Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в целом, к области видеона- блюдения и, более конкретно, к распределенной архитектуре системы видеомониторинга леса, которая, в общем, обеспечивает возмож- ность вести мониторинг больших лесных территорий с определением координат обнаруживаемых объектов при помощи оптической пассив- ной локации с целью раннего обнаружения лесных пожаров для их дальнейшей локализации и тушения.

Предшествующий уровень техники

Системы видеомониторинга леса, предназначенные для обнаруже- ния и определения местоположения лесных пожаров, стали приме- няться сравнительно недавно. Тем не менее, их актуальность все возрастает, поскольку проблема лесных пожаров по праву может считаться одной из наиболее серьезных и нерешенных в настоящий момент человеком проблем. Лесные пожары возникают и приносят огромный ущерб во многих странах мира, свидетельством чему могут служить лесные пожары на территории Российской Федерации летом 2010 г., имевшие катастрофические последствия, в том числе и по причине невыполнения их раннего обнаружения и определения их ме- стоположения, о чем многократно и развернуто говорилось в сред- ствах массовой информации.

Ниже, со ссылкой на Фиг. 1, приведена иллюстрация базовой структуры "классической" системы видеомониторинга леса . Известны- ми примерами таких систем видеомониторинга леса являются системы ForestWatch (Канада) , IPNAS (Хорватия) , Fire atch (Германия) .

Схожие системы разработаны и в Российской Федерации, например "Клен", "Балтика".

Иллюстрируемая на Фиг. 1 система 100 видеомониторинга леса в общем случае включает в себя множество дистанционно управляемых точек видеомониторинга 110 и связанные с ними одно или более ав- томатизированных рабочих мест 120 оператора для надлежащей экс- плуатации точек видеомониторинга 110.

Оборудование 120 автоматизированного рабочего места операто- ра, в общем, реализуется на основе широко известных компьютерных и коммуникационных технологий и, в типичном случае, содержит вы- полненный с возможностью удаленного обмена данными компьютер с установленным на нем специализированным программным обеспечением и программным обеспечением общего назначения. Аппаратные сред- ства и программное обеспечение общего назначения (например, опе- рационная система) из состава такого компьютера являются широко известными в технике. При этом, под понятием "компьютер" может пониматься персональный компьютер, ноутбук, совокупность связан- ных между собой компьютеров и т.п. с характеристиками, отвечаю- щими требованиям, предъявляемым к системе 100. К компьютеру под- ключено дисплейное устройство, отображающее при работе компьюте- ра ассоциированный со специализированным приложением графический пользовательский интерфейс (GUI) , посредством которого оператор выполняет работу по визуальному мониторингу территории и управ- лению точками 110 видеомониторинга. Взаимодействие с элементами графического пользовательского интерфейса осуществляется с помо- щью широко известных устройств ввода, подключенных к компьютеру, таких как клавиатура, мышь и т.п.

Каждая точка 110 видеомониторинга, по сути, представляет со- бой оборудование 111 передающей стороны, размещенное на высотном сооружении 112. Высотное сооружение 112, в общем, может пред- ставлять собой любое высотное сооружение, удовлетворяющее нала- гаемым на систему 100 требованиям (т.е. приспособленное для раз- мещения оборудования передающей стороны на достаточной высоте и обеспечивающее возможность осматривать достаточно большую терри- торию) , и обычно представляет собой вышку провайдера связи, выш- ку оператора сотовой связи, телевизионную вышку, вышку освещения или .п.

Обобщенным термином "оборудование передающей стороны" 111 обозначается размещенная на высотном сооружении 112 аппаратура, содержащая управляемое видеоустройство 113 и коммуникационный модуль 114 для осуществления связи/обмена данными с рабочим ме- стом(ами) 120 оператора.

Управляемое видеоустройство 113, в общем случае, представля- ет собой цифровую видеокамеру 115, оснащенную трансфокатором 116 и смонтированную на поворотном устройстве 117, посредством кото- рого можно механически менять пространственную ориентацию видео- камеры 115 с высокой точностью.

Оборудование 111 передающей стороны также содержит устрой- ство 118 управления видеокамерой, связанное с коммуникационным модулем 114, видеокамерой 115, трансфокатором 116 и поворотным устройством 117 и предназначенное для общего управления функция- ми управляемого видеоустройства 113 в целом и его компонентов в частности. Так, по приему управляющих сигналов от оператора че- рез коммуникационный модуль 114 устройство 118 управления при- способлено задавать требующуюся пространственную ориентацию ви- деокамеры 115 (например, для наведения ее на объект, наблюдение которого требуется), управляя поворотным устройством 117, и/или выполнять приближение/удаление изображения наблюдаемого с нее объекта, управляя трансфокатором 116. Помимо этого, устройство

118 управления приспособлено определять текущую пространственную ориентацию видеокамеры 115 и выдавать данные о текущей ее про- странственной ориентации через коммуникационный модуль 11 за- прашивающей стороне (в частности, на рабочее место 120 операто- ра, где эти данные, например, отображаются в GUI) . Перечисленные здесь функциональные возможности являются известными свойствами современных комплектов управляемых видеокамер, предлагаемых на рын е .

Устройство 118 управления, в общем, представляет собой оче- видный для специалиста основывающийся на микропроцессорах аппа- ратный блок типа контроллера, микрокомпьютера и т.п., известным образом запрограммированный и/или программируемый для выполнения предписанных ему функций. Программирование устройства 118 управ- ления может осуществляться, например, путем записи ("прошивки") его микропрограммного обеспечения ("firmware") , что является ши- роко известным в технике. Соответственно, с устройством 118 управления видеокамерой, в типичном случае, связано запоминающее устройство (например, интегрированная флэш-память), в которой хранится соответствующее (микро) программное обеспечение, испол- нением которого реализуются ассоциированные с устройством 118 управления функции.

Рабочие места 120 оператора могут быть связаны с точками 110 видеомониторинга как напрямую, так и посредством сети связи

(например, сети 130) с использованием широко известных и исполь- зуемых проводных и/или беспроводных, цифровых и/или аналоговых коммуникационных технологий, при этом коммуникационный модуль

114 точки 110 видеомониторинга и коммуникационный интерфейс ком- пьютера рабочего места 120 оператора должны соответствовать ком- муникационным стандартам/протоколам, на основе которых строится такая связь .

Так, иллюстративная сеть 130, к которой подсоединены точки видеомониторинга и автоматизированные рабочие места 120 операто- ра, может представлять собой адресную сеть, такую как Интернет. При наличии на месте установки точки 110 видеомониторинга канала связи стороннего провайдера, что является распространенным слу- чаем, предпочтительно использовать этот канал для подключения оборудования 111 передающей стороны к Интернет. Если же в месте установки точки 110 видеомониторинга отсутствует возможность прямого подключения к сети Интернет, применяются широко извест- ные технологии беспроводной широкополосной связи (например, Wi- Fi, WiMAX, 3G и т.п.) для обеспечения связи между оборудованием 111 передающей стороны и точкой доступа в Интернет. Схожим обра- зом осуществляется подсоединение к сети 130 и рабочих мест 120 оператора. В частности, для подсоединения к сети 130 может ис- пользоваться, в зависимости от реализуемой технологии доступа, модем (в том числе, беспроводной) , сетевая интерфейсная плата (NIC), плата беспроводного доступа и т.п., внешние или внутрен- ние по отношению к компьютеру рабочего места 120 оператора.

Обычно система 100 также включает в себя подключенный к сети 130 сервер 140, которому делегируются функции централизованного управления совокупностью точек 110 видеомониторинга и их взаимо- действием с рабочими местами 120 оператора для обеспечения надежного функционирования системы 100. Сервер 140 в типичном случае представляет собой высокопроизводительный компьютер или совокупность связанных между собой компьютеров (например, стойку блейд-серверов ) с установленным на него (них) специализированным серверным программным обеспечением, имеющий (их) высокоскоростное (например, оптическое) соединение с Интернет. Аппарат- ная/программная реализация такого сервера является очевидной для специалиста. Помимо общих функций управления системой 100, сер- вер 140 может осуществлять и различные узкоспециализированные функции — например, он может выполнять функции видеосервера, обеспечивающего сбор и промежуточную обработку данных и предо- ставление их пользователю по запросу.

