешности дискретизации! Давайте создадим график погрешности, а также спектр частот погрешности:
В этом случае ситуация гораздо лучше — средняя погрешность близка к нулю! К сожалению, у нас по-прежнему присутствует множество нежелательных низких частот, очень близких к нашей основной частоте (нечётных множителей с уменьшающейся величиной). Это явление называется алиасингом или шумом дизеринта — возникают частоты, отсутствовавшие в исходном сигнале, и они имеют довольно большие величины.
Даже низкочастотная фильтрация не сможет значительно помочь сигналу. Погрешность имеет очень много низких частот:
Дискретизированная синусоида с низкочастотной фильтрацией
Погрешность дискретизированной синусоиды с низкочастотной фильтрацией
Давайте взглянем, как меняется ситуация при добавлении дизеринга. На первый взгляд, улучшений почти нет:
Однако если мы рассмотрим это как изображение, то оно начинает выглядеть лучше:
Заметьте, что погрешности дискретизации снова распределены среди различных частот:
Выглядит очень многообещающе! Особенно учитывая то, что теперь мы можем попробовать выполнить фильтрацию:
Это немного искажённая синусоида, но она выглядит намного ближе к исходной, чем версия без дизеринга, за исключением фазового сдвига, внесённого асимметричным фильтром (я не буду объяснять этого здесь; скажу только, что проблему можно устранить, применив симметричные фильтры):
Красный — исходная синусоида. Зелёный — подвергнутый низкочастотной фильтрации сигнал без дизеринга. Синий — подвергнутый низкочастотной фильтрации сигнал с дизерингом.
Графики обеих погрешностей численно подтверждают, что погрешность намного меньше:
Красный — погрешность подвергнутого низкочастотной фильтрации сигнала без дизеринга. Синий — погрешность подвергнутого низкочастотной фильтрации сигнала с дизерингом.
Наконец, давайте вкратце рассмотрим сигнал с более качественной функцией дизеринга, содержащей только высокие частоты:
Верхнее изображение — функция белого шума. Нижнее изображение — функция, содержащая более высокие частоты.
Версия с низкочастотной фильтрацией, дизерингом и улучшенной функцией — почти идеальные результаты, если не учитывать фазовый сдвиг, вызванный фильтром!
И наконец, сравнение всех трёх спектров погрешностей:
Красный — спектр погрешности дискретизации без дизеринга. Чёрный — спектр погрешности дискретизации с дизерингом белым шумом. Синий — спектр погрешности дискретизации с дизерингом с более высокими частотами.
На этом первая часть серии заканчивается. Основные выводы:
Как настроить Smart-функции обнаружения событий оборудования Dahua
Оглавление
В этой статье мы рассмотрим Smart события, которые встречаются на оборудовании Dahua на примере камеры, и предложим настройку и применение каждого по отдельности. Разумеется структура меню и реализация функций может отличаться не только между камерами и регистраторами, но и между моделями одного класса и даже от прошивки, но принцип настройки един.
И так, что же такое «Smart события»? Если перевести дословно или поискать в интернете мы найдем что это — интеллектуальный детектор по событию. Smart детектор применяется для записи только полезных событий по особым правилам. Существует как минимум десять стандартных правил таких как: пересечение линии, вторжение в зону, аудио детектор, расфокусировка объектива, изменение сцены кадра, вход в зону, выход из зоны, детекция лиц, обнаружение оставленных предметов, обнаружение пропавших объектов.
Теперь рассмотрим меню «Настройки».
1. Видео события:
1.1 Обнаружение движения (Motion Detection)
1.3 Изменение сцены (Scene Changing)
1.1. Обнаружение Движения
Функция позволяет настроить регион (или несколько регионов), в котором(ых) нужно будет определять движение объектов.
Например: есть задача активировать запись по детектору движения, для экономии емкости на жестком диске или по другим причинам.
Рассмотрим процесс включения функции на веб-интерфейсе камеры (Рис. 1):
Рассмотрим пункты в настройках:
«Вкл.» — включение/выключение функции.
«Расписание» — настройка графика (расписания) работы функции.
«Антидизеринг» — период, в котором функция сработает один раз. Значение находится в диапазоне от 0 до 100 секунд.
«Область» — настройка нескольких зон (областей), чувствительности, порога интенсивности.
«Запись» — включение/отключение записи по детектору движения.
«Трев. выход» — включение/отключение реле (тревожного выхода).
«Снимок» — скриншот по событию.
Как настроить область срабатывания датчика (Рис. 2):
Заходим в настройки области, выбираем и рисуем нужные области, выставляем нужную чувствительность и порог, сохраняем.
Чувствительность – значение при помощи которого настраивается срабатывание детектора. (макс. чувствительность будет реагировать на все объекты: мелкие и крупные; мин. чувствительность будет реагировать только на крупные объекты).
Порог интенсивности — это отношение размера двигающегося объекта по сравнению с общим размером изображения. Низкое значение шкалы означает высокую чувствительность. 1% это высочайшая чувствительность.
1.2. Закрытие объектива
Функция позволяет предотвратить закрытие (заслонение) объектива сторонними предметами. При этом, есть возможность начать запись, отправить сигнал тревоги, отправить уведомление на почту.
Например: Кто-то закрывает камеру, либо закрашивает.
Рассмотрим процесс включения функции на веб-интерфейсе камеры (Рис. 3):
Рассмотрим пункты в настройках:
«Вкл.» — включение/выключение функции.
«Расписание» — настройка графика (расписания) работы функции.
«Запись» — включение/отключение записи по детектору движения.
«Трев. выход» — включение/отключение реле (тревожного выхода).
«Email» — включение/отключение отправки уведомления на почту.
«Снимок» — скриншот по событию.
1.3. Изменение сцены
Функция позволяет предотвратить изменение кадра, либо же сцены камеры. При этом, есть возможность начать запись, отправить сигнал тревоги, отправить уведомление на почту.
Например: камеру повернули, либо сбили с места осмотра.
Рассмотрим процесс включения функции на веб-интерфейсе камеры (Рис. 4):
Рассмотрим пункты в настройках:
«Вкл.» — включение/выключение функции.
«Расписание» — настройка графика (расписания) работы функции.
«Запись» — включение/отключение записи по детектору движения.
«Трев. выход» — включение/отключение реле (тревожного выхода).
«Email» — включение/отключение отправки уведомления на почту.
«Снимок» — скриншот по событию.
2. Аудиодетекция (Audio Detection)
Функция позволяет настроить срабатывание тревоги на ненормальное входное аудио. Она может активировать запись, моментальный снимок, отправку уведомления и сигнал тревоги.
Рассмотрим пункты в настройках:
«Вкл.» — включение/выключение функции.
«Расписание» — настройка графика (расписания) работы функции.
«Антидизеринг» — период, в котором функция сработает один раз. Значение находится в диапазоне от 0 до 100 секунд.
«Область» — настройка нескольких зон (областей), чувствительности, порога интенсивности.
«Запись» — включение/отключение записи по детектору движения.
«Трев. выход» — включение/отключение реле (тревожного выхода).
«Email» — включение/отключение отправки уведомления на почту.
«Снимок» — скриншот по событию.
3. Схема (Smart Plan)
Рассмотрим предназначение данного раздела:
Функция предназначена для перевода камеры в выбранный режим рабо ты. При этом, выбрав одну функцию – остальные IVS функции не работают в данной камере!
3.1. Распознавание (Face Detection) — Функция позволяет переключить камеру в режим детектирования лица в кадре. Например, когда в запретную зону входит человек.
3.2. Тепловая карта (Heat Map) — Переводит камеру в статистику наблюдения за теплом, которая может сформировать отчет.
3.3. Видеоаналитика (IVS) — Позволяет переключить камеру только в режим аналитики (пересечение линии, контроль области, оставленные предметы, пропавшие предметы).
3.4. Подсчет людей (People Counting) — переводит камеру в режим функции, которая позволяет сделать статистику входа и выхода людей в конкретную область и она выводит данные статистики.
3.1. Обнаружение лиц
Функция позволяет детектировать лицо в кадре. Например, когда в запретную зону входит человек.
Обратите внимание: данная функция реагирует на присутствие человеческого лица в кадре, но не выполняет распознавание личности.
Важно соблюдать требования к установке камеры:
Горизонтальное расстояние между камерой и целью мониторинга равно d (м), высота установки камеры h (м), угол наклона камеры равен α (градус) (это угол между направлением наблюдения камеры и горизонтальной поверхностью). Вы можете обратиться к следующей таблице параметров:
Если фактическая ситуация не соответствует параметрам, рекомендованным в таблице выше, вы можете обратиться к таблице ниже. Выберите наиболее подходящую конфигурацию параметров, если она может гарантировать, что область лица больше 150 x 150 пикселей (он может достигать 200 x 200 в идеале) в 1080P.
Рассмотрим настройки функции:
Вкл. (Enable) – отвечает за включение/выключение функции.
Расписание [Настройки] – позволяет настроить работу системы в определенное время суток.
Обработка лиц (Face Enhancement) – то есть «Улучшение лица», чтобы улучшить изображение лица.
Запись – настройка длительности записи видео, по событию обнаружения лица.
Трев. Выход – отвечает за реакцию тревожного выхода (реле) на событие.
Email – включает отправку уведомления на почту, по распознанному лицу.
Снимок – включает отправку снимка, по событию. Включает в себя настройку нескольких параметров:
Snap Face Image (моментальный снимок образа лица):
Face – снимок лица.
One-inch photo – одно дюймовая фотография приблизительно 2,54 мм.
Upper Body – верхняя часть туловища.
Full Body – полноростовая фигура.
Snap Mode (режим моментального снимка):
Instant Snap – текущий моментальный снимок.
Optimized Snap – оптимизированный моментальный снимок.
3.2. Тепловая карта (Heat Map)
Тепловая карта создает статистику наблюдения за теплом, которая может быть сформирована в отчет. Цветовой диапазон — от синего до красного, при этом синий означает минимальное значение тепла; красный означает максимальное значение тепла. Исходные данные тепловой карты будут удалены, если отражение, угол обзора изменится.
Отчет выводится в виде изображения. Либо же можно экспортировать в файле *.bmp
3.3. «Видеоаналитика»
Мы имеем возможность настраивать ряд Smart-функций для выполнения более узконаправленных задач.
3.3.1. Пересечение линии
Одна из базовых функций, довольно широко распространенных.
На скриншоте ниже показаны все пункты, которые потребуются для того, чтобы активировать и настроить данную функцию.
Шаг 1. После того, как в разделе «видеоаналитика» Вы добавили правило, значком зеленого плюса (добавление смарт-функции).
Шаг 2. В настройке расписания необходимо установить дни и время срабатывания функции.
Шаг 3. В меню рисования области контроля Вы можете нарисовать область контроля, нажав кнопку «правила» можете нарисовать линию (и не одну), пересечение которой будет активировать тревогу.
Предупреждение! Панель «Рисование области контроля» позволяет задать максимальный и минимальный размер объекта, на который среагирует камера. Эта панель одинаково работает на всех смарт-функциях Dahua, где она присутствует.
Для сохранения изменений в настройках достаточно нажать «Сохранить»
3.3.2. Контроль области
Функция предназначена для установки определенной зоны контроля и детекции нахождения в ней посторонних объектов.
От предыдущего пункта отличие лишь в том, что нужно будет нарисовать не линию, а замкнутую область, и настроить «тревожное действие для этой области» (появление или пересечение).
В остальном настройка абсолютна идентична предыдущему пункту.
3.3.3. Оставленный предмет
В заданной зоне контроля будет отслеживаться появление новых объектов. И если объект будет находится в заданной зоне больше какого-то времени, камера подаст сигнал тревоги. Ниже представлен скриншот меню настройки этой функции. Настройка минимально отличается от настройки в п.3.3.1.
3.3.4. Пропавшие предметы
Функция противоположна предыдущей по схеме работы – отслеживает пропажу предмета из заданной зоны контроля. При этом интерфейс настройки будет абсолютно аналогичный предыдущему пункту.
3.4. Подсчет людей
Еще одна из распространённых функций в smart-камерах.
Логика работы понятна из названия – подсчет людей, которые пересекают опрелённую зону контроля.
На скриншоте ниже показаны основные моменты по настройке функций данного пункта.
Использование этой функции подразумевает определённые требования к установке самой камеры.
Требования к высоте:
Требования к ширине:
Рекомендуется, чтобы ширина выхода и входа была в пределах 3 метров, если ширина превышает рекомендуется установить несколько камер.
Требования к установке на потолке:
Устройство должно быть установлено прямо над входом и выходом, где угол составляет 90° по вертикали. Нужно настроить фокусное расстояние для вариационного устройства:
4. Тревожный вход/выход
Меню предназначено для настройки срабатывания тревожного реле. Основные пункты по настройке показаны ниже.
Как видно из (Рис.16), в этом меню так же, как и ранее, можно настроить запись, снимок, задержку по времени на тревожный выход.