Підрахунок відвідувачів, як функція відеоаналітики

Зачем считать людей?

В последнее время подсчёт людей на входе в публичные места набирает большой популярности. Особенно этому способствует всеобщая борьба с терроризмом и введение численных методов в развитие торговли. Смарт-функция подсчёт людей стала настоящей находкой для маркетологов, владельцев торговых комплексов и супермаркетов.

Подсчет людей — это ключ к розничной аналитике. Интеграция людей, учитывающих существующие отчеты KPI, позволяет розничным торговцам оценивать коэффициенты конверсии и лучше понимать производительность магазина. Реализация этой функции помогает розничным торговцам измерять поездки клиентов по магазинам, рассчитывать конверсию подходящего помещения, определять наиболее загруженное время отдельных магазинов по часам, дням или неделям, чтобы повысить эффективность персонала и многое другое.

Производительность любого торгового центра сильно зависит от трафика посетителей. Таким образом, измерение трафика является важным ключевым показателем эффективности для операторов торговых центров, желающих повысить операционную эффективность и улучшить стратегии лизинга.

Исследования показывают, что очередь при оформлении заказа является основной причиной неудовлетворенности клиентов. Следовательно, короткие очереди - и особенно ожидание коротких последовательностей проверки - являются ключами к построению лояльности клиентов и поощрению расходов. Точные измерения в очереди могут обеспечить значительные преимущества для бизнеса без увеличения числа сотрудников.

Но не только в торговле подсчёт создаёт преимущества. Приблизительно тот же эффект наблюдается в транспортных системах, особенно в системах пассажиропотоков. Также это касается и использования общественных мест и залов ожидания государственных организаций, взаимодействующих с населением. Общественные места часто рассчитаны на ограниченное количество людей по соображениям безопасности. Реализация этой функции помогает библиотекам, паркам, музеям, национальным памятникам и аналогичным местам точно измерять количество посетителей и их поведение. Очень важно понимать поток трафика от каждого входа в аэропорт, чтобы улучшить время ожидания, оптимизировать трафик и повысить удовлетворенность пассажиров.

Как работает счётчик посетителей?

Изначально подобная функция была реализована горизонтальными световыми датчиками. Самая примитивная реализация — это перекрытие ИК-луча при входе в магазин. Однако такая система фиксирует сам факт и не дает понимания, вошел посетитель или вышел, а также не позволяет правильно посчитать группу людей, одновременно входящих в магазин. Системы как те, что стоят в турникетах метро для пресечения неоплаченного прохода определяют направление, но без учёта карт и жетонов не в состоянии оценить категорию граждан, а при установке такой системы в магазине также не способны чётко распознать одновременный проход группы людей.

Хотя систему подсчёта на датчиках можно объединить с системой идентификации, что не совсем удобно в общественных местах и магазинах, и системой обычного видеонаблюдения, она вряд ли даст всю полноту необходимых данных в реальном времени и по оперативному запросу. Для получения удобных данных от подобного симбиоза необходимы люди, выявляющие и подсчитывающие данные, требующие время и финансирование. Дешевизна самой системы на датчиках с последующей аналитикой выражается в очень дорогой проект, с лихвой покрывающий расходы на современные системы, основанные на видеонаблюдении, которое как правило всё равно ставится.

Сейчас сложный сбор данных о продажах, огромные электронные таблицы и трудоемкий анализ — это история. Более продвинутые функции есть у системы, производящей подсчет посетителей на основе видеоаналитики. Данные с такой системы можно представить в виде графика посещаемости магазина, что позволяет усиливать персонал магазина большим количеством продавцов-консультантов в часы пик без необходимости присутствия такого персонала весь день, что существенно сокращает расходы на персонал.

На сегодняшний день это одна из популярных технологий, которая имеет широкое применение на рынке. Технологии компьютерного зрения, как она называется исторически, позволяют создать счётчик посетителей высокого качества. Счётчик распознает проходы людей в видеопотоке, поступающем с двух камер, объединенных в одном корпусе устройства и установленных над входом в помещение. Благодаря двум камерам создается эффект стереовидеоизображения, что положительно сказывается на точности подсчета в сравнении с сенсорами, использующими только одну камеру, что также применяется для простого посчёта входящих и выходящих. Некоторые системы такого класса двухобъективных специализированных камер интегрируются с базами данных о продажах, что позволяет осуществлять полноценный анализ.

Современная система подсчёта посетителей предоставляет менеджерам полное представление о производительности магазина и оценке данных, связанных с трафиком, для более эффективных маркетинговых и операционных решений в аэропортах.

Точность подсчёта посетителей может колебаться от помещения к помещению. Системы, основанные на компьютерном зрении (видеоаналитике), чувствительны к изменению освещения и теням, которые могут привести к неточному подсчёту. Если освещённость помещения постоянна, как правило достигается высокая точность подсчёта, однако, например, подсчёт людей на улице может быть неточным по причине попадания солнечного света в камеру или наоборот, падения освещённости из-за туч.

Принцип работы похож на срабатывание при пересечении линии – происходит фиксация каждого пересечения, но при этом значительно повышена защита от ложных срабатываний, что позволяет получать максимально достоверные статистические данные о количестве посетителей. Подсчитывается количество вошедших и вышедших людей.

Адаптивные алгоритмы разработаны для обеспечения точного учета как для наружного, так и для внутреннего использования. Многослойное вычитание фона на основе цвета и текстуры считается наиболее надежным алгоритмом, доступным для изменения теней и условий освещения. Благодаря достижениям в обработке изображений, определение человеческой фигуры может достичь 98% точности в некоторых условиях освещения. Ожидается, что использование функций искусственного интеллекта и распознавания образов еще больше повысит его точность.

Вслед за обнаружением человека требуются ещё алгоритмы подсчёта, зависящие от места применения:

В итоге формируется архив с пакетом данных, которые можно просматривать за выбранный период (день, неделя, месяц, год). Также присутствует возможность отображения счетчиков на OSD.

Именно из-за этого многообразия алгоритмов, вовремя подключающихся при различных условиях, камеры, выполняющие подсчёт людей, считаются камерами с искусственным интеллектом (AI) и относятся к классу DeepSense у Dahua или DeepinView у Hikvision Ultra Smart камер. Впрочем, если не вдумываться в дебри реализации, функция кажется довольно простой и выдаёт лишь статистические данные с камеры. Функция «Подсчет людей» лишь позволяет определять потоки людей на входе и экспортировать ежедневные/ ежемесячные/ годовые отчеты. Причём последнее при условии подключения к регистратору и в реальности способного создать отчёт максимум за полгода. Однако, если использовать специализированные сервера, то возможно и отчеты делать за несколько лет и за счёт интеграции с другими данными получать синергетические результаты.

В общем случае камеры, обеспечивающие подсчёт посетителей, в подавляющем большинстве являющиеся IP камерами, не предусмотрены для работы вне системы видеонаблюдения. Хотя в них, как правило, можно вставить micro SD карту до 128Гб, в длительном периоде объём статистических данных требует несколько терабайт, а соответственно это регистратор или сервер хранения под управлением специального ПО. Да и зачастую не все персональные особенности посетителей можно получить из такой камеры.

Как настроить и что мы увидим в результате?

Так, например, для камер Dahua выбор зоны прохода делается через Web-интерфейс.

Рисуется зона детекции

Указывается учётное направление и период выполнения подсчёта.

В процессе наблюдения статистику можно видеть, как в настроечном окне на экране, так и в соответствующих ячейках.

Также процесс учёта можно наблюдать в режиме живого просмотра, видя, как зону прохождения, так и счётчики в левом верхнем углу, а также рамку выявления проходящего.

Запись также сохраняет методанные счётчика и зон, что позволяет просматривать этот процесс в плеере.

Поскольку основная часть моделей с поддержкой этой функции у Dahua относится к топовой серии UltraSmart и совсем чут-чуть к профессиональной серии Eco-Savvy, камера Dahua всегда сама создаёт статистику входа и выхода людей в определенную область изображения, и, наконец, она выводит данные статистики, предоставляя виды отчетов данных, таких как дневной отчет, отчет за месяц и отчет за год. 

В ней существует два способа представления: линейная диаграмма и гистограмма, обеспечивающая функцию экспорта данных. Статистика может быть экспортирована как линейная диаграмма, гистограмма или файлы excel.

Примечание: Отчёт подсчета людей поддерживает максимальные данные за полгода, камера будет автоматически перезаписывать данные на своём носителе иле регистраторе с начала при превышении одного года. Разумеется, если носитель позволяет хранить запись такой давности.

А для камер Hikvision интерфейс и возможности зависят от серии, так как данная функция уже появляется в упрощённом виде в полупрофессиональных камерах, данные из которых доступны только на регистраторе:

В основном данная функция доступна в обычных профессиональных камерах (4 серия):

Где задаются параметры размещения камеры, чувствительность алгоритма и графически зона и направление входа.

Отчёт же выдаётся аналогично камерам Dahua, плюс в виде таблицы, но не предусмотрен экспорт.

В камерах Hikvision подороже подбор алгоритма зависящий от размещения и чувствительности камерой выбирается автоматически:

А вот отчёт выполняет встроенное в камеру приложение:

по сути дающее всё те же данные. Но в табличном представлении экспорт данных Excel предусмотрен.

В бесплатном ПО типа Smart PSS у Dahua или iVMS-4200 у Hikvision получить больше данных или другие графики не получится, 

но если использовать для аналитической обработки специальные приложения, такие как DSS у Dahua, iVMS-5200 Pro или HikCentral у Hikvision, то кроме просмотра изображения с камеры со счётчиком прошедших:

и тех же графиков, и таблиц с экспортом всех представлений

можно получить комбинированную аналитику за несколько периодов,

или при условии сбора персональных особенностей людей, который обычно сопутствует AI определению лиц, можно получать данные о возростных и половых группах посетителей, а также о их настроении на моменты входа и выхода, которые могут свидетельствовать об уровне удовлетворённости клиента.

Какие камеры ведут подсчёт людей и что ещё они могут дать?

Но пора посмотреть на сами камеры, реализующие функцию People Counting. И начнем мы естественно с тех, где данная функция реализована в полном объёме алгоритмов и выдаёт дополнительные данные.

Знакомтесь: Dahua 3MP Dual-lens People Counting Camera.

Она предлагает искусственный интеллект на борту с использованием сложных алгоритмов подсчета посетителей в реальном времени для точной статистики потока. Камера использует усовершенствованный процессор Vision Processor Unit (VPU), который обеспечивает высокопроизводительное машинное зрение и визуальную осведомленность, что позволяет использовать расширенные средства наблюдения, которые невозможны при использовании обычных интернет каналов.

Двойные 3-мегапиксельные датчики работают в симбиозе, чтобы обеспечить единый видеопоток, который фиксирует глубину 3D в изображении, обеспечивая улучшенную точность по сравнению с камерами с одним датчиком. Технология с двумя датчиками захватывает высоту объекта, позволяя камере лучше различать людей и другие объекты.

Камера предлагает две отличные функции подсчета людей, подсчёт на линии (при пересечении линий) и подсчёт на площади (при входе или выходе из региона). Функция пересечения линий подсчитывает количество людей, пересекающих определенные линии, и предлагает определение максимальной / минимальной высоты, чтобы помочь фильтровать слишком высокие или слишком маленькие объекты. Региональная функция подсчитывает количество людей в десяти (10) различных, определенных пользователем регионах.

Dual-Lens People Counting DeepSense IP камера Dahua DH-IPC-HDW8341X-3D 3 0 Mpx 2 8 mm

Камера ведёт подсчёт людей при пересечении линии и в заданной области, определяя рост человека, а кроме того, может строить тепловую карту и обнаруживать пропадание или появление предметов. Она стоит около $1000.

По сути это пока единственная специализированная камера у Dahua в серии Ultra Smart.

Hikvision же в данном классе представляет большее многообразие:

Hikvision iDS-2CD6810F/C — это камера подсчета людей от Hikvision, которая использует интеллектуальные технологии для точного отдельного подсчета количества людей, входящих, выходящих и проходящих мимо. Это IP-видеокамера наблюдения с двойным объективом с разрешением всего 640 x 960 обеспечивает точность подсчёта более 97%, ее легко настроить, к тому же она очень компактна. Она стоит около $1000 и скоро появится в продаже.

Dual Lens People Counting DeepinView IP камера Hikvision iDS-2CD6810F/C 640×960 2mm

Полностью аналогичная внутри камера просто в другом антивандальном корпусе iDS-2CD6810F-IV/C (iDS-2XM6810F-I/C)- это специализированная камера для подсчета людей, поддерживающая отдельный подсчет людей, входящих, выходящих и проходящих мимо. Камера может регистрировать пешеходный поток или контролировать количество людей в определенном месте. Предназначена для транспортных узлов, розничных магазинов, спортивных площадок, аттракционов, парковки, транспортных средств и т.д., где нужны сбор и анализ точной информации о посетителях. 

Outdoor Dual Lens People Counting DeepinView Hikvision IP камера iDS-2CD6810F-IV/C 1.3MP 2.8mm

Пожалуй, самый выраженный недостаток 3D-систем подсчета количества покупателей — в высокой стоимости таких решений. Но, нужно отметить, что целевая группа пользователей данных систем — крупнейшие сетевые ритейлеры и арендаторы ТЦ. У них не должно возникнуть проблем с оснащением подобной инфраструктурой.

Отметим, что конечная эффективность 3D-систем во многом определяется качеством их компонентной базы.

До недавних пор стереосистемы с двумя объективами выигрывали в точности у счетчиков с одним объективом из-за того, что последние были чувствительны к теням, солнечным бликам и прочим помехам. Однако, с развитием технологий появилась возможность создать принципиально новый алгоритм подсчета для видеодатчиков с одним объективом.

Системы на базе 2D-счетчиков — отличное решение для небольших и средних торговых сетей, которые, тем не менее, осваивают продвинутые алгоритмы оптимизации продаж за счет анализа данных о покупательском трафике.

Как правило, камеры с одним объективом, поддерживающие функцию подсчёта, являются универсальными smart-камерами, где подсчёт количества людей идёт наряду с другими. В этих камерах как правило реализованы не самые продвинутые алгоритмы опознания и подсчёта, но вполне достаточные для статистических расчётов.

Так расширенные аналитические функции доступны для сетевых видеокамер наблюдения Dahua серий Super (6000 и 8000) и Ultra (8000), а также видеорегистраторов серий Super (6000) и Ultra (7000). К этим функциям относятся:

• Обнаружение лица — видеокамера автоматически фиксирует лицо человека и отправляет его снимок в NVR для анализа и обработки (также функция доступна в видеокамерах наблюдения серий Pro 4000 и 5000).
• Подсчет количества людей — программное обеспечение считает количество входящих/выходящих людей.
• Тепловая карта — благодаря возможности обнаружения тепла, которое излучают тела, отмечает области с наибольшим количеством людей.
• Обнаружение движения — когда в определенной области происходит движение, срабатывает сигнал тревоги (функция доступна во всех IP камерах).
• Обнаружение пересечения линии — сигнализация срабатывает, когда объект пересекает определенную границу (функция также доступна в сериях Lite h.265 и Eco-Savvy).
• Обнаружение вторжения — сигнал тревоги срабатывает, когда человек или объект входит, или выходит из определенной области (функция также доступна в сериях Lite h.265 и Eco-Savvy).
• Обнаружение изменений в обстановке — если видеоаналитика “увидит”, что в охраняемой зоне произошли какие-либо изменения, она также вызовет тревогу (функция также доступна в серии Eco-Savvy).
• Обнаружение оставленных без присмотра или, наоборот, пропавших предметов (функция также доступна в серии Eco-Savvy).

Для Hikvision Серия SMART IP камер DS-2CD4xxx и регистраторы серий DS-7200, DS-7600, DS-7700, а также некоторые DS-7100 и DS-9600 поддерживают функции:

• обнаружение заслона объектива (функция доступна во всех IP камерах),
• обнаружение лиц,
• обнаружение звуковых изменений,
• обнаружение расфокусировки (функция доступна в большинстве IP камер),
• подсчет людей,
• распознавание номеров (функция доступна в /P серии камер),
• обнаружение движения (функция доступна во всех IP камерах),
• обнаружение пересечения линии,
• обнаружение вторжения,
• обнаружение изменений в обстановке,
• обнаружение оставленных без присмотра или, наоборот, пропавших предметов.

Однако только камеры и регистраторы для специализированных решений имеют бизнес-аналитику (построение тепловых карт, расширенный подсчет людей).

Впрочем, и среди камер с одним объективом встречаются специализированные камеры подсчёта людей.

Купольная IP-видеокамера Starlight серии Eco savvy Dahua IPC-HDB4231FP-MPS с функцией подсчета посетителей распознаёт объекты, перемещающиеся в поле её зрения, и идентифицируют их как людей по габаритам и характеристикам передвижения. Она идеально подходят для видеонаблюдения за одностворчатыми и двустворчатыми дверьми и для большинства магазинов с высотой потолков от 2,70 м (8,86 фута) и выше. Такая камера обладает прекрасными рабочими характеристиками, имеет привлекательный внешний вид и разумную цену. Её цена всего 6160 грн.

 Hikvision 1.3MP интеллектуальная сетевая Fisheye камера подсчёта людей iDS-2CD6412FWD/C — сетевая миниатюрная панорамная IP-видеокамера наблюдения. Камера оснащена модулем аналитики “Подсчёт людей”. Отчёты можно экспортировать в диаграмму Excel. Её цена 8624 грн.

IP видеокамера подсчёта людей Hikvision iDS-2CD6412FWD/C

iDS-2CD6124FWD-IZ/C — 2 Мп IP интеллектуальная сетевая купольная видеокамера Hikvision благодаря встроенным алгоритмам опознавания и подсчёта людей сетевая камера iDS Intelligence способна вести качественный учёт посетителей. Интеллектуальная камера iSCMS в сочетании с программным обеспечением для управления видеоизображением iVMS-5200 Professional представляет собой простое в использовании и экономичное решение для анализа данных. Её цена около 18 000 грн.

IP видеокамера подсчёта людей Hikvision iDS-2CD6124FWD-IZ/C

Нужно заметить, что последние 2 камеры не всегда есть в постаке и имеют высокую цену, особенно последняя, однако качество определения имеют не высокое, что и определяет их отсутствие. Впрочем, и камера Dahua с процессором соответствующем среднему классу качество определения имеет не высокое.

Главный недостаток систем, функционирующих на базе принципа распознавания покупателя на общем световом фоне (когда посетитель заходит (выходит), то световой фон меняется, и система фиксирует, соответственно, вход или выход человека.) — невысокая точность подсчетов во многих сценариях покупательского поведения (например, если человек, находясь в анализируемом участке, долго стоит и не знает — будет ли заходить в магазин или нет), при изменениях светового фона, не предусмотренных программным алгоритмом (например, если в объектив попадают предметы, похожие на человека — большие игрушки, предметы верхней одежды), при плотном трафике, общем изменении светового фона (например, если перегорает лампа, усиливается солнечный свет). Идеальные условия для обеспечения точности измерений с помощью рассматриваемых устройств могут наблюдаться не слишком часто.