1247 kỹ thuật xử lý vùng quan sát và phát triển bất thường của các đối tượng trong hệ thống camera giám sát luận văn tốt nghiệp

VIỆNHÀNLÂMKHOAHỌC VÀCÔNGNGHỆVIỆTNAM
HỌCVIỆNKHOAHỌCVÀ CÔNG NGHỆ

NGÔĐỨCVĨNH

KỸ THUẬT XỬ LÝ VÙNG QUAN SÁT VÀ PHÁT
HIỆNBẤTTHƯỜNGCỦA CÁCĐỐITƯỢNGTRONG
HỆTHỐNGCAMERAGIÁMSÁT

LUẬNÁNTIẾNSĨ TOÁNHỌC

HÀNỘI – 2016


VIỆNHÀNLÂMKHOAHỌC VÀCÔNGNGHỆVIỆTNAM
HỌCVIỆNKHOAHỌCVÀ CÔNG NGHỆ

NGÔĐỨCVĨNH

KỸ THUẬT XỬ LÝ VÙNG QUAN SÁT VÀ
PHÁTHIỆNBẤT THƯỜNGCỦA CÁC ĐỐI
TƯỢNGTRONG HỆ THỐNG CAMERAGIÁM
SÁT
LUẬNÁNTIẾNSĨ TỐNHỌC

Chunngành: CơsởTốn họcchoTinhọc
Mã số: 62.46.01.10

Ngườihướng dẫnkhoa học:
PGS.TS.ĐỗNăng Toàn

Hà Nội–2 0 1 6


LỜICAMĐOAN
Tơixincamđoanvềnộidungtrongbảnluậnántiếnsĩvớitênđềtài“Kỹthuật xử lý vùng
quan

sát

và

phát

hiện

bất

thường

của

các

đối

tượng

tronghệthốngcameragiámsát”làkhơngsaochépnộidungcơbảntừcácluậnánhaycơng
trìnhkhác,màlàcơngtrìnhnghiêncứuthựcsựcủabảnthânnghiêncứusinh,đượcthựchi
ệntrêncơsởnghiêncứulýthuyết,kiếnthứckinhđiển,nghiêncứukhảosáttìnhhìnhthựctiễnvàdướisự

hướngdẫnkhoahọccủaPGS.TS.ĐỗNăngTồn.
Các kỹ thuật và những kết quả trong luận án là trung thực, đưa ra
xuấtphát từ những yêu cầu ứng dụng, chưa từng được công bố dưới bất cứ
hìnhthứcnàotrướckhi

trình,bảovệvàcơngnhậnbởi“Hội

đồngđánhgiáluậnánTiếnsĩ”.

Tácgiảluậnán

NgơĐứcVĩnh


LỜI CẢMƠN
Luận án được thực hiện tại Viện Công nghệ thơng tin, Học viện
KhoahọcvàCơngnghệViệnHànlâmKhoahọcvàCơngnghệViệtNam,dướisựhướngdẫncủaPGS.TS.ĐỗNăng
Tồn–ViệnCơngnghệthơngtinĐHQuốcGiaHàNội.
TơixinbàytỏlịngbiếtơnsâusắcđếnPGS.TS.ĐỗNăngTồn,Thầyđãcónhữngđị
nhhướngqbáugiúptơithànhcơngtrongcơngviệcnghiêncứucủa mình. Thầy cũng động viên
chỉbảochotơivượtquanhữngkhókhănvàcho tơi nhiều kiến thức quý báu về nghiên cứu
khoa học. Nhờ sự chỉ bảo củaThầy,tơimớicó thểhồnthànhluậnán.
Tơi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cơ thuộc Viện Cơng nghệ
thơngtin,cácanhchịemcánbộtrongphịngCơngnghệThựctạiảođãtạomọiđiềukiệnthu
ậnlợivàđónggópýkiếnchotơitrongqtrìnhlàmnghiêncứusinh.
Đặc biệt tơi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Công nghệ thông
tin,Học viện Khoa học và Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng
nghệViệtNam,ViệnCơngnghệthơngtin–Đ H QuốcgiaHàNội,TrườngĐạihọcCơng
nghiệpHàNộiđãtạođiềukiệnthuậnlợivàhỗtrợtơitrongqtrìnhhọc tập và làmluậnán.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè, đã

tạochotơiđiểmtựa vữngchắc đểcóđượckếtquảnhưhơmnay.