При таком способе организации системы видеомониторинга леса один пользователь может проводить мониторинг подконтрольной тер- ритории, одновременно управляя несколькими видеокамерами. Кроме того, за счет описанных выше характерных функциональных возмож- ностей обеспечивается возможность автоматического быстрого опре- деления местоположения очага возгорания при видимости с несколь- ких видеокамер, используя широко известный угломерный метод, а также хранение в памяти (например, на сервере 140 или в компью- тере рабочего места 120 оператора) заранее определенных маршру- тов патрулирования для быстрого доступа к ним и выполнения мони- торинга . Здесь под "маршрутом патрулирования" понимается заранее определенная последовательность изменения ориентации камеры, предназначенная для получения визуальной информации по требуемой предопределенной территории.

Необходимо заметить, что производительность современных электронных аппаратных средств позволяет создавать на их основе устройства визуализации и управления из состава компонентов си- стемы видеомониторинга леса с достаточно широкой пользователь- ской функциональностью, что существенно упрощает работу операто- ра . Кроме того, современные аппаратные средства, с помощью спе- циального исполняемого ими программного обеспечения, могут взять на себя некоторые функции по автоматическому обнаружению потен- циально опасных объектов на видео или фото изображениях, получа- емых с видеокамер (при мониторинге леса такими объектами может быть дым, пожар и т.п.) - Такие системы компьютерного зрения для поиска на изображении опасных объектов могут использовать апри- орную информацию об особенностях дыма или огня, например, специ- фичное движение, цвет, яркость и т.п. Подобные системы компью- терного зрения применяются во многих отраслях промышленности, начиная от робототехники до охранных систем, что достаточно по- дробно изложено, например, в публикации "Компьютерное зрение. Со- временный подход", Д. Форсайт, Ж. Понс, издательство "Вильяме", 2004, 928 с.

Такая интеллектуальная подсистема, реализующая указанные технологи компьютерного зрения, в общем может быть реализована и на рабочем месте 120 оператора, и на сервере 140, и даже в самом управляемом видеоустройстве 113.

Выше представлено обобщенное структурное описание классиче- ской системы видеомониторинга леса, принцип действия которой ос- нован на использовании управляемых видеокамер. Дополнительные её аспекты, связанные непосредственно с определением и обработкой координат обнаруживаемых объектов, более подробно отражены, в частности, в патентных публикациях RU 2458407, 0 2012/118403.

Стоит отметить, что создание и разворачивание подобных си- стем видеомониторинга леса стало возможным только в последние годы. Только сейчас количество вышек сотовой связи стало тако- вым, что покрываются основные пожароопасные места. Кроме того, стали существенно более доступными услуги широкополосного Интер- нета, позволяющие осуществлять обмен большими объемами информа- ции и передавать через Интернет видео реального времени, и уменьшилась стоимость оборудования для обеспечения беспроводной связи на большие расстояния.

Однако, в контексте актуальнейшей задачи мониторинга больших территорий (т.е., масштаба субъекта федерации или страны) при построении системы видеомониторинга леса следует учитывать сле- дующие существенные проблемы.

Требующееся большое количество поворотных камер в составе системы затрудняет процесс визуального контроля территории: например, оператор может пропустить участок, который обозревает- ся камерой, тогда как следующий осмотр данного участка может произойти через длительное время. Следовательно, должны быть ис- пользованы системы автоматизации и автоматического обнаружения, при этом такая автоматизация процесса обнаружения требует значи- тельных вычислительных ресурсов и передачу больших объемов дан- ных .

Однако, простое наращивание вычислительных мощностей в рас- сматриваемом контексте не является панацеей, поскольку исключи- тельно сложной задачей становится обеспечение соответствующей коммуникационной инфраструктуры для передачи данных от точек ви- деомониторинга (например, таких как точки видеомониторинга 110 на Фиг. 1) на компьютеры рабочих мест операторов (120) и/или сервер (140) в виду того, что для потребной коммуникационной ин- фраструктуры, по сути, неотъемлемым образом характерна значи- тельная пространственная разнесенность и сильная неоднородность .

Так, на текущий момент техническая возможность подключения точек видеомониторинга к сетям передачи данных, как правило, весьма ограничена. В частности, для трансляции видеопотока с ви- деокамеры стандарта FullHD по умолчанию подразумевается наличие канала связи с пропускной способностью около 4 Мбит/с, однако, в некоторых местах на пути от камеры до оператора предусмотрены лишь каналы связи с пропускной способностью порядка 100 кбит/с, что автоматически означает невозможность прямой организации ви- деонаблюдения .

В канве вышеуказанных проблем, возникающих при решении зада- чи мониторинга больших территорий, становится очевидной слабая пригодность классических систем видеомониторинга леса, описанных выше .

Так, в силу "локальной" направленности классических систем видеомониторинга принципы их построения не подразумевают доста- точной гибкости и предполагают наличие одного сервера, на кото- ром выполняется вся обработка данных. Такой подход, в свою оче- редь, предполагает, что коммуникационная инфраструктура должна быть такова, что ее характеристик достаточно для транспорта дан- ных от видеокамер, их анализа и доставки результатов анализа ко- нечному потребителю. Как было сказано выше, опыт построения си- стем мониторинга больших территорий говорит, что коммуникацион- ная инфраструктура, сильно разнесенная географически, всегда имеет узкие места (т.е. участки с недостаточной пропускной спо- собностью) , которые снижают эффективность доставки данных в це- лом. Только этот факт делает применение классических схем по- строения систем видеомониторинга нецелесообразным для больших территорий как с технической, так и с экономической точки зре- ния, поскольку для устранения таких узких мест предполагается масштабная организация новых высокоскоростных каналов связи, включая развертывание нового оборудования и т.п., и/или дорого- стоящая аренда имеющихся сторонних высокоскоростных каналов свя- зи .

Кроме того, при подразумеваемой интенсивной автоматизирован- ной обработке видеоданных, сосредоточение такой обработки на од- ном сервере также является проблемой в силу ограниченности вы- числительных ресурсов единичного сервера.

В качестве иллюстрации вышесказанного, на Фиг. 2 примерно показана потребность различных компонентов классической системы

100 видеомониторинга леса по Фиг. 1 в каналах связи, где ширина стрелки условно соответствует потребной пропускной способности входного/выходного канала связи (не в масштабе). В данном случае под "Интернет" подразумевается некоторая цифровая сеть передачи данных, которая фактически не имеет ограничений по скорости.

Таким образом, в технике имеется потребность в построении распределенной архитектуры системы видеомониторинга леса на большой территории, которая обеспечивает эффективную организацию трафика данных, устраняя необходимость повсеместного использова- ния дорогостоящих высокоскоростных каналов на подконтрольной большой территории, а также обеспечивает возможность гибкого управления вычислительными ресурсами, необходимыми для анализа полученных данных .

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание распреде- ленной системы видеомониторинга леса с эффективной организацией трафика данных и обеспечением возможности гибкого управления вы- числительными ресурсами, а также способа автоматизированного об- наружения возгорания, осуществляемого данной системой.

Согласно соответствующему этой задаче аспекту, предложена система видеомониторинга леса. Предлагаемая система содержит множество точек видеомониторинга, каждая из которых содержит ви- деокамеру на высотном сооружении.

Система видеомониторинга леса также содержит подсистему управления видеомониторингом и первичной обработки видеоданных, содержащую один или более видеосерверов. Каждому видеосерверу назначены одна или более точек видеомониторинга из упомянутого их множества для управления видеокамерами этих одной или более точек видеомониторинга. Каждый сервер связан с видеокамерами назначенных ему точек видеомониторинга посредством канала связи для получения видеоданных, снимаемых этими видеокамерами. Напри- мер, видеосерверы и видеокамеры назначенных им точек видеомони- торинга могут быть подсоединены к высокоскоростной виртуальной частной сети (VPN) .

Помимо этого, предлагаемая система содержит: подсистему хра- нения и вторичной обработки данных, содержащую один или более объектных серверов; а также один или более компьютерных термина- лов. Упомянутые видеосерверы, объектные серверы и компьютерные терминалы подсоединены к сети связи.

Каждый видеосервер выполнен с возможностью: выполнять анализ отснятых видеоданных для выявления признаков возгорания, при вы- явлении признаков возгорания, формировать объект данных потенци- альной опасности, относящийся к выявленному возможному возгора- нию, и посылать объект данных потенциальной опасности в подси- стему хранения и вторичной обработки видеоданных, предпочтитель- но, с запрашиванием сохранения этого объекта данных потенциаль- ной опасности в подсистеме хранения и вторичной обработки видео- данных .

Каждый объектный сервер выполнен с возможностью: сохранять и модифицировать объекты данных потенциальной опасности, и посы- лать объекты данных потенциальной опасности в компьютерные тер- миналы. Предпочтительно, объектный сервер получает объекты дан- ных потенциальной опасности из подсистемы управления видеомони- торингом и первичной обработки видеоданных.

На каждом терминальном компьютере установлено клиентское приложение для обеспечения взаимодействия оператора с подсисте- мой управления видеомониторингом и первичной обработки видеодан- ных и подсистемой хранения и вторичной обработки данных. Клиент- ское приложение сконфигурировано получать объекты данных потен- циальной опасности из подсистемы хранения и вторичной обработки данных и представлять объекты данных потенциальной опасности для оператора .

Согласно варианту осуществления, подсистема управления ви- деомониторингом и первичной обработки видеоданных дополнительно содержит одну или более баз данных, при этом каждый видеосервер выполнен с возможностью сохранять получаемые видеоданные, с при- вязкой к ассоциированным описательным метаданным, в связанной с ним базе данных из этих одной или более баз данных.

Согласно варианту осуществления, каждый видеосервер содержит компьютерно-реализованную систему компьютерного зрения для вы- полнения упомянутого анализа видеоданных. Система компьютерного зрения видеосервера извлекает видеоданные для анализа из связан- ной с ним базы данных. Система компьютерного зрения видеосервера при этом сконфигурирована формировать объект данных потенциаль- ной опасности по выявлении признаков возгорания в анализируемых видеоданных так, чтобы сформированный объект данных потенциаль- ной опасности был привязан к видеоданным, в которых были выявле- ны признаки возгорания, и ассоциированным метаданным, описываю- щим характеристики съемки этих видеоданных. Компьютерно- реализованная система компьютерного зрения предпочтительно вы- полнена с возможностью использования различных алгоритмов компь- ютерного зрения для обеспечения обнаружения признаков возгорания на различных типах камер и в различных условиях съемки . Согласно варианту осуществления, каждый объектный сервер до- полнительно выполнен с возможностью: сопоставлять полученный объект данных потенциальной опасности с ранее сохраненными объ- ектами данных потенциальной опасности в целях нахождения объек- тов данных потенциальной опасности, имеющих взаимосвязь с полу- ченным объектом данных потенциальной опасности. По результатам сопоставления объектный сервер выполнен с возможностью осуществ- лять по меньшей мере одно из сохранения полученного объекта дан- ных потенциальной опасности, модифицирования по меньшей мере од- ного из ранее сохраненных объектов данных потенциальной опасно- сти и модифицирования полученного объекта данных потенциальной опасности. Предпочтительно, объектный сервер выполнен с возмож- ностью, при выявлении среди ранее сохраненных объектов данных потенциальной опасности объекта данных потенциальной опасности, по существу, совпадающего с полученным объектом данных потенци- альной опасности, корректировать характеристики выявленного объ- екта данных потенциальной опасности на основе характеристик по- лученного объекта данных потенциальной опасности, без сохранения полученного объекта данных потенциальной опасности.

Согласно варианту осуществления, каждый объектный сервер вы- полнен с возможностью сохранения и поддержания всех изменений всех объектов данных потенциальной опасности, которые имеются на нем, в том числе и после удаления объектов данных потенциальной опасности .

Согласно варианту осуществления, подсистема управления ви- деомониторингом и первичной обработки видеоданных дополнительно содержит контроллер видеосерверов, подсоединенный к сети связи, для управления функционированием видеосерверов. Контроллер ви- деосерверов выполнен с возможностью динамического перераспреде- ления нагрузки между видеосерверами. Контроллер видеосерверов предпочтительно содержит средства диагностики и анализа текущей и среднестатистической нагрузки на видеосерверы, причем нагрузка включает в себя вычислительную нагрузку и нагрузку сетевого тра- фика. Видеосерверы получают списки точек видеомониторинга, назначенных им для обслуживания, от контроллера видеосерверов.

Контроллер видеосерверов предпочтительно выполнен с возможностью автоматически осуществлять динамическое переназначение точек ви- деомониторинга видеосерверам в зависимости от нагрузки на ви- деосерверы, тогда как каждый видеосервер предпочтительно выпол- нен с возможностью мониторинга своего списка точек видеомонито- ринга на предмет его изменения со стороны контроллера видеосер- веров .

Согласно варианту осуществления, предложенная система ви- деомониторинга леса дополнительно содержит один или более серве- ров окружения пользователей для контроля и конфигурирования до- ступа операторов к компонентам и ресурсам системы видеомонито- ринга леса через клиентские приложения, а также для маршрутиза- ции, совместно с клиентскими приложениями, данных, . необходимых операторам для работы. Каждое клиентское приложение сконфигури- ровано динамически определять, во взаимодействии с серверами окружения пользователей, и визуализировать для оператора инфор- мацию о доступных для оператора компонентах и ресурсах системы видеомониторинга леса. Клиентское приложение при этом сконфигу- рировано визуализировать для оператора список доступных для опе- ратора объектных серверов, список доступных для оператора ви- деосерверов и список доступных видеокамер, обслуживаемых этими видеосерверами. Клиентское приложение сконфигурировано при этом обеспечивать оператору возможность осуществлять доступ к видео- данным, поступающим в реальном времени с любой одной из доступ- ных ему видеокамер, или к сохраненным видеоданным, ранее отсня- тым какой-либо из доступных видеокамер, а также управлять рабо- той какой-либо из доступных видеокамер.

Согласно варианту осуществления, каждое клиентское приложе- ние сконфигурировано: визуализировать для оператора список объ- ектов данных потенциальной опасности, полученных от объектных серверов; при обращении оператора к какому-либо объекту данных потенциальной опасности из списка объектов данных потенциальной опасности, запрашивать хранящиеся в базе данных видеоданные, связанные с этим объектом данных потенциальной опасности, и ас- социированные метаданные на соответствующем видеосервере; визуа- лизировать упомянутый объект данных потенциальной опасности для оператора путем визуализации полученных видеоданных и ассоцииро- ванных метаданных; и обеспечивать оператору возможность подтвер- ждать или .не подтверждать возможное возгорание, о котором сигна- лизируется визуализируемым объектом данных потенциальной опасно- сти .

Согласно варианту осуществления, клиентское приложение вы- полнено с возможностью назначения точек видеомониторинга ви- деосерверам и/или с возможностью назначения территориальной об- ласти ответственности каждому из объектных серверов. В соответствии с реализуемым предлагаемой системой видеомо- ниторинга леса способу обнаружения возгорания, посредством ви- деосервера из множества видеосерверов: принимают видеоданные от по меньшей мере одной видеокамеры; выполняют анализ видеоданных для выявления признаков возгорания; при выявлении признаков воз- горания, формируют объект данных потенциальной опасности, отно- сящийся к выявленному возможному возгоранию, с привязкой к ви- деоданным, в которых были выявлены признаки возгорания, и, пред- почтительно, с дополнительной привязкой к метаданным, описываю- щим характеристики съемки видеоданных; и посылают объект данных потенциальной опасности в по меньшей мере один из объектных сер- веров .

Посредством объектного сервера: принимают объект данных по- тенциальной опасности; сопоставляют принятый объект данных по- тенциальной опасности с ранее сохраненными объектами данных по- тенциальной опасности; по результатам сопоставления выполняют по меньшей мере одно из сохранения принятого объекта данных потен- циальной опасности, модифицирования по меньшей мере одного из ранее сохраненных объектов данных потенциальной опасности и мо- дифицирования принятого объекта данных потенциальной опасности; и посылают один или более объектов данных потенциальной опасно- сти в по меньшей мере один компьютерный терминал.

Посредством компьютерного терминала: принимают объекты дан- ных потенциальной опасности и представляют объекты данных потен- циальной опасности для оператора.

Согласно варианту осуществления, при выявлении по результа- там упомянутого сопоставления среди ранее сохраненных объектов данных потенциальной опасности объекта данных потенциальной опасности, по существу, совпадающего с принятым объектом данных потенциальной опасности, модифицируют выявленный объект данных потенциальной опасности на основе принятого объекта данных по- тенциальной опасности, без сохранения принятого объекта данных потенциальной опасности.

Согласно варианту осуществления, предложенный способ допол- нительно содержит этапы, на которых, посредством компьютерного терминала: визуализируют для оператора список объектов данных потенциальной опасности, полученных от объектных серверов; при обращении оператора к какому-либо объекту данных потенциальной опасности из списка объектов данных потенциальной опасности, за- прашивают видеоданные, связанные с этим объектом данных потенци- альной опасности, и ассоциированные метаданные на соответствую- щем видеосервере; визуализируют упомянутый объект данных потен- циальной опасности для оператора путем визуализации полученных видеоданных и ассоциированных метаданных; и обеспечивают опера- тору возможность подтверждать или не подтверждать возможное воз- горание, о котором сигнализируется визуализируемым объектом дан- ных потенциальной опасности.

Перечень фигур чертежей

Вышеуказанные и иные аспекты и преимущества настоящего изоб- ретения раскрыты в нижеследующем подробном его описании, приво- димом со ссылками на фигуры чертежей, на которых:

Фиг. 1 — схематическая частичная иллюстрация системы ви- деомониторинга леса; Фиг. 2 — иллюстрация потребности компонентов системы 100 по

Фиг. 1 в каналах связи;

Фиг. 3 — общая иллюстрация системы видеомониторинга леса со- гласно настоящему изобретению;

Фиг. 4 — иллюстрация обнаружения одного потенциально опасно- го объекта с двух видеокамер;

Фиг. 5 — иллюстрация общей схемы взаимодействия клиентского приложения с компонентами системы 300 по Фиг. 3;

Фиг. 6 — иллюстрация территориальной структуры системы 300 по Фиг . 3 ;

Фиг. 7 — логическая блок-схема способа обнаружения возгора- ния согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 — иллюстрация обмена сообщениями для примера по Фиг . 4 ;

Фиг. 9, 10 — иллюстрация непосредственной работы с видеока- мерой из клиентского приложения;

Фиг. 11 — иллюстрация управления видеокамерой через ви- деосервер;

Фиг. 12 — иллюстрация ввода в эксплуатацию нового видеосер- вера;

Фиг. 13 — иллюстрация переноса обслуживания видеокамер с од- ного видеосервера на другой. Подробное описание изобретения

Согласно настоящему изобретению, предлагаемая распределенная архитектура системы видеомониторинга леса включает в себя следу- ющие основные компоненты:

• распределенные точки видеомониторинга;

• подсистема управления видеомониторингом и первичной обработ- ки видеоданных;

• подсистема хранения и вторичной обработки данных;

• компьютерные терминалы операторов .

Аспекты предлагаемой архитектуры, в части точек видеомонито- ринга, каждая из которых содержит сетевую видеокамеру на высот- ном сооружении, аналогичны соответственным аспектам классической системы 100 видеомониторинга леса, раскрытой выше со ссылкой на Фиг. 1.

Также, низкоуровневые аспекты компьютерных терминалов из со- става заявляемой системы аналогичны соответственным аспектам компьютеризированных рабочих мест 120 операторов системы 100. При этом, как было сказано ранее, на каждом терминальном компью- тере установлено клиентское приложение для обеспечения взаимо- действия оператора с подсистемой управления видеомониторингом и первичной обработки видеоданных и подсистемой хранения и вторич- ной обработки данных.

Ниже со ссылкой на Фиг. 3 будет подробно описан предпочти- тельный вариант осуществления распределенной системы 300 ви- деомониторинга леса согласно настоящему изобретению. Подсистема 320 управления видеомониторингом и первичной об- работки видеоданных содержит один или более видеосерверов 3210, которые все в совокупности рассматриваются как ферма видеосерве- ров .

Каждому видеосерверу 3210 назначены одна или более точек 310 видеомониторинга для управления их видеокамерами и получения снимаемых ими видеоданных. Под "управлением" в данном случае по- нимаются, в том числе, присущие вышеописанной классической си- стеме видеомониторинга леса аспекты задания для видеокамеры маршрута патрулирования, пространственной ориентации и зума (например, для наведения на конкретный объект на местности) , ка- либровки и т.п.

Поскольку подразумевается получение с видеокамер больших объемов данных, в том числе, в реальном времени, видеосерверы 3210 географически размещаются так, чтобы видеосерверы были свя- заны с ^' соответственными точками 310 видеомониторинга посредством каналов связи с достаточной пропускной способностью (например, шириной, по меньшей мере, в 4 Мбит/с, как сказано выше) . Образно говоря, видеосерверы 3210 размещаются в непосредственной "логиче- ской близости" от своих соответственных точек 310 видеомониторин- га . К примеру, видеосервер 3210 может быть известным для специа- листа образом соединен с назначенными ему точками видеомонито- ринга посредством высокоскоростной виртуальной частной сети (VPN) , где скорость между видеосервером и массивом камер состав- ляет 30 Мбит/с и выше. При этом, видеосервер 3210 может быть сконфигурирован с возможностью настройки таких параметров, как количество кадров в секунду, параметры сжатия видеопотока, тип снимаемой с видеокамеры информации и т.п., для обеспечения по- требной пропускной способности каналов связи с видеокамерами.

Каждый из видеосерверов 3210 принимает видеоданные, отснятые обслуживаемыми им видеокамерами.

Подсистема 320 управления видеомониторингом и первичной об- работки видеоданных может дополнительно включать в себя одну или более баз 3220 данных, с тем чтобы видеосерверы 3210 могли со- хранять в них данные и извлекать из них данные. Под понятием "ба- за данных" в данном случае понимается физическое хранилище инфор- мации большой емкости и хранимые в нем данные, организованные соответственным образом. Хотя базы 3220 данных на Фиг. 3 показа- ны отдельным по отношению к видеосерверам 3210 образом, для спе- циалиста должно быть очевидно, что, по меньшей мере, некоторые из баз 3220 данных могут быть интегрированы с соответственными видеосерверами 3210 (например, данные базы данных могут хранить- ся в запоминающем устройстве (ах) из состава сервера).

Каждый видеосервер 3210 предпочтительно сохраняет транслиру- емые с камер видеоданные в связанной с ним базе (ах) 3220 данных.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, при про- хождении маршрута или системы маршрутов видеосервер 3210 посыла- ет на видеокамеру команду позиционирования камеры на заданную позицию съемки или перепозиционирования камеры на новую позицию съемки. При этом видеосервер 3210 фиксирует параметры съемки, такие как идентификатор видеокамеры, целевые азимутальный угол, угол склонения, раскрыв объектива, реальные азимутальный угол, угол склонения, раскрыв объектива, время съемки и т.п. По дости- жении видеокамерой желаемой позиции, камерой осуществляется ви- деосъемка и отснятые видеоданные посылаются на видеосервер 3210.

Отснятые видеоданные затем сохраняются видеосервером 3210 в базе 3220 данных вместе с зафиксированными параметрами съемки, которые составляют метаданные, ассоциированные с этим видеомате- риалом, используя при этом форматы и/или методы сжатия данных, которые широко известны в технике . Вышеперечисленные и другие возможные параметры, составляющие описательные метаданные, могут быть при этом логически организованы любым подходящим способом, известным, в частности, в области программирования (например, в структуру данных) .

Согласно предпочтительному варианту осуществления, сохране- ние видеоданных осуществляется следующим образом. Из отснятых видеоданных видеосервер 3210 известным образом фиксирует непо- движное изображение и совместно записывает в базу данных задан- ное количество кадров видеопотока, составляющих видеоролик, и две статических картинки (полноразмерную и миниатюрную) , сформи- рованных из зафиксированного неподвижного изображения. Статиче- ские картинки могут быть сохранены в базе данных с использовани- ем какого-либо из таких широко известных форматов, как JPEG, TIF, PNG и т.п., а видеоролик может быть соответственно сохранен в базе данных с использованием, например, такого широко извест- ного формата как MPEG, при этом длительность (количество кадров) видеоролика может быть преконфигурирована или динамически выби- раться видеосервером. В соответствии с настоящим изобретением, каждый видеосервер

3210 сконфигурирован выполнять анализ отснятых видеоданных для выявления признаков возгорания.

Данный анализ, согласно предпочтительному варианту осуществ- ления настоящего изобретения, осуществляется системой компьютер- ного зрения, реализованной в составе видеосервера 3210, в отно- шении видеоданных, извлеченных из базы 3220 данных. Как было сказано ранее, использование и возможные программно-аппаратные реализации систем компьютерного зрения широко известны в различ- ных областях техники. Указанный анализ может осуществляться по запросу, непрерывно, по расписанию или иным образом.

Извлечение требующихся видеоданных и метаданных из базы дан- ных может осуществляться по ссылке, представляющей собой уни- кальные идентификаторы видеокамеры, маршрута патрулирования и/или конкретного факта съемки в рамках маршрута, однозначно идентифицирующие видеоматериал, который был снят с камеры. Такой набор идентификаторов, составляющий ссылку, однозначно определя- ет в рамках системы каждый факт съемки каждой видеокамерой и позволяет получить как сам соответствующий видеоконтент, так и ассоциированные метаданные, его описывающие.

Компьютерно-реализованная система компьютерного зрения ана- лизирует извлеченный контент на предмет признаков возгорания, т.е. выявления в мультимедийном контенте потенциально опасных объектов (ПОО) , таких как, например, дым, огонь и т.д., в соот- ветствии с вышеприведенным изложением, и установления их геогра- фического местонахождения. Согласно настоящему изобретению, си- стема компьютерного зрения видеосервера сконфигурирована, по вы- явлении признаков возгорания, формировать специальный объект данных потенциальной опасности, характеризующий выявленный ПОО.

Следует понимать, что ПОО, выявленный системой компьютерного зрения в видеоданных, не обязательно соответствует реальному возгоранию, но может быть и следствием ложного срабатывания си- стемы компьютерного зрения.

Необходимо отметить, что в системе компьютерного зрения мо- гут использоваться различные алгоритмы компьютерного зрения для обеспечения обнаружения признаков возгорания на различных типах видеокамер и в различных условиях съемки.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, сформиро- ванный объект данных потенциальной опасности может включать в себя: название, которое для автоматически найденного ПОО форми- руется из имени видеокамеры, с помощью которой он был найден, и времени на момент обнаружения; оценку координат ПОО; оценку об- ласти, в которой может находится ПОО; степень уверенности для ПОО, найденного системой компьютерного зрения (так, нахождение признаков ПОО при повторном осмотре территории повышает степень уверенности) ; статус (неподтвержденный человеком, подтвержденный человеком) и т.п.

Вышеперечисленные и другие возможные параметры могут быть логически организованы в объект данных потенциальной опасности любым подходящим способом, известным, в частности, в области программирования (например, в виде структуры или класса) .

Извлеченные метаданные также используются в вычислениях, вы- полняемых системой компьютерного зрения. В частности, при обна- ружении ПОО в кадре, алгоритм компьютерного зрения выдает его координаты в пикселях, и чтобы восстановить то, где этот ПОО мог находиться на местности, нужно знать, куда и как видеокамера "смотрела" при съемке материала, составляющего анализируемый кон- тент .

Согласно настоящему изобретению, объект данных потенциальной опасности формируется с привязкой к видеоданным, в которых был выявлен соответствующий ПОО. Как было сказано ранее, в базе 3220 данных, по результатам видеосъемки, видеосервером 3210 сохраня- ются мультимедийные данные с соответствующими метаданными, где в рассматриваемом случае мультимедийные данные предпочтительно включают в себя видеоролик и две статических картинки (полнораз- мерную и миниатюрную) , где запечатлен выявленный ПОО. Для этого, в соответствующий объект данных потенциальной опасности дополни- тельно включается ссылка на связанные с ним муль имедийные дан- ные и ассоциированные метаданные, по которой они могут быть из- влечены из базы данных. Возможная реализация такой ссылки описа- на ранее.

Хотя выше был описан предпочтительный подход на основе си- стемы компьютерного зрения, следует понимать, что потенциально опасные объекты могут выявляться и иным образом, например, вруч- ную оператором при отсматривании видеоматериала. При этом, соот- ветственный объект данных потенциальной опасности может быть надлежащим образом сформирован по запросу оператора установлен- ным на его терминале клиентским приложением, предусматривающим соответствующие функциональные возможности.

Видеосерверы 3210 подсоединены к глобальной сети 360 связи, такой как Интернет. Сформированный объект данных потенциальной опасности посылается видеосервером через сеть 360 связи в подси- стему 330 хранения и вторичной обработки видеоданных, предпочти- тельно, с запрашиванием его сохранения в подсистеме 330 хранения и вторичной обработки видеоданных.

Подсистема 330 хранения и вторичной обработки данных включа- ет в себя один или более объектных серверов 3310, подсоединенных к сети 360 с возможностью осуществления связи с видеосерверами

3210.

Каждый объектный сервер 3310 выполнен с возможностью сохра- нять и модифицировать полученные объекты данных потенциальной опасности .

Согласно предпочтительному варианту осуществления, в объект- ном сервере 3310 предусмотрено устройство (а) хранения данных, где сохраняются объекты данных потенциальной опасности, и объ- ектный сервер 3310 сопоставляет полученный объект данных потен- циальной опасности с ранее сохраненными объектами данных потен- циальной опасности. Объект данных потенциальной опасности может быть получен сервером 3310 из подсистемы 320 управления видеомо- ниторингом и первичной обработки видеоданных, как описано ранее, или от другого компонента системы 300 видеомониторинга леса, например, с терминала 340 оператора при ручном подходе, указан- ном выше. При этом необходимо отметить, что функционирование объектного сервера 3310 не зависит от того, из какого конкретно- го источника им принимается объект данных потенциальной опасно- сти .

При указанном приеме объектный сервер 3310 может корректиро- вать как вновь поступивший объект данных потенциальной опасно- сти, так и уже имеющиеся объекты объекты данных потенциальной опасности, если между вновь поступившим и каким (и) -либо из имею- щихся объектов данных потенциальной опасности выявлена взаимо- связь .

В частности, при выявлении среди ранее сохраненных объектов данных потенциальной опасности объекта данных, соответствующего (например, совпадающего с) полученному объекту данных потенци- альной опасности, объектный сервер 3310 корректирует характери- стики выявленного объекта данных на основе характеристик полу- ченного объекта данных. Если же объекты данных, соответствующие полученному объекту данных потенциальной опасности, отсутствуют среди ранее сохраненных объектов данных потенциальной опасности, тогда объектный сервер 3310 сохраняет в своем запоминающем устройстве полученный объект данных в качестве нового объекта данных потенциальной опасности.

Рассмотренное выше функционирование объектного сервера 3310 иллюстрируется далее на основе примера обнаружения одного ПОО с двух видеокамер, управляемых разными видеосерверами, который рассматривается со ссылкой на Фиг. 4.

В ходе анализа видеопотока каждый из двух видеосерверов при- нимает решение о нахождении в кадре признаков потенциально опас- ного объекта и создает соответственный объект данных потенциаль- ной опасности. Далее, каждый из них рапортует о находке ПОО объ- ектному серверу отправкой на него сформированного объекта данных потенциальной опасности. Объектный сервер сохраняет первый при- нятый объект данных потенциальной опасности, а на основе второго принятого объекта данных потенциальной опасности принимает реше- ние об уточнении характеристик сохраненного первого объекта дан- ных, вместо сохранения второго объекта данных потенциальной опасности. При этом, при указанном уточнении характеристик могут корректироваться, по меньшей мере, некоторые из параметров, со- ставляющих объект данных потенциальной опасности, которые приве- дены выше .

Из вышеприведенного примера, помимо того, что объектный сер- вер не сохраняет, по сути, дублированные объекты данных, вытека- ют следующие преимущества, обеспечиваемые уточненными параметра- ми объектов данных потенциальной опасности:

• снижение вероятности того, что обнаруженные П00 являются ложными срабатываниями системы компьютерного зрения;

• повышение точности вычисления области расположения потенци- ального возгорания;

• повышение точности вычисления координат центра возгорания, например, за счет выполнения триангуляции на основе извест- ных координат двух видеокамер, с которых был зафиксирован факт возгорания, и двух векторов направления на это возго- рание .

Следует отметить, что каждый объектный сервер 3310 может быть выполнен с возможностью поддерживать и сохранять историю всех изменений объектов данных потенциальной опасности, которыми он управляет, в том числе и после удаления объектов (например, оператором) .

Каждый объектный сервер 3310 посылает сохраненные объекты данных потенциальной опасности на компьютерные терминалы 340 операторов, подсоединенные к глобальной сети 360 связи, каковая отправка может осуществляться по запросу или автоматически. Кли- ентское приложение, установленное в каждом из операторских тер- миналов 340, сконфигурировано получать объекты данных потенци- альной опасности из подсистемы 330 хранения и вторичной обработ- ки данных и представлять полученные объекты данных потенциальной опасности для оператора, предпочтительно, путем визуализации на экране дисплея в GUI, ассоциированном с клиентским приложением.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобрете- ния, клиентское приложение сконфигурировано визуализировать для оператора в соответствующей области своего GUI интерактивный список объектов данных потенциальной опасности, полученных от доступных объектных серверов. Оператор может выбрать какой-либо объект данных потенциальной опасности из их списка, используя известное устройство ввода, такое как мышь. При активации опера- тором элемента интерактивного списка, связанного с выбранным объектом данных потенциальной опасности, клиентское приложение посылает через сеть 360 на соответствующий видеосервер запрос на мультимедийные данные, связанные с этим объектом данных, и ассо- циированные метаданные .

Как было сказано ранее, объект данных потенциальной опасно- сти включает в себя ссылку на связанные с ним отснятые видеодан- ные и соответствующие метаданные. Как следствие, по этой ссылке запрашиваемые мультимедийные данные (например, видеоролик и фо- тография ПОО) извлекаются видеосервером из базы данных, вместе с описательными метаданными, и через сеть 360 передаются на терми- нал, где пользователь в GUI клиентского приложения может про- смотреть их. Например, когда пользователь таким образом просмат- ривает архивные видеоданные, ему в GUI также предоставляются ме- таданные, показывающие, в частности, когда и куда "смотрела" ка- мера при видеосъемке. Также, при представлении интерактивного списка объектов данных потенциальной опасности, в GUI могут со- ответственным образом представляться связанные с ними миниатюр- ные изображения .

Клиентское приложение дополнительно обеспечивает оператору возможность, по результатам просмотра, подтверждать или не под- тверждать возможное возгорание, о котором сигнализируется визуа- лизируемым объектом данных потенциальной опасности. Данная функ- циональная возможность может быть очевидным образом реализована в GUI. При этом, в составе объекта данных потенциальной опасно- сти может быть изменен вышеупомянутый статус, который при его создании был по умолчанию установлен в "не подтвержден челове- ком' ^* , на "подтвержден человеком".

Помимо этого, в GUI клиентского приложения может быть из- вестным образом предусмотрена функциональная возможность удале- ния объекта (ов) данных потенциальной опасности, представляемых в интерактивном списке (например, в случае, если оператором уста- новлено, что объект данных потенциальной опасности соответствует ложному срабатыванию системы компьютерного зрения) .

Согласно предпочтительному варианту осуществления, предлага- емая система 300 видеомониторинга леса включает в себя один или более серверов 350 окружения пользователей, подсоединенных к се- ти 360 связи. Серверы 350 окружения обеспечивают пользователям возможность войти в систему, а так же хранят ассоциированные с пользователями данные, которые необходимы системе для правильной настройки окружения пользователя при работе. Иными словами, сер- веры окружения обеспечивают контроль и конфигурирование доступа операторов к компонентам и ресурсам системы 300 видеомониторинга леса через клиентские приложения, установленные ни их компьюте- рах 340, а также обеспечивают, совместно с клиентскими приложе- ниями, маршрутизацию данных, необходимых операторам для работы.

Возможные реализации подобного сервиса окружения пользовате- лей широко известны в технике (например, Active Directory от Mi- crosoft Corporation) .

Естественно, надлежащее взаимодействие операторов с компо- нентами системы 300 может быть известным образом организовано и без использования серверов 350 окружения пользователей, тем не менее, их наличие является предпочтительным для оптимальной ор- ганизации удаленной работы операторов в системе.

Далее, согласно еще одному предпочтительному варианту осу- ществления настоящего изобретения, подсистема 320 управления ви- деомониторингом и первичной обработки видеоданных дополнительно содержит контроллер 3230 видеосерверов, подсоединенный к сети 360 связи, для управления функционированием фермы видеосерверов 3210. Контроллер 3230 видеосерверов выполнен с возможностью ди- намического перераспределения нагрузки между видеосерверами фер- мы видеосерверов.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, видеосер- вер 3210 получает от контроллера 3230 видеосерверов список точек видеомониторинга 310, назначенных ему для обслуживания. Контрол- лер 3230 видеосерверов выполнен с возможностью осуществлять ди- намическое переназначение точек видеомониторинга видеосерверам в зависимости от вычислительной нагрузки на видеосерверы и распре- деления трафика данных. Видеосервер 3210 выполняет непрерывный мониторинг своего списка точек видеомониторинга на предмет его изменения контроллером 3230 видеосерверов.

Так, при старте видеосервер 3210 определяет список точек ви- деомониторинга (видеокамер) , за которые он несет ответствен- ность, и запускает непрерывный мониторинг этого списка, на слу- чай, если он изменится в ходе дальнейшей работы. При этом, если список подконтрольных видеокамер изменяется в ходе работы ви- деосервера, порождаются новые потоки управления видеокамерами для видеокамер, которые вошли в границы ответственности данного видеосервера, или уничтожаются существующие потоки, если какие- либо камеры вышли из круга ответственности видеосервера.

Непрерывный мониторинг списка позволяет администраторам си- стемы быстро переносить обработку камер с одного видеосервера на другой, таким образом балансируя нагрузку на каналы связи, вы- числительные ресурсы и, в случае необходимости, замещая вышедший из строя видеосервер частичным использованием имеющихся свобод- ных мощностей нескольких работающих видеосерверов. Это, в част- ности, позволяет в случае имеющихся свободных ресурсов видеосер- веров сократить время неработоспособности видеокамер по причине вышедшего из строя обрабатывающего видеосервера до нескольких десятков секунд.

Для выполнения автоматического (пере) балансирования нагрузки между видеосерверами, в системе 300 могут быть предусмотрены средства диагностики и анализа текущей и среднестатистической нагрузки на видеосерверы. Подобные диагностические средства ши- роко известны в технике и могут быть реализованы в виде про- граммного обеспечения, например, в контроллере 3230 видеосерве- ров .

На стороне оператора в системе 300 видеомониторинга леса предусмотрены разнообразные функциональные возможности по управ- лению, конфигурированию и эксплуатации системы, которые обеспе- чиваются через клиентское приложение в компьютере 340. В данном случае под "клиентским приложением" необязательно понимается то же самое клиентское приложение, что используется оператором для работы с объектами данных потенциальной опасности согласно выше- приведенному изложению, — это может быть и отдельное приложение, которое доступно в системе лишь для пользователей с правами ад- министратора .

Согласно предпочтительному варианту осуществления, в клиент- ском приложении с такими административными полномочиями могут быть предусмотрены функциональные возможности (пере) назначения видеокамер видеосерверам для обслуживания, задания множества объектных серверов и (пере) назначения области ответственности каждого из объектных серверов, (пере ) назначения для каждого опе- ратора списка доступных объектных серверов и списка доступных видеосерверов и т.д. Соответственные конфигурационные настройки могут запоминаться на серверах 350 окружения, в том числе в виде пользовательских профилей, загружаемых с сервера 350 окружения на компьютер 340 оператора при его входе в систему или при за- пуске компьютера 340. В клиентском приложении на терминале 340 оператора, соответственно, предусмотрены функциональные возмож- ности визуализации в GUI списка доступных для оператора объект- ных серверов, списка доступных для оператора видеосерверов и списка доступных видеокамер, обслуживаемых этими видеосерверами.

Указанная визуализация может осуществляться во взаимодействии с сервисом окружения пользователей.

Определение клиентским приложением сервисов и компонентов системы, с которыми ему необходимо взаимодействовать для выпол- нения пользовательских задач, может осуществляться не только при запуске приложения или логическом входе оператора в систему

(например, из загружаемого с сервера окружения профиля) , но и выполняться постоянно в процессе его работы, так чтобы пользова- тельское приложение в любой момент времени имело актуальный спи- сок (и) .

Согласно предпочтительному варианту осуществления, система видеомониторинга леса может быть структурно организована на по- региональной основе. Так, для региона назначается обслуживающий его объектный сервер (ы) , видеокамеры, объекты (например, вышки и пр.), определяются отслеживающие его операторы, а также назнача- ется группа видеосерверов, напрямую или косвенно, через опреде- ление принадлежности камер региону. В результате, пользователь может получить доступ к ресурсам системы, принадлежащим только соответственному региону.

В клиентском приложении также могут быть предусмотрены функ- циональные возможности обеспечения оператору возможности осу- ществлять непосредственный доступ к видеоданным, поступающим в реальном времени с какой-любой одной из доступных ему видеока- мер, или к сохраненным видеоданным, ранее отснятым какой-либо из доступных видеокамер, в целях их просмотра, а также функциональ- ные возможности управления какой-либо из доступных видеокамер, каковые функциональные возможности, в общем, характерны для классических систем видеонаблюдения. Более подробно этот аспект рассматривается ниже.

Общая схема взаимодействия клиентского приложения с компо- нентами системы 300, с точки зрения получаемых им данных, пока- зана на Фиг. 5.

Для специалиста должно быть очевидно, что количество, кон- кретное географическое размещение и эксплуатационные характери- стики точек 310 видеомониторинга, видеосерверов 3210, баз 3220 данных, контроллера 3230, объектных серверов 3310, серверов 350 окружения, операторских терминалов 340, в общем, определяется техническими и экономическими требованиями, предъявляемыми к развертываемой системе видеомониторинга леса. Низкоуровневые ас- пекты всех из серверов системы 300, по сути аналогичны, низко- уровневым аспектам сервера 140 классической системы 100 видеомо- ниторинга леса. Конфигурирование указанных серверов для выполне- ния ими функций согласно настоящему изобретению, описанных выше, осуществляется путем инсталляции на них специализированного про- граммного обеспечения, которое при его исполнении предписывают соответственному серверу выполнять соответствующие функции. Это может быть самостоятельно разработанное программное обеспечение, в том числе с использованием коммерчески и обще доступных сред программирования, библиотек, API и пакетов, заказное программное обеспечение или комбинация вышеперечисленного. Сети связи и об- мен данными/сигналами через них могут быть реализованы на основе любых подходящих сетевых решений и технологий .

Далее, в целях пояснения, на Фиг. .6 приведен пример террито- риального расположения предложенной системы. На фигуре видно три территориально удаленных друг от друга группы видеокамер. Оче- видно, что если бы видеосервер находился где-то в одном месте, как в случае классической системы видеомониторинга леса, то ком- муникационная инфраструктура должна была бы обеспечить транспор- тировку видеоданных от всех видеокамер к этому серверу. Фактиче- ски, это означало бы необходимость иметь каналы высокой пропуск- ной способности по всей стране, что де факто трудно реализуемо.

Поэтому в предложенной системе видеомониторинга леса видеосерве- ры размещены в непосредственной логической близости от точек ви- деомониторинга и соединены с ними локальными каналами высокой пропускной способности. При этом, с остальной частью системы

(т.е. с глобальной сетью 360) видеосерверы соединены каналами с не столь высокой пропускной способностью, поскольку, в соответ- ствии с вышесказанным, благодаря применяемой фильтрации ви- деоконтента поток информации, порождаемый видеосервером, на по- рядок меньше по объему, чем поток от видеокамер. Так, в целях комфортной эксплуатации системы, для подсоединения видеосервера

3210 к сети 360 вполне достаточно канала шириной 3 Мбит/с, тогда как, согласно вышесказанному, VPN, локально связывающая ви- деосервер 3210 с обслуживаемыми им точками видеомониторинга 310, обеспечивает пропускную способность 30 Мбит/с и выше. За счет отвечающей настоящему изобретению организации обработки данных в системе, надлежащее её функционирование будет обеспечено и при ширине внешнего канала от видеосервера в 512 кбит/с.

Возможность территориального и логического распределения ви- део- и объектных серверов согласно настоящему изобретению дает не только гибкость при планировании разворачивания системы с учетом имеющейся инфраструктуры связи, но и позволяет оптимизи- ровать эксплуатационные расходы на содержание серверов, так как позволяет разворачивать сервисы на площадках, на которых соотно- шение цена/надежность /мощность инфраструктуры оптимальна.

Ниже, со ссылкой на Фиг. 7, описывается предпочтительный ва- риант осуществления отвечающего настоящему изобретению способа 7000 автоматизированного обнаружения возгорания, реализуемого в системе 300 видеомониторинга леса.

На этапе 7010 позиционируют видеокамеру точки 310 видеомони- торинга в соответствии с заранее заданным маршрутом патрулирова- ния территории и запускают видеосъемку.

На этапе 7020 видеосервер 3210 принимает видеоданные с ви- деокамеры и на этапе 7030 выполняет анализ видеоданных на пред- мет выявления признаков возгорания.

При отсутствии признаков возгорания (ветвь "Нет" на этапе 7040) может быть запущено повторное прохождение маршрута (воз- врат на этап 7010) или выполнено перепозиционирование видеокаме- ры на новый маршрут .

При выявлении признаков возгорания (ветвь "Да" на этапе 7040) видеосервер 3210 на этапе 7050 формирует объект данных по- тенциальной опасности для выявленного возможного возгорания, с привязкой к видеоданным, где были выявлены признаки возгорания, и метаданным, описывающим характеристики съемки видеоданных.

Затем, на этапе 7060 видеосервер 3210 посылает сформирован- ный объект данных потенциальной опасности в объектный сервер

3310.

На этапе 7070 объектный сервер 3310 принимает объект данных потенциальной опасности и на этапе 7080 сопоставляет принятый объект данных с ранее сохраненными объектами данных потенциаль- ной опасности на предмет выявления среди них объектов данных по- тенциальной опасности, соответствующих принятому объекту данных потенциальной опасности.

Если такие соответствующие объекты данных потенциальной опасности не выявлены (ветвь "Нет" на этапе 7090), объектный сер- вер 3310 на этапе 7100 сохраняет принятый объект данных.

Если же выявлен объект данных потенциальной опасности, соот- ветствующий (например, совпадающий с) принятому объекту данных

(ветвь "Да" на этапе 7090), на этапе 7110 объектный сервер 3310 корректирует параметры выявленного объекта данных на основе па- раметров принятого объекта данных потенциальной опасности, не сохраняя принятый объект данных при этом.

На этапе 7120 объектный сервер 3310 посылает один или более объектов данных потенциальной опасности в компьютерный терминал 340 оператора.

На этапе 7130 в GUI клиентского приложения на компьютерном терминале 340 для оператора визуализируется интерактивный список объектов данных потенциальной опасности, полученных от объектных серверов 3310.

На этапе 7140 оператор осуществляет доступ к объекту данных потенциальной опасности из визуализируемого их списка, в резуль- тате чего на этапе 7150 клиентское приложение запрашивает муль- тимедийные данные, связанные с этим объектом данных потенциаль- ной опасности, и ассоциированные метаданные на соответствующем видеосервере 3210.

На этапе 7160 клиентское приложение визуализирует полученные мультимедийные данные и ассоциированных метаданных для их анали- за оператором.

На этапе 7170, по результатам просмотра, оператор в своем клиентском приложении подтверждает или не подтверждает возможное возгорание, о котором просигнализировано объектом данных потен- циальной опасности.

На Фиг. 8 проиллюстрирован динамический аспект примера функ- ционирования системы при нахождении одного и того же ПОО двумя видеокамерами, управляемыми разными видеосерверами, который был обсужден выше со ссылкой на Фиг. 4.

Предложенная в настоящей заявке двухэтапная схема позволяет выполнять наиболее ресурсоемкую часть работы (собственно, анализ видеоряда системой компьютерного зрения) на видеосерверах, вы- числительная мощность которых масштабируется за счет введения в строй новых видеосерверов и балансируется за счет перераспреде- ления ответственности за управление камерами, что будет рассмот- рено более подробно ниже. В ходе второго этапа, решения принима- ются объектными серверами на основе результатов обработки, вы- полненной видеосерверами . Данный этап требует гораздо меньше вы- числительных ресурсов, и этот факт позволяет сводить потоки уве- домлений со множества видеосерверов на один объектный сервер и принимать решения на основе информации с сотен и даже тысяч ка- мер .

Ниже описываются дополнительные функциональные аспекты заяв- ляемой системы видеомониторинга леса .

Так, со ссылкой на Фиг. 9, 10 иллюстрируется непосредствен- ная работа с видеокамерой из клиентского приложения на компьюте- ре оператора.

Как было сказано ранее, кроме работы со списком объектов данных потенциальной опасности, клиентское приложение предостав- ляет оператору имеет возможность работать непосредственно с ви- деоматериалом .

После инициализации, клиентское приложение имеет информацию о том, какие из доступных оператору видеокамер обслуживаются те- ми или иными видеосерверами. Все сценарии работы пользователя с мультимедийными данными в системе сводятся к двум режимам работы с камерой:

• получение прямого доступа к видеокамере в режиме реального времени (Фиг. 9);

• получение архивных видеоданных, снятых с камеры (Фиг. 10).

Оба эти режима приводят к осуществлению связи между клиент- ским приложением и видеосервером.

В случае прямого доступа к видеокамере видеосервер должен быть уведомлен о желании оператора получить такой доступ, по- скольку сам видеосервер обязан остановить собственную работу с камерой (остановить перепозиционирование камеры и съем видеопо- тока) , а так же перевести камеру в режим, препятствующий предо- ставлению такого доступа другим пользователям. Таким образом, функционирование системы согласно настоящему изобретению (напри- мер, в соответствии с Фиг. 7 ) приостанавливается.

При этом, управление камерой осуществляется также через ви- деосервер для унификации доступа к камерам и для контроля досту- па (см. Фиг. 11). Действительно, прямой доступ к видеокамере должен быть позволен только одному пользователю, поскольку в об- ратном случае может быть спровоцирован конфликт управления, а также из-за необходимости передавать два видеопотока может быть перегружен канал доступа к камере. При этом время, которое сер- вер удерживает камеру в таком режиме, ограничено. Если пользова- тельское приложение не подтверждает продление нахождения камеры в режиме прямого доступа, камера считается переведенной в режим автоматической работы.

Также, множество сценариев работы с описываемой системой предполагают отображение пользователю архивных муль имедийных данных, собранных с камер видеосерверами. При этом, все такие сценарии приводят к реализации одного из двух видов запросов к видеосерверу :

• получение описания мультимедийных данных, удовлетворяющих сформулированным клиентским приложением критериям (например, данные, снятые с определенной камеры или маршрута, данные, связанные с определенными объектами, и т.д.);

• получение самих мультимедийных данных (миниатюр, изображений и видео) . В отличие от прямого доступа, архивные данные могут получать несколько пользователей сразу. Количество пользователей ограни- чено только пропускной способностью канала передачи данных от сервера .

Далее со ссылкой на Фиг. 12 показывается ввод в эксплуатацию нового видеосервера для иллюстрации масштабируемости системы.

Как видно из Фиг. 12, процесс состоит из двух этапов — кон- фигурирование самого видеосервера, в ходе которого он обращается к контроллеру за списком видеокамер для обслуживания, и инициа- лизация видеосервера, в ходе которой он определяет доступность видеокамер, вверенных ему в обслуживание. В ходе первого этапа происходит информирование клиентских приложений о факте начала обслуживания камер, назначенных на обслуживание видеосерверу. В ходе второго этапа видеосервер информирует клиентские приложения о статусе камер и готовности выполнять запросы пользователя для камер, которые он обслуживает.

При этом у администраторов системы имеется возможность либо жестко привязать обслуживание той или иной камеры к видеосерве- ру, либо указать, что камера обслуживается любым видеосервером, у которого есть ресурсы, в каковом случае контроллер видеосерве- ров самостоятельно решает, какой видеосервер должен обслуживать такую камеру.

Для оператора системы этот процесс скрыт. Оператор узнает лишь о факте начала обслуживания камер, поскольку они становятся ему доступны.

Похожим образом осуществляется и ввод в эксплуатацию новых видеокамер . Далее со ссылкой на Фиг. 13 показывается перенос обслужива- ния камер с одного видеосервера на другой для иллюстрации ро- бастности системы.

Как было сказано ранее, такой перенос необходим для баланси- ровки нагрузки на видеосерверы при изменении условий их эксплуа- тации (например, при уменьшении пропускной способности канала связи) , либо при выведении из эксплуатации сервера с передачей обслуживаемых камер другому видеосерверу (ам) .

Перенос обслуживания сопровождается уведомлением видеосерве- ра-донора о том, что видеокамера будет выведена из зоны его об- служивания, после чего видеосервер-донор немедленно прекращает обслуживание этой камеры, и уведомлением видеосервера-акцептора о том, что список обслуживаемых им видеокамер также изменился (см. Фиг. 13). При этом, для оператора такая реконфигурация со- провождается кратковременным (несколько десятков секунд) выводом видеокамеры из эксплуатации.

Предложенная распределенная архитектура системы видеомонито- ринга обладает определенной степенью унифицированности компо- нент, что положительно сказывается на надежности и стоимости её эксплуатации. Действительно, за счет возможности быстрого пере- назначения видеосерверам камер, которые они обслуживают, возмож- ны быстрый ввод/вывод видеосерверов из состава системы, а также реконфигурирование системы с целью перераспределения вычисли- тельной нагрузки. Этот факт имеет прямое влияние на стоимость эксплуатации фермы видеосерверов. Действительно, поскольку ви- деосерверы не содержат критических для пользователя и функциони- рования системы данных, а система имеет возможность быстрого из- менения схемы обслуживания видеокамер, требования, предъявляемые к надежности видеосерверов, могут быть снижены, а надежность функционирования системы в целом при этом снижена не будет за счет возможности быстрой замены вышедших из строя видеосерверов .

Хотя обеспечиваемая гибкость раскрытой системы видеомонито- ринга и сопровождается соответственным усложнением ее реализации (по сравнению с классическими системами) , это усложнение никак не сказывается на опыте эксплуатации системы конечными пользова- телями (операторами) , поскольку информация о логической и физи- ческой конфигурации системы мониторинга скрыта от пользователя. Пользователи во время работы оперируют понятиями предметной об- ласти, такими как камера, территория, обнаруженные объекты, в то время как клиентские приложения совместно с сервисом окружения осуществляют корректную маршрутизацию данных, необходимых поль- зователю для работы.

Таким образом, раскрытый подход обеспечивает решение следую- щих задач и получение соответствующих выгод:

• размещение компонентов системы с учетом неоднородности комму- никационной инфраструктуры передачи данных со снижением общей нагрузки на каналы связи;

• гибкое управление вычислительными ресурсами, необходимыми для анализа данных;

• выполнение многоэтапного анализа данных, при котором постоянно порождаемые видеокамерами данные большого объема фильтруются и анализируются в непосредственной логической близости от видео- камер, а дальнейшая обработка данных, которые занимают значи- тельно меньший объем по сравнению с исходными, требует гораздо меньших ресурсов коммуникационной инфраструктуры;

• уменьшение расходов на эксплуатацию системы без снижения ее надежности .

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретные ва- рианты его осуществления. В рамках существа вышеприведенного раскрытия, для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, отличающиеся от тех, что изложены в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения и ее эквивалентами.