Como funciona a análise inteligente de vídeo em câmeras IPs

A análise inteligente de vídeo é muito importante em sistemas de CFTV modernos porque permite a identificação de ocorrências em tempo real e a busca rápida por eventos gravados, o que facilita a vida do operador e permite uma reação mais rápida e dinâmica diante de um possível problema.

Nesse artigo você irá aprender o que é análise inteligente de vídeo, quais são os tipos mais comuns e como utilizá-la em situações específicas que demandam uma maior rapidez na identificação de eventos.

Na maioria dos casos um operador de câmeras de vigilância pode prestar atenção a no máximo 2 monitores ao mesmo tempo e, portanto, é possível que eventos importantes não sejam notados no momento adequado.

Devido ao elevado custo para contratar profissionais da área, as empresas acabam ignorando esse fato e exigem que os operadores visualizem diversos monitores ao mesmo tempo.

Para ter um sistema com custo efetivo, software de análise de vídeo foram desenvolvidos para permitir um monitoramento mais inteligente baseado em eventos.

Análise de eventos

Um evento pode ser descrito como uma ação específica realizada em frente a uma câmera de segurança e que pode ser registrada pelo sistema de monitoramento.

Um sistema de monitoramento e gravação com inteligência embarcada pode ser programado para identificar tais eventos baseados em regras específicas que devem ser ajustadas de acordo com a necessidade da aplicação.

Um exemplo simples é a detecção de movimentos que na realidade se traduz em uma quantidade de pixels que se movem na tela quando uma pessoa ou objeto passam em frente da câmera de segurança.

Ação e reação em sistemas de análise de vídeo inteligente

Após identificar um evento como a detecção de movimento o sistema de monitoramento pode reagir de acordo com regras pré-estabelecidas e executar tarefas específicas como destacar a imagem da câmera na tela do operador, acionar uma sirene, mudar o posicionamento de uma câmera móvel presente no local, enviar uma mensagem via email ou SMS, etc.

Na prática um sistema de análise inteligente de vídeo é baseado em ação e reação e pode ser programado de diferentes maneiras para trabalhar com uma grande quantidade de eventos.

Dispositivos que possuem análise inteligente de vídeo

Há diferentes tipos de dispositivos que podem trabalhar com análise inteligente de vídeo, desde câmera analógicas profissionais até sistemas autônomos baseados em poderosos servidores, vamos discutir cada um desses dispositivos.

Inteligência embarcada em câmera analógica profissional

Não é de conhecimento comum do público que trabalha com sistemas analógicos tradicionais que câmeras de segurança analógicas podem fazer análise inteligente de vídeo, apesar dessas análises serem mais simples quando comparadas à inteligência embarcada em câmeras IP modernas.

Estou falando de câmeras analógicas profissionais de grandes fabricantes como Pelco, Bosch, Samsung e outras mais que fornecem equipamentos para projetos de médio e grande porte.

A análise de vídeo encontrada em câmeras analógicas é simples e limitada devido ao fato de não haver uma comunicação bidirecional e dinâmica com o sistema de monitoramento, software ou aplicativos.

É possível programar uma câmera para que identifique movimento na imagem e exiba uma mensagem de alerta na tela, mostre o rastreamento de pixels ou acione um dispositivo externo como uma sirene ou sistema de alarmes através de contatos de I/O (contatos secos) disponíveis na própria câmera.

Também é possível encontrar análise de vídeos mais avançadas como cruzamento de linhas, entrada e saída de áreas e outras mais que serão discutidas mais adiante nesse artigo.

A grande limitação, entretanto, está no fato que uma câmera de segurança analógica não possui a capacidade de enviar informações de tais eventos para o sistema de gravação e monitoramento e nem pode enviar mensagens como e-mails e alertas via SMS.

Inteligência embarcada em câmera IP profissional

Câmeras IPs são muito utilizadas em sistemas de gravação de monitoramento modernos, desde a sua invenção pela empresa Axis Communications, as câmeras IPs têm causado uma grande revolução no mercado de segurança eletrônicas devido ao fato de possuir uma inteligência embarcada e à possibilidade de uma comunicação eficiente com gravadores, servidores, software e aplicativos através de uma rede tradicional de computadores e da Internet.

A análise inteligente de vídeo de uma câmera IP é mais avançada quando comparada à de uma câmera analógica tradicional discutida anteriormente e a possibilidade de comunicação com dispositivos externos torna essa função ainda mais interessante.

Uma câmera IP profissional possui um processador interno que é capaz de identificar eventos específicos na imagem e acionar a gravação em um dispositivo remoto como um NVR (Network Video Recorder), além de gravar em um cartão de memória localizado na própria câmera, o que possibilita o o uso de redundância de gravação.

Ao realizar a análise inteligente de vídeo e identificar eventos específicos, uma câmera IP pode enviar alertas via e-mails e SMS diretamente para pessoas específicas que podem reagir de acordo com algum protocolo de segurança pré-estabelecido.

Baseado em eventos uma câmera IP inteligente pode também acionar Presets (Posicionamentos Pré-estabelecidos) e patrulhas em câmeras móveis (PTZs) localizadas em pontos chaves em um ambiente, além da possibilidade de acionar sistemas de sirenes, iluminação, alarmes, controle de acesso ou qualquer outro sistema que permite a interação via protocolo tradicional de rede universal TCP/IP.

Inteligência embarcada em gravadores digitas (DVRs)

Um gravador digital, popularmente conhecido como DVR converte sinais analógicos para o formato digital para gravar em um disco rígido interno e permite que as imagens das câmeras sejam compartilhadas via rede de computadores tradicionais.

Além de gravar e disponibilizar as imagens, um DVR também pode trabalhar com análise inteligente de vídeo, uma vez que recebe os sinais de vídeo das câmeras em cada um de seus canais.

Devido ao fato de estar conectado a uma rede de computadores, um DVR pode enviar informações de eventos e análise inteligente de vídeo para software e aplicativos, o que permite o uso de alertas via e-mails e SMS da mesma forma que uma câmera IP.

As análises de vídeo inteligente disponíveis em um DVR dependem da marca e modelo de cada fabricante, há dispositivos com mais ou menos funções e obviamente os modelos profissionais mais caros geralmente disponibilizam mais dessas funções embarcadas.

Inteligência embarcada em Network Video Recorder (NVRs)

Os gravadores de redes, popularmente conhecidos como NVRs são utilizados para a gravação de gerenciamento de câmeras IPs e, portanto, possuem uma forma natural de comunicação via rede de computadores o que permite o envio de mensagens e acionamento de dispositivos na rede.

Um NVR pode trabalhar com a inteligência embarcada em seu próprio processador e fazer a análise das imagens que recebe de cada uma das câmeras IPs ou pode receber o resultado das análises realizadas pelas próprias câmeras o que alivia o processamento no gravador.

Geralmente é mais interessante deixar que a própria câmera IP faça a análise inteligente de vídeo e se comunique com o NVR através de eventos pré-estabelecidos, porém há casos em que a câmera IP não possui a função de análise inteligente de vídeo desejada ou nem mesmo possui nenhum tipo de análise inteligente, e nesses casos o gravador é fundamental para permitir o uso de inteligência no sistema de gravação e monitoramento.

Inteligência embarcada em servidores

Servidores com software específicos são utilizados para a análise inteligente de vídeo que geralmente não estão disponíveis em câmeras IPs devido à limitação de processamento do dispositivo ou simplesmente porque as empresas de software precisam fornecem soluções mais robustas e escaláveis.

Empresas como ISS, Mirasys, Genetec, ​Agent Vi, Fox Stream e diversas outras possuem software especializados na análise inteligente de vídeo para o mercado de segurança eletrônica.

Muitas dessas empresas fornecem soluções para grandes projetos onde é fundamental o uso de sistemas que possam fazer análises de vídeo mais complexas e com maior precisão.

Há desenvolvedores de softwares que não fornecem câmeras ou hardware para os projetos de segurança, pois estão focados somente na análise inteligente de vídeo e integração com câmeras e sistemas de gravação de diferentes fabricantes.

Outros, no entanto fornecem soluções completas com câmeras, gravadores e software de análise inteligente de vídeo que possuem poderosos algoritmos capazes de identificar e classificar eventos e interagir com dispositivos conectados à rede local ou Internet.

O uso de tais software inteligentes geralmente demandam a aquisição de servidores com alta capacidade de processamento, embora haja no mercado uma tendência da utilização distribuída de processamento entre as câmeras IPs que trabalham em parceria com o servidor para obter um resultado final com menos processamento centralizado.

Tipos de análise inteligente de vídeo

Há diferentes tipos de análise inteligente de vídeo e aqui irei exemplificar as mais comuns e tradicionais encontradas no mercado de vigilância eletrônica.

Detecção de movimento

Essa é uma das análises mais simples encontradas em câmeras e sistemas de gravação de monitoramento, ela está presente em câmeras analógicas profissionais, câmeras IPs, gravadores e software profissionais.

Note na imagem o menu de uma câmera IP que mostra a opção para habilitar detecção de movimento (Motion Detection), nesse caso o fabricante separa essa função do menu geral de análise de vídeo (Video analytics).

O princípio é bem simples, quando há algum tipo de movimento em frente à câmera os pixels que formam a imagem são alterados e isso é identificado como detecção de movimento pelo dispositivo.

Quando uma pessoa passa em frente a uma câmera de vigilância é possível identificar essa alteração de pixel na imagem e gerar um evento para que um dispositivo inicie a gravação e registre a informação de “gravação por movimento”.