5

MỤCLỤC

LỜICAMĐOAN............................................................................................3
LỜICẢMƠN..................................................................................................4
MỤCLỤC......................................................................................................5
DANHMỤCCÁC KÝHIỆU,CÁC TỪVIẾTTẮT..........................................8
DANHMỤCCÁCBẢNG...............................................................................9
DANHMỤCCÁC HÌNHVẼ, ĐỒTHỊ..........................................................10
MỞĐẦU......................................................................................................12
CHƯƠNG1:TỔNGQ U A N V Ề C H U Y Ể N T I Ế P V À P H Á T H I Ệ N B Ấ T
THƯỜNGTRONGCÁCHỆTHỐNGCAMERAGIÁMSÁT
.............................................................................................201.1.
H ệ thốngcameragiámsáttựđộng....................................................20
1.1.1. Giớithiệu...................................................................................20
1.1.2. Cácvấnđềcơbảntronghệthống camera giámsát tựđộng..............23
1.2. Chuyển tiếp cameravàpháthiệnbấtthường...........................................27
1.2.1. Theovết đốitượngvới vớinhiều camera......................................27
1.2.2. Bàitoánchuyểntiếpcamera.........................................................34
1.2.3. Pháthiệnbất thườngtronggiámsátvideo......................................36
1.3. Kết luậnvàvấnđềnghiêncứu.................................................................41
CHƯƠNG2:MỘTSỐKỸTHUẬTXỬLÝVÙNGQUANSÁTTRONGCH
UYỂNTIẾPCAMERA............................................................43
2.1. Giớithiệu.............................................................................................43

6
2.2. Phân vùnggiámsát...............................................................................44
2.2.1. Giớithiệu...................................................................................44
2.2.2. Giao cắt củahaiđagiác...............................................................46
2.2.3. Phânchiavùng quan sát củahệthống camera..............................48
2.2.4. Thựcnghiệm..............................................................................52
2.3. Chuyểntiếp cameradựavàođường ranh giớiảo.....................................55
2.3.1. Đườngranh giớiảo.....................................................................55
2.3.2. Tính toán vachạmcủađối tượng vớiđường ranhgiớiảo..............59
2.3.3. Kỹthuậtđềxuất...........................................................................65
2.3.4. Thựcnghiệm..............................................................................66
2.4. Chọnlựacameradựatrênhướng chuyển động củađối tượng..................70
2.4.1. Dựđốnvịtrí vàhướngchuyểnđộng củađốitượng........................71
2.4.2. Biểu diễn mối quan hệgiữa cácvùngquansátcủahệthống..........74
2.4.3. Thuậttoán chọn lựacameradựavào hướngchuyển động.............75
2.4.4. Thựcnghiệm..............................................................................78
2.5. Kết luậnchương 2................................................................................80
CHƯƠNG3:PHÁTHIỆNBẤTTHƯỜNGDỰAVÀOQUỸĐẠOTRONGCÁCVID
EOGIÁMSÁT.......................................................................82
3.1. Giớithiệu.............................................................................................82
3.1.1. Tiếpcậndựatrênphân tíchhìnhảnhdịngvideo..............................83
3.1.2. Tiếp cậndựa vào phântích quỹđạo............................................86
3.2. Một số khái niệm,địnhnghĩatrongmơ hìnhđềxuất...............................91
3.3. Phân đoạnquỹđạo................................................................................96


7
3.4. Phát hiệnbấtthườngdựa trênphânđoạntuyến đường.............................98
3.5. Thực nghiệm.....................................................................................101
3.5.1. Thựcnghiệmvớiquỹđạochotrước............................................101

3.5.2. Thực nghiệmvớidữliệuthunhậntừvideogiámsát.......................107
3.6. Kết luậnchương3...............................................................................109
KẾTLUẬN................................................................................................110
DANHMỤC CƠNGTRÌNHCỦATÁCGIẢ...............................................112
TÀILIỆU THAM KHẢO..........................................................................113


DANHMỤC CÁCKÝHIỆU,CÁCTỪVIẾTTẮT
AABB

AxisAlignedBoundingBoxes

BTF

Brightnesstransferfunction

COR

Co-occurrenceRatio

FOV

Fieldof View

FSOM

fuzzyself-organizedmap

GMM

Gaussianmixturemodel

HMM

HidenMarkovModel

HOG

Histogramoforientedgradients

MDT

MixturesofDynamicTextures

MRF

Markov RandomField

NOVL

Non–Overlapping

OBB

OrientedBoundingBoxes

OVL

Overlapping

PCA

PrincipalComponentAnalysis

RGB

Red GreenBlue

SRA

SparseReconstructionAnalysis

VSAM

VideoSurveillanceandMonitoring


DANHMỤCCÁCBẢNG
Bảng2.1.Các giátrịR,R0,R1...........................................................................65
Bảng 3.1.Kếtquảphânđoạn cácđườngđại diệncủatuyếnđường.....................104
Bảng 3.2.Khảosát độ tươngtựtừquỹđạo254 tới cáctuyếnđường..................105
Bảng3.3.Kết quả đođộ chínhxácpháthiệnbấtt hư ờngtr ên dữliệuvi deo
.............................................................................................................108


DANHMỤCCÁCHÌNHVẼ,ĐỒTHỊ
Hình1.Phịng điều khiểntrongTrungtâmgiámsát bằng camera........................14
Hình2.Hệthốnggiámsátvớinhiềucameracóvùngquansátbịchồngchéo[43]16
Hình 1.1.Sơ đồhệthống cameragiámsáttựđộng [97].......................................23
Hình1.2.Mơhình xửlý trong bàitốn phát hiện đốitượng chuyểnđộng............24

Hình1 . 3 . Quytrình theo vết đối tượng..........................................................26
Hình 1.4.Cácphương pháp tiếp cậntrongpháthiệnbấtthường[12]....................41
Hình2.1.Mộtsốhìnhthứcphân vùnggiámsát....................................................46
Hình2.2.Cáctrườnghợp giao nhau củahai đagiác............................................47
Hình 2.3.Với giao cắt đơn,số điểmgiao cắt khơng quá2.................................48
Hình2.4.Chiacắtphần giao giữahaiđagiác......................................................50
Hình 2.5.Phân chiavùng quan sát củahệthống cameragiámsát........................53
Hình 2.6.Phânvùnggiámsátcho các camera củahệthốnggiámsát....................54
Hình2.7.Đường ranhgiớiảo............................................................................55
Hình 2.8.Đườngranh giới ảovàkhu vựcgiámsátcủamỗi camera.....................56
Hình 2.9.Vịtrícủađốitượngvớiđường ranhgiớiảo...........................................57
Hình2.10.Phépbiếnđổihomography...............................................................58
Hình2.11.Đốitượngchuyểnđộngvàđườngranhgiớiảotrongmơitrường3D
...............................................................................................................58
Hình 2.12.Mặtphẳng táchvà trụctách.............................................................60
Hình 2.13.Hình chiếuAlên đườngthẳngd vớitâmchiếu C0.............................61
Hình 2.14.Chiếu8 đỉnh củahình hộplêntrụctáchd...........................................61
Hình 2.15.Kếtquảchiếu2 hìnhhộp lêntrụctáchd..............................................63


Hình2.16.Mơ hìnhcấu trúccủahệthống...........................................................66
Hình2.17.Sơđồthựchiệnchươngtrình củahệthống...........................................67
Hình2.18.Sơđồmặtbằngbốtrí camera.............................................................68
Hình2.19.Chuyển tiếpgiữa2camera................................................................69
Hình2.20.Biểuđồso sánhgiátrịPrecisionởmