قابلیت تشخیص انسان | Human Detection دوربین مداربسته

قابلیت تشخیص انسان دوربین مداربسته چیست؟

قابلیت تشخیص انسان در دوربین مدار بسته یک نوع قابلیت مبتنی بر هوش مصنوعی و پردازش تصویر است که در دوربین های مدار بسته پیشرفته تعبیه شده و بر اساس آن دوربین ها می توانند سریعا حضور انسان از سایر اجسام و اشیا متحرک دیگر مانند حیوان، خودرو، حرکت برگ درختان و … تفکیک کرده و شناسایی کند. در واقع بر اساس این عملکرد دقیق دوربین مدار بسته صرفا زمانی هشدار می دهد که انسان ها و حرکت و حضور آن ها را شناسایی می کند. چرا که عملکرد قابلیت تشخیص انسان در دوربین مدار بسته بدین صورت است که بر اساس تطبیق دادن و مطابقت داشتن با شکل و الگوی حرکت انسان کار می کند. 

تشخیص انسان با استفاده از  VMSها

تشخیص و تفکیک انسان با استفاده از نرم افزارها یا سیستم مدیریت تصاویر یا همان VMS ها نیز وجود دارد. تشخیص انسان با استفاده از Video management system بدین صورت است که با تکیه بر قابلیت های هوش مصنوعی و الگوریتم های یادگیری تصاویر و ویدئوهای دریافت و ضبط شده را تحلیل و آنالیز می کند. اما نکته و ویژگی مهم دیگر این است که این فرایند به صورت دو روش و مرحله مختلف و مهم انجام می گیرد که شامل موارد مهم زیر است:

تشخیص انسان به صورت دقیق

یکی از بهترین روش های دقیق و عالی برای تشخیص انسان با استفاده از مدیریت و سیستم مدیریت تصاویر یا سیستم نظارت تصویری VMS، استفاده از هوش مصنوعی و الگوریتم های تحلیل و پردازش تصویر است. در این روش علاوه بر تشخیص انسان بر اساس الگوی رفتاری و حرکتی انسان، ویژگی های دقیق تری مانند رنگ لباس، نوع فرم های مخصوص، جنسیت، حالت حرکت، یا حتی اشیایی که فرد حمل می کند را به صورت دقیق تشخیص داده و شناسایی می کند. در واقع عملکرد تشخیص انسان با هوش مصنوعی بدین صورت است که ویدئوهایی که توسط دوربین مدار بسته ضبط شده، به صورت فریم به فریم توسط VMS پردازش می شود.

سپس با تکیه بر مدل های یادگیری عمیق مختلف مانند YOLO، Faster R-CNN  یا EfficientDet و … تفاوت های بین اجسام و انسان و … از یک دیگر تفکیک شده و شناسایی می شوند. یکی دیگر از قابلیت ها و مزایای مهم این روش این است که برای کاهش خطا در این مرحله از tracking الگوریتمی مانند sort یا deep sort ترکیب می شود تا بتوان به صورت دقیق حضور چند فرد به صورت متوالی را نیز تشخیص داد. از این نوع روش و فناوری در کارگاه ها و کارخانجات بزرگ برای حضور و شناسایی افراد یک کارگاه یا خط تولید استفاده می شود تا بتوان به صورت دقیق تشخیص داد که یک کارگر با یک رنگ فرم مشخص مربوط به کدام مجموعه است؟

تشخیص انسان به براساس ابعاد تنظیم شده

روش دیگری که برای تشخیص انسان با استفاده از VMS وجود دارد، استفاده از یک الگوی مشخص شده و با ابعاد تنظیم شده است. این روش در مقایسه با هوش مصنوعی یک روش ساده تر است و ممکن است دقت کم تری هم داشته باشد. در واقع عملکرد بر اساس این روش بدین صورت است که حرکت انسان با تشخیص و بررسی ابعاد تنظیم شده برای هر انسان صورت می گیرد. بنابراین اگر ابعاد تنظیم شده در الگوریتم ها با اندازه و سایز انسان مطابقت داشته باشد، هشدارهای تشخیص انسان شروع به کار کرده و اخطار می دهد. 

همچنین در یک تعریف دقیق تر می توان گفت که هم یک MIN سایز برای تفکیک و تمایز قائل شدن و جلوگیری از تشخیص و شناسایی اجسام کوچک مانند گربه و پرندگان و … و یک MAX سایز  برای جلوگیری از شناسایی اجسام بزرگ تر از انسان مانند خودرو و … تعریف می شود تا بتوان به صورت دقیق حضور انسان را تشخیص داد.  

کاربرد Human Detection دوربین های مداربسته

بر اساس تعریف ذکر شده در مورد عملکرد قابلیت Human detection می توان گفت که این قابلیت روی سیستم امنیتی و تشخیص حضور و حرکت انسان تمرکز دارد. به همین دلیل هشدارهای بی موقع یا بی دلیل در هر مکانی توسط دوربین های مدار بسته مجهز به این قابلیت کاسته می شود. همچنین قابلیت تشخیص انسان دوربین های مدار بسته کاربردهای متنوع و مختلفی دارد که به شرح زیر است:

حفاظت هوشمند از مکان ها و ساختمان های مسکونی

تامین و افزایش امنیت در هر مکانی و به ویژه در ساختمان های مسکونی به ویژه در برخی از مناطق و محله های خاص که افراد مهم سیاسی یا اجتماعی سکونت دارند، اهمیت زیادی دارد. بنابراین نصب و خرید دوربین مدار بسته با قابلیت تشخیص انسان کاملا و ضروری و لازم است. این دوربین ورود افراد نا شناس یا غیر مجاز و مشکوک به محیط حیاط، محوطه لابی، پارکینگ و … را سریعا تشخیص داده و سریعا به صاحب خانه یا نگهبان هشدار ارسال و اعلام می شود. 

کنترل ورود و خروج در محیط های کاری

یکی دیگر از مکان هایی که تامین امنیت در آن اهمیت زیادی دارد، محیط های کار، سازمان های دولتی و خصوصی، مکان های نظامی و انتظامی، اطلاعاتی و … است. در این مکان ها نیز به منظور تامین امنیت یکی از اقدامات مهمی که انجام می شود، نصب دوربین مدار بسته با قابلیت تشخیص انسان است. این دوربین حضور انسان ها در بخش های مهم و حساس در محیط کار مانند خط تولید، انبارها، اتاق سرور، اتاق رئیس، اتاق اسلحه و … را سریعا تشخیص می دهد و به مدیر مجموعه یا بخش حراست اطلاع رسانی می کند. 

مدیریت امنیت در مکان ها و فضاهای عمومی

با وجود این که ممکن است غیر عادی یا غیر ضروری به نظر برسد، اما تامین کردن امنیت در محیط های عمومی مانند پارک، پارکینگ ها، مجتمع های تجاری و … هم اهمیت دارد. به صورتی که در برخی از فضاهای عمومی مانند پارک ها، بیمارستان ها، مدارس و دانشکده های بزرگ، ورود و خروج در ساعات غیر مجاز ممنوع و غیر ضروری تلقی می شود. به همین دلیل در این مکان ها نیز نصب دوربین مدار بسته با قابلیت تشخیص انسان بیش از پیش احساس می شود و کاملا ضروری است.

تحلیل و شمارش افراد در فروشگاه ها و نمایشگاه های بزرگ

تحلیل و آنالیز کردن تعداد افراد در حال تردد یا زمان ورود و خروج به نمایشگاه ها، فروشگاه های زنجیره ای، رویدادها و … در زمان های خاص، کمک می کند تا برای رویدادها و سایر اقدامات آتی به صورت کامل و بر اساس نیاز و تعداد مراجعه مراجعین و حضار انجام دهید. بنابراین اگر به کیفیت و رونق کسب و کار خود در فروشگاه ها یا رویدادهای بزرگ اهمیت می دهید، می توانید از قابلیت تشخیض انسان در دوربین مدار بسته استفاده کنید.

🔶 بیشتر بخوانید: قابلیت شمارش افراد در دوربین های مدار بسته People Counting

مزایای استفاده از ویژگی تشخیص آدم

عملکرد منحصر به فرد در دوربین های مدار بسته برای تشخیص آدم و حضور انسان به گونه ای است که می تواند بر اساس الگوی پردازش تصویر و الگوریتم تحلیل و تشخیص چهره و تشخیص حرارت بدن، حضور انسان را در کسری از ثانیه شناسایی کند. به همین دلیل می توان گفت که استفاده از ویژگی تشخیص آدم در مکان های مهم و به ویژه فضاهای حساس و امنیتی، یک اقدام کاملا ضروری است.  مهم ترین مزایای استفاده از ویژگی تشخیص انسان با دوربین مدار بسته می توان به موارد مهم زیر اشاره کرد:

کاهش اعلام هشدارهای اشتباه و غیر ضروری

قابلیت تشخیص آدم صرفا حضور و وجود انسان را بر اساس الگوی حرکتی و اندام انسان ها شناسایی می کند. در واقع به بهترین نحو می تواند بین ویژگی های حرکتی انسان، حیوان، حرکت برگ درختان، وجود باران، حرکت سایه ها و … تمایز قائل شده و صرفا در صورت تشخیص وجود انسان هشدار می دهد. به همین دلیل این ویژگی باعث کاهش اعلام هشدارهای اشتباه و غیر ضروری می شود. 

بهینه سازی و ذخیره سازی پهنای باند

بدیهی است که برای ذخیره کردن تصاویری (دستگاه ذخیره سازی داده ها) که توسط دوربین های مدار بسته ضبط می شود، از نرم افزارهای مدیریت و نظارت تصاویر و همچنین با یک حافظه مشخص استفاده می شود. در دوربین های تشخیص انسان، چون صرفا وجود انسان ها تشخیص داده می شود، تصاویر و ویدئوهای مربوط به حضور انسان ها نیز در حافظه ذخیره می شود. در نهایت این ویژگی باعث کاهش پهنای باند و نیاز به حافظه و فضای کم تر برای ذخیره سازی می شود. 

افزایش امنیت واقعی

سیستم و عملکرد دوربین مدار بسته با قابلیت تشخیص انسان صرفا روی حضور انسان و تهدیدات انسانی تمرکز و دقت دارد. همین تمرکز ویژه باعث می شود که حساسیت روی رویدادهای غیر ضروری و کم اهمیت، کم تر شود. 

امکان واکنش و اطلاع رسانی سریع

قابلیت تشخیص آدم در CCTV به هیچ وجه نیازی به حضور یا کمک اپراتور ندارد و تمام فرایند شناسایی و تشخیص انسان به صورت خودکار و با تکیه بر الگوریتم های تحلیل و پردازش تصویر انجام می شود. به همین دلیل سریعا دوربین ها واکنش نشان داده و با اعلام هشدارهای ضروری سریعا به بخش های مهم مانند نگهبانی، حراست، مدیر مجموعه و … اطلاع رسانی می شود تا اقدامات لازم انجام شود. 

بهبود و افزایش سرعت جستجو در ویدئوها

در نرم افزارهای مدیریت و نظارت تصویر امکان فیلتر کردن فرایند جستجو بر اساس تشخیص انسان به راحتی و با سرعت بالا وجود دارد. به همین دلیل فرایند جستجو در ویدئوها برای پیگیری های لازم در صورت نیاز به راحتی امکان پذیر خواهد بود.

🔶 بیشتر بخوانید: جامع ترین نرم افزار حراست و انتظامات | نرم افزار ارباب رجوع

معایب به کارگیری قابلیت تشخیص آدم در cctv  

استفاده و به کارگیری قابلیت تشخیص آدم در CCTV با وجود این که مزایای مهم و قابل توجه و بسیار خوبی دارد. اما این تکنولوژی مانند سایر تکنولوژی های به روز و جدید ممکن است معایب و محدودیت هایی ایجاد کند. بنابراین بر اساس بررسی های انجام شده می توان گفت که معایب به کارگیری قابلیت تشخیص آدم در cctv  نیز شامل موارد مهم زیر است:

نیاز به استفاده ی بیشتر از منابع سرور و دوربین

دوربین های مدار بسته برای این که با دقت و تمرکز بیشتری فرایند تشخیص انسان را نیاز به منابع سرور و دوربین های مدار بسته پیشرفته تری نیاز خواهد داشت. همین امر باعث افزایش هزینه ها می شود که ممکن است برای همه مکان ها یا پروژه ها مقرون به صرفه و مناسب نباشد.

امکان خطا با تشخیص سایر موجودات یا حرکت برگ درخت

در برخی شرایط و در صورتی که تنظیمات دوربین مدار بسته به درستی و به صورت دقیق انجام نشود، یا مدل دوربین ها و حسگرهای آن ها خیلی جدید و پیشرفته نباشد، ممکن است در برخی موارد به صورت خطا وجود انسان با سایر موجودات دیگر یا حتی حرکت برگ درختان اشتباه گرفته شود. این شرایط در صورتی که انسان لباس ها یا پوشش خاصی داشته باشد رخ می دهد و باعث بروز خطا و اشتباه هشدار دادن شود.

نیازمند به خرید دوربین های دارای قابلیت PIR 

برای این که بتوانید به صورت کامل و دقیق از قابلیت تشخیص انسان در دوربین مدار بسته بهره مند شوید، باید دوربین دارای قابلیت PIR باشد و از طرفی این دوربین ها قیمت بسیار بالایی در مقایسه با سایر دوربین های دیگر دارند. 

نیازمند به تجهیز دوربین ها به سامانه های هوش مصنوعی

دوربین های مدار بسته برای این که با دقت و تمرکز خاص و زیادی بتوانند به راحتی وجود انسان در محیط یا مکانی را تشخیص دهند، نیاز به سامانه های هوش منصوعی، یا نرم افزارهای مدیریت تصاویر دارند. وابستگی به نرم افزارهای مدیریت تصویر مانند تراسیر، نرم افزار جنتک یا نرم افزار آکسون باعث سخت و چالش برانگیز شدن اجرا و راه اندازی این دوربین ها خواهد شد. 

نیاز به به روز رسانی نرم افزار

برای حفظ و افزایش دقت و تمرکز الگوریتم های تشخیص انسان و تحلیل الگوی رفتاری یا حرکتی انسان، نیاز است که نرم افزارهای نظارت تصویری به صورت مداوم به روز رسانی شوند. این موضوع نیز باعث افزایش هزینه ها می شود. 

وابسته بودن به کیفیت و نور محیط

در برخی شرایط در صورتی که کیفیت لنز و رزولوشن دوربین مدار بسته کافی یا بالا نباشد، ممکن است در شرایط آب و هوایی خاص مانند زمان برف و باران، یا در نور شدید یا نور بسیار کم، دقت تشخیص انسان توسط دوربین کاهش پیدا کند. بدین صورت که ممکن است یا حضور انسان را دیر تشخیص دهد یا به اشتباه و سریع تر تشخیص داده و هشدار اشتباه دهد. 

نیاز به پهنای باند بیشتر در حالت آنلاین

در صورتی که بخواهید تصاویر و ویدئوهای دوربین مدار بسته را به صورت آنلاین و در فضای ابری مشاهده، مدیریت یا کنترل کنید، نیاز به پهنای باند بیشتری خواهید داشت. این ویژگی و در این حالت نیز هزینه های جانبی برای خرید و تهیه پهنای باند بیشتر افزایش می یابد. 

🔶 بیشتر بخوانید: قابلیت Privacy Masking | ویژگی ماسک حریم خصوصی دوربین های مداربسته

روش های پیاده سازی تشخیص  human 

برای پیاده سازی و اجرای فرایند تشخیص انسان توسط دوربین مدار بسته با توجه به نوع دوربین مدار بسته، توان پردازشی و همچنین نیاز کاربران متفاوت و منحصر به فرد خواهد بود. با این وجود در ادامه به بررسی روش ها و مسیرهای مختلف پیاده سازی تشخیص Human می پردازیم. 