Essa gravação pode ser realizada na própria câmera IP quando a mesma possui um cartão de memória ou em um gravador que está conecto à câmera seja através de cabos coaxiais tradicionais em um sistema analógico ou através de uma rede de comutadores.

Uma pessoa que possui um computador com software de monitoramento ou um celular com um aplicativo específico pode ser alertada sobre tal evento de detecção de movimento.

Cruzamento de linha virtual

A nomenclatura pode variar dependendo da marca do equipamento ou do software que está utilizando, mas na prática o princípio de funcionamento é o mesmo. Esse tipo de análise inteligente de vídeo permite que um evento seja gerado assim que um uma pessoa ou objeto cruza uma linha virtual que deve ser previamente configurada na imagem.

A análise de cruzamento de linha virtual permite gerar eventos em diferentes direções e sentidos e dessa forma é possível saber se uma pessoa ou objeto está cruzando uma linha virtual na horizontal, na vertical, da esquerda para a direita ou vice-versa.

Note na imagem abaixo que uma linha virtual que foi configurada para gerar um evento quando um uma pessoa ou objeto cruza da esquerda para a direita (ver seta indicativa).

A linha virtual também permite gerar um alerta de evento em ambas as direções para simplesmente identificar quando uma pessoa ou objeto cruza um determinado local.

Veja a imagem a seguir com um exemplo do uso de linha virtual que identifica o veículo passando por um local determinado, um quadro verde mostra que há movimento e dispara um evento de cruzamento de linha. Note que há um quadro amarelo ao redor da imagem para indicar que houve um evento.

Há muitas aplicações práticas para esse tipo de recurso como a identificação de veículos trafegando em sentidos proibidos ou a movimentação de pessoas entrando ou saindo de uma loja.

Ajustes de sensibilidade, formato e tamanho de objetos permitem que a análise de vídeo seja mais apurada e diminua a quantidade de possíveis erros que são comuns nesse tipo de aplicação.

Veja na imagem a seguir um exemplo de configuração de área específica para detecção de eventos

Imagine uma pessoa ou animal cruzando uma linha virtual em uma região onde a intenção é identificar veículos que entram na direção errada (contramão), o ajuste fino de sensibilidade deve permitir a diminuição ou se possível a eliminação de eventos que são exceção à regra.

Tais ajustes podem ser mais ou menos eficientes de acordo com as características dos dispositivos ou software que está utilizando, geralmente os softwares de análise de vídeo são muito mais inteligentes e precisos na configuração de eventos e ajustes de sensibilidade.

Entrada e saída de área

Esse tipo de análise de vídeo também é muito comum em câmeras IPs, DVRs e NVRs pois é muito útil para situações onde se deseja saber se uma pessoa ou objeto entrou ou saiu de uma área específica.

Para ativar tal função basta criar um quadro virtual que delimita uma área onde o objeto ou pessoa irá entrar ou sair. Basta escolher a opção desejada ou ambas e ajustar a sensibilidade de detecção.

Note na imagem a seguir que uma área ao lado esquerdo foi selecionada e que pessoas ou objetos que ingressam no local são detectados e um alerta é gerado automaticamente.

Há diversos tipos de aplicações para a análise de entrada e saída de área como identificar pessoas e veículos entrando em área proibidas ou retirando objetos no local.

Outros tipos de análise de vídeos

As análises inteligentes de vídeo apresentadas nesse artigo são básicas, porém muito eficientes para a aplicação em diferentes situações onde é necessário gerar eventos de alerta.

Há outros tipos que são mais avançadas como detecção de loitering, análise comportamental, rastreamento (tracking), contagem de objetos ou pessoas, reconhecimento de caracteres ou rostos de pessoas, captura e reconhecimento de placas de veículos e muito mais, porém elas serão discutidas em outros artigos mais específicos postados aqui nesse blog.

Conclusão

Há diversos tipos de análise inteligente de vídeo que podem ser utilizadas para auxiliar o operador de monitoramento ou até mesmo para alertar pessoas ou ativar dispositivos externos.

Cada situação exige um estudo de qual inteligência deve ser implementada e geralmente há um custo associado ao uso de tal tecnologia, porém os recursos mais básicos como detecção de movimento, cruzamento de linha virtual e entrada e saída de área são muito comuns em vários modelos de câmera IPs e gravadores digitais e de rede.

Antes de adquirir um sistema de gravação e monitoramento é recomendável estudar quais são as necessidades do projeto e que marcas e modelos de equipamentos podem proporcional análise de vídeo com o melhor custo-benefício.

Em muitos casos a tecnologia básica que já vem embarcada na câmera, dispositivos de gravação ou software já é suficiente para atender as necessidades do projeto.

Agora que você já tem o conhecimento básico sobre análise inteligente de vídeo em sistemas de CFTV sugiro que coloque em prática o que aprendeu e continue a estudar outros recursos avançados que estão disponíveis no mercado. Leia os outros artigos aqui no blog para manter-se atualizado.

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