Společnost Axis Communications se původně věnovala tiskovým serverům, velkokapacitním datovým úložištím a skenerům. Před téměř 25 lety však ke svému tiskovému serveru připojila inovativním způsobem prostřednictvím sítě monitorovací kamerku a vznikla tak síťová (IP) kamera Net Eye 200 – první aplikace internetu věcí (IoT – Internet of Things) v oboru videodohledových systémů. Její úspěch inspiroval společnost Axis, aby do digitalizace oboru videodohledových systémů začala vkládat značné investice. Přitom vsadila na princip otevřenosti, jež je pro přechod od analogových videodohledových systémů k digitálním velmi důležitá. Například pro uživatele existujících analogových systémů s kamerami CCTV vytvořila síťové enkodéry, podporující přechod na digitální technologii. To vše přispělo k raketovému nástupu společnosti do světové špičky v oboru videodohledu. Jaké jsou přednosti IP kamery, tedy kamery připojené do sítě pracující na protokolu TCP/IP? Samozřejmě je po internetu přístupná prakticky z jakéhokoliv místa na světě. A také je síť, v níž je zapojena, velmi snadno rozšiřitelná. To je důležité, protože podle Metcalfova zákona roste hodnota, resp. přínos sítě se čtvercem počtu připojených zařízení. Další výhodou je, že IP kamera jako každé síťové zařízení musí už z principu disponovat určitou inteligencí. Tu lze snadno dále zvyšovat a využívat, v oboru videodohledu zejména na podporu analytických funkcí, které jsou základem pro vytváření chytrých systémů v tomto oboru. Základní technické prvky řešení Nejpodstatnějším základem řešení Axis je vlastní procesor firmy nazvaný Artpec, dnes dodávaný už v sedmé generaci. Je optimálně konstruovaný pro dosažení podstatných schopností IP kamery, jako jsou co nejkvalitnější zpracování obrazu či kódování, resp. komprese signálu, ale v neposlední řadě i pokročilé analytické funkce. Díky procesoru mohou tyto náročné a sofistikované funkce probíhat přímo v kameře. Zcela nový proces zpracování obrazu využívá zejména nejnovější verze technologií Lightfinder a Forensic WDR. Lightfinder poskytuje syté a věrné barvy i při velmi slabém osvětlení. Forensic WDR rozšiřuje možnosti snímání se širokým dynamickým rozsahem, což znamená, že v obrazu jsou dobře rozlišitelné detaily i v hlubokých stínech. Pro optimální výkon v aplikacích zaměřených na rozpoznávání objektů byl vyvinut speciální přídavný procesor DLPU. Mnoho těchto aplikací je zaměřeno na rozpoznávání znaků, například aplikace pro čtení registračních značek automobilů nebo aplikace pro rozpoznávání dopravních značek. Přenos a ukládání získaných dat optimalizuje technologie Zipstream, která na základě analýzy obsahu videostreamu přizpůsobuje parametry kompresního algoritmu tak, aby pro videodohled důležité prvky obrazu byly zachovány v co nejvyšší kvalitě na úkor těch, které nejsou podstatné. Dosahuje se tak v průměru 50% komprese s odpovídajícím snížením šířky přenosového pásma a zvýšením úložné kapacity bez významného snížení kvality obrazu. U videodohledových systémů je kriticky důležitá otázka kybernetické bezpečnosti. Nové kamery Axis mají podepsaný firmware, což zaručuje, že v nich lze instalovat pouze zabezpečený autorizovaný firmware. Podobně funkce secure boot zamezuje zavedení jiného než výrobcem autorizovaného softwaru. V rámci důrazu na otevřenost vyvinula společnost otevřené rozhraní pro IP kamery nazvané VAPIX, které je tak otevřené, že je může využívat i konkurence. Protože se společnost profiluje jako dodavatel zejména klíčových prvků videodohledových systémů, klade značný důraz na spolupráci s partnery, kteří vyvíjejí další aplikace pro tento značně rozmanitý obor. K podpoře této spolupráce byla vytvořena otevřená aplikační platforma ACAP, která komukoliv umožňuje vyvíjet aplikace využívající produkty Axis. Dnes má společnost po celém světě už téměř čtyři tisíce partnerů. IP kamery pro každou příležitost K standardní nabídce společnosti Axis patří fixní dome kamery. Například modely řady M30 mají rozlišení až 4 Mpx a nabízen je i model s vestavěným mikrofonem, který umožňuje detekci a analýzu zvuku. Jsou citlivější na světlo, jelikož podporují funkce den a noc s automaticky odnímatelným filtrem IR (Infra Red – infračervený). Mají také port HDMI, který umožní zobrazit obraz na veřejném monitoru nebo otevřít virtuální okno. Modely řady M31 mají vestavěnou funkci IR, která pracuje v naprosté tmě, a podporují technologie Lightfinder a Forensic WDR. Tyto technologie podporují i kamery řady P39 určené pro dohled uvnitř vozidel, proto jsou vybaveny elektronickou stabilizací obrazu. Model P3935-LR má vestavěný mikrofon a funkci IR. Kamery jsou v kovovém krytu odolném proti vandalismu. montáži v rohu místnosti a poskytuje plné pokrytí místnosti bez mrtvých bodů, proto není třeba pohybovat objektivem. Je odolná proti vandalismu, má neviditelné IR diody a mikrofon. Panoramatické kamery umožňují pokrýt širokou oblast pouze jednou kamerou. Rozdělujeme je do tří skupin: panoramatické kamery s jedním senzorem, s několika senzory a vícesměrové kamery. Kamery s jedním senzorem modelů M3067-P a M3068-P poskytují díky objektivům rybí oko 360° panoramatický obraz s odstraněním zkreslení obrazu. Samozřejmě podporují technologie Lightfinder, Forensic WDR i Zipstream a také noční vidění. Oblíbené jsou vícesměrové kamery, které byly dosud vybaveny čtyřmi senzory, poskytujícími dobré pokrytí. Mnozí zákazníci však žádali variantu se dvěma senzory, která by byla ideální pro pokrytí např. chodby. Takový je model P3715-PLVE, v němž může být každý senzor ovládán individuálně. Je možné snímat scény v obou směrech, se širokým úhlem nebo se zoomem. Kamera je vybavena technologiemi Lightfinder a Forensic WDR. Těmi disponují i nové kamery PTZ (Pan, Tilt, Zoom – otáčení, naklápění, zoom). U modelu P5654-E PTZ byl zorný úhel zvýšen o 20°. Model Q6010-E je dodáván se čtyřmi 5Mpx senzory, které umožňují 360° přehled ve dne i v noci. Nejen IP kamery Společnost Axis dodává řadu dalších kamer, například termokamery, ale i jiných IP produktů pro videodohledové systémy. Zajímavý je dohledový radar D2110-VE, který díky vestavěnému analytickému systému detekuje, sleduje a následně klasifikuje objekty, jako jsou osoby nebo vozidla. Tato klasifikace byla vyvinuta na základě hlubokého učení (viz dále). Radar má rozšířený úhel záběru na 180° a nepotřebuje žádný zdroj světla. Pokud se namontují dva radary zadní stranou k sobě, je potřebný jen jeden napájecí kabel a instalace poskytuje 360° pokrytí prostoru přes 22 000 m2. Protože radar udává polohu, resp. GPS souřadnice objektu, lze jej použít i ve spojení s PTZ kamerou pro automatické sledování objektu. Zajímavým rozšířením sítě IP kamer je také IP audio, resp. síťové reproduktory, samozřejmě napájené prostřednictvím sítě. Proto je jejich výhodou jednoduchá instalace a snadná rozšiřitelnost, a samozřejmě i kvalitní digitální zvuk. Součástmi síťového reproduktoru jsou kromě klasického reproduktoru především síťová jednotka, zesilovač, streamer a také mikrofon, který slouží ke sledování stavu reproduktoru. Díky podpoře rozhraní VAPIX je lze integrovat s dalšími prvky dohledového IP systému a snadná je i spolupráce s internetovou telefonií VoIP přes protokol SIP. Prvořadou funkcí IP audia v dohledových systémech je odstrašovací hlášení podle zásady „vidět je dobré, ale reagovat je lepší“. Psychologické působení hlášení typu „Jste na cizím pozemku, bezpečnost byla upozorněna. Opusťte tuto oblast!“ je nesporné. To může být díky integrovanému mikrofonu doplněno i detekcí zvuku. Kromě místně směrovaného živého či nahraného hlášení má IP audio uplatnění i při plánovaném hlášení například v úřadě, obchodě nebo jiném veřejném prostoru, které může být doplněno hudbou či programem na pozadí. Produktů společnosti Axis je mnohem více, ale zmíníme se jen o jednom, který bude novinkou blízké budoucnosti. Kamery nošené na těle Kamery nošené na těle splňují vizi společnosti Axis „Inovace pro chytřejší a bezpečnější svět“. Většinou jsou pokládány za nástroj pro policii, používaný pro nahrávání na místě činu. Společnost Axis však věří v jejich mnohem širší uplatnění. Jde především o další oblasti vymáhání práva: státní instituce, věznice apod. Odstrašující efekt a zdrženlivější chování lidí, kteří vědí, že jsou monitorováni, pomůže například i v kasinech, veřejné dopravě, v maloobchodě, ve zdravotnictví i v mnoha dalších případech – použitelnost kamery nošené na těle je obrovská. Na těle nositelná kamera Axis má rozlišení 1080p nebo 720p při 30 snímcích za sekundu, s předběžnou vyrovnávací pamětí až 90 s, duálními mikrofony pro potlačení šumu a výdrží baterie 12 hodin. Tato doba může být v případě potřeby o několik hodin prodloužena. Velký důraz je kladen na odolnost kamery, její snadné ovládání i na její připevnění, které musí být pevné a spolehlivé. Pokud by se i tak kamera ztratila, nebude mít nikdo k jejím datům přístup, protože je šifrovaná a lze ji připojit pouze ke konkrétnímu certifikovanému systému. Kamery jsou součástí systému, který zahrnuje dokovací stanice (až pro 40 kamer), systémové řadiče a úložiště systému. Dokovací stanice slouží k ukládání a nabíjení kamer a k odesílání dat. Uživatel může kameru vložit do libovolné dokovací stanice, data jsou z ní vysílána do systémového řadiče, který zajistí jejich správnou cestu a uložení do cílového úložiště. Tím může být jednoduchý systém pro správu videomateriálů nebo prakticky jakýkoliv jiný systém integrovaný s otevřeným rozhraním VAPIX. Průběh odesílání a umístění videa ze systémového řadiče lze sledovat a v metadatech zjistit, kde, kdy a kdo dané video nahrál. Šém pro dohledové systémy O další nabídce společnosti Axis, neméně důležité, přestože je nehmotné povahy, se nám v rámci článku vejde už jen zmínka. Jde především o programové vybavení dohledových systémů i jejich prvků, ale i o rozsáhlé projekty, týkající se například uplatnění dohledových systémů v optimalizaci bezpečnosti, dopravy a životního prostředí v inteligentních městech. Pro videodohled je důležitý analytický software, zejména aplikace pro rozpoznávání objektů a akcí. Při jejich vytváření je s výhodou využívána umělá inteligence (AI – Artificial Intelligence). Ta bývá často přeceňována – tam, kde je v současné praxi s úspěchem používána, se její aplikace zatím zaměřují především na konkrétní problémy ve značně omezených oblastech. Jedním z oborů AI je strojové učení, tedy metody, které umožňují počítačům zdokonalovat algoritmy jejich procvičováním na základě skutečných příkladů. Toho se dosahuje vyhodnocováním závislosti mezi vstupními daty a výslednými akcemi pomocí popsaných nebo nepopsaných příkladů. Při odhalování a rozpoznávání objektů ve snímaném obrazu je popisem myšleno přiřazování poznámek k vybraným elementům obrazu, reprezentujícím umístění a typy objektů, které chceme v obraze rozpoznat. Ve společnosti Axis je pro vývoj nových analytických aplikací ověřováno využití moderní podkategorie strojového učení nazvané hluboké učení. Při ní je učení podporováno algoritmy založenými na simulacích neuronové sítě. Čím se využití hluboké učení liší od tradičního programování? Při tradičním programování jsou z aplikací shromažďována data, v našem případě data popisující obrazy. Na základě jejich analýzy vytvářejí programátoři program realizující algoritmus, který určuje, jaké vlastnosti musí mít objekt, aby jej program správně detekoval. Tento program je opakovaně ověřován a laděn, až dosáhne požadované přesnosti. Při využití hlubokého učení jsou také nejprve shromažďována data, která jsou následně automat icky nebo lidmi popsána s ohledem na správnou detekci objektů. Tato data se potom společně s anotacemi označujícími správné detekce zadávají do tréninkového procesu algoritmu hlubokého učení. Tento proces pokračuje, dokud se aplikace pro hluboké učení nenaučí příslušný objekt uspokojivě detekovat. Tréninkem vygenerovaný model je pak základem programu na rozpoznávání objektů. Při využívání tohoto postupu musí být množství shromážděných dat výrazně větší než při klasickém programování. Musí, ale vzhledem k automatickému zpracování také snadno může. Po konečném vygenerování programu se model již nezdokonaluje a nic nového se neučí. Díky velkému množství zpracovávaných dat dosahují aplikace využívající hluboké učení zpravidla vyšší přesnosti. V oblasti videodohledu je metodika založená na hlubokém učení u většiny aplikací ještě v počáteční fázi rozvoje. Existují však aplikace, v nichž již dnes přináší významné zlepšení analytických funkcí. Ve všech kamerách Axis vybavených procesorem ARTPEC-7 je zdarma přeinstalovaný software, který provádí přímo v kameře analýzu videa a automaticky detekuje a klasifikuje snímané lidi a vozidla. Na jejich základě pracují speciální aplikace k odhalování narušení prostoru nebo podezřelého setrvávání osob ve sledovaném prostoru. V událostech posledních dní se uplatnily i aplikace sledující vstup osob do místnosti, resp. jejich počet uvnitř místnosti. Klasifikace vozidel a rozpoznávání registračních značek lze s výhodou využít při řízení a kontrole dopravy a parkování. Technologie pro nové výzvy nejen v průmyslu Obor videodohledu se může zdát jako velmi specializovaný. Jeho vliv na náš každodenní život je však znatelný a neustále roste – o tom nás ostatně přesvědčily i události posledních dní. /Josef Chládek/