پردازش تصویر به صورت سنتی و بدون هوش مصنوعی دقیق و عمیق

در این روش الگوریتم های قدیمی بینایی ماشین در دوربین های مدار بسته تعبیه شده که از الگوریتم ها و روش های ساده و معمولی برای تشخیص انسان و تحلیل رفتار و حرکت انسان استفاده می کند. ویژگی مهم این روش این است که روی تحلیل شکل، رنگ، و حرکت تمرکز دارد. مراحل پردازش تصویر به صورت سنتی بدین صورت است که نویزهای تصویر با استفاده از فیلترهای ساده ای مانند Gaussian Blur یا Median Filter حذف می شود و سپس روشنایی و کنتراست تنظیم خواهد شد. سپس پس زمینه ثابت از نواحی متحرک تشخیص داده شده و از طریق اختلاف فریم ها می تواند حرکت انسان را تشخیص دهد. 

استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری عمیق

یکی دیگر از روش های پیشرفته و عالی برای تشخیص انسان با دوربین مدار بسته، استفاده از الگوریتم های یادگیری عمیق و هوش مصنوعی است. در این شرایط از الگوریتم های پیشرفته ای مانند YOLO، SSD، Faster R-CNN که روی دیتاست ‌های بزرگ (مانند  COCO))  آموزش دیده اند، استفاده می شود. به همین دلیل در این فرایند امکان تشخیص انسان در شرایط نوری مختلف یا صحنه های شلوغ هم وجود دارد. یکی از مزایای مهم استفاده و پیاده سازی این روش دقت بالای آن و قابلیت تشخیص و شمارش تعداد افراد موجود در یک صحنه است.

سنسور PIR و تشخیص انسان ها

یکی از مهم ترین ویژگی های قابل توجه و مهم در مورد قابلیت تشخیص انسان ها وابسته بودن و استفاده کردن از سنسور PIR است. سنسور PIR مخفف عبارت Passive Infrared Sensor به معنی سنسور مادون قرمز است که از آن برای پروژه های خاصی نظیر تشخیص انسان و تفکیک آن در مقایسه با حیوانات یا سایر اشیا متحرک استفاده می شود. همچنین در تعریفی دقیق تر می توان گفت که PIR این است که این سنسور یک حسگر الکترونیکی است که می تواند نور مادون قرمزی که توسط اجسام موجود در میدان دید او وجود دارد، اندازه گیری کند. به همین دلیل معمولا از این سنسور برای تشخیص انسان در پروژه های مختلف که دارای یک محدوده خاص هستند، استفاده می شود. 

نحوه فعالیت سنسور  Passive Infrared Sensor

همان طور که در پاراگراف بالا نیز به صورت کامل بررسی و بیان شد، سنسور Passive Infrared Sensor نوعی سنسور حرکتی است که گرمای ساطع شدن از اجسام و حتی از بدن انسان را می تواند تشخیص دهد. بر همین اساس می توان گفت که دوربین های مدار بسته مجهز به این سنسور، نیز می تواند با سرعت و دقت خوبی میزان اشعه مادون قرمز موجود در محیط را اندازه گیری کند. سپس در صورتی که میزان دما بر اثر وجود انسان افزایش یابد، مادون قرمز این اشعه را تشخیص داده و سنسور نیز فعال و روشن می شود. در واقع بدن انسان از خود نور مادون قرمز ساطع می کند و این انرژی گرمایی در محیط قرار گرفته و چون سنسورها نسبت به نور مادون قرمز و گرما حساس هستند، شروع به کار کردن و هشدار دادن می کنند.

دوربین های دارای PIR Sensor 

با توجه به عملکرد خاص و منحصر به فردی که سنسورهای PIR برای تشخیص انسان یا سایر اجسام و موجودات در حال حرکت دارند، برخی از دوربین های مدار بسته نیز به PIR SENSOR مجهز شده اند. استفاده از دوربین های دارای PIR Sensor  مزایا و ویژگی های مهمی دارد که شامل تشخیص حرکت دقیق انسان، کاهش هشدارهای کاذب، مصرف انرژی پایین، قابلیت فعال سازی ضبط و هشدار و … است. از جمله دوربین هایی که دارای این سنسور دقیق و کاربردی هستند نیز می توان دوربین های زیر را نام برد:

• برخی از دوربین های امنیتی و بی سیم که توسط برندهای Ring, Arlo, Hikvision  و  Dahua تولید شده اند. 
• دوربین های وایرلس و باتری خور برای استفاده و نصب در محیط های بیرونی و فضای باز
• دوربین های صنعتی و امنیتی برای نصب در مکان های حساس و مهم و امنیتی

🔶 بیشتر بخوانید: نرم افزار تشخیص چهره آنلاین

جمع بندی

در این مطلب به بررسی کامل و جامع یکی از قابلیت های بسیار کاربردی و پیشرفته در برخی از دوربین های مدار بسته به نام قابلیت تشخیص انسان پرداخته شد. بر اساس این قابلیت امکان تشخیص دادن حضور و حرکت انسان و تفکیک کردن آن با سایر اجسام و حیوانات متحرک و… در محیط های مختلف وجود دارد. اگر به دنبال راهی برای افزایش امنیت در محل کار یا محل زندگی خود هستید، خرید و نصب دوربین های مدار بسته با قابلیت Human detection بهترین انتخاب است. شرکت مکسا به منظور کسب رضایت حداکثری مشتریان خود، انواع دوربین های مجهز شده به این قابلیت را همراه با گارانتی و ضمانت نامه معتبر به سراسر ایران عرضه و ارسال می کند. 

سوالات متداول

تفاوت تشخیص انسان با حرکت معمولی او بر اساس قابلیت human detection چیست؟

قابلیت تشخیص حرکت صرفا می تواند تغییرات در حرکت و جابه جایی پیکسل های موجود در تصاویر را شناسایی کند. در صورتی که تشخیص انسان بر اساس الگوریتم های تحلیل نحوه حرکت و پوشش و رفتار انسان صورت می گیرد و می تواند وجود انسان و حیوان و اجسام متحرک دیگر را از یک دیگر تفکیک کند. 

آیا قابلیت تشخیص انسان در شرایط نوری خاص و محیط های مختلف هم عملکرد خوب و دقیقی دارد؟

خیر. با توجه به نوع دوربین مدار بسته ، کیفیت دوربین، نوع لنز، کیفیت و میزان رزولوشن تصاویر ، زاویه دید و الگوریتم تعبیه شده در دوربین ممکن است کیفیت تشخیص انسان متغیر و متفاوت باشد. 

استفاده از قابلیت تشخیص انسان با دوربین مدار بسته باعث افزایش فضای ذخیره سازی می شود؟

خیر. معمولا سیستم ها و دوربین های مجهز به این قابلیت صرفا ویدئو و تصاویر مربوط به زمان وجود و حرکت انسان را تشخیص داده و ضبط می کنند. به همین دلیل باعث کاهش میزان فضای ذخیره سازی پهنای باند می شود. 

آیا می توان قابلیت تشخیص انسان را ارتقا داد و به روز رسانی کرد؟

بله. برای افزایش دقت الگوریتم های تحلیل و پردازش تصویر، و ارتقا سیستم های VMS و دوربین های مدار بسته، به روز رسانی و ارتقا دادن آن ها کاملا ضروری و لازم است. 

مهم ترین کاربردهای قابلیت Human detection در دوربین مدار بسته چیست؟

از این قابلیت می توان برای نظارت بر محیط های مهم و حساس، شمارش افراد، تشخیص رفتارهای مشکوک، تشخیص افراد مشکوک و دنباله روی مجاز و غیر مجاز در محدوده مکان های مهم و … استفاده کرد.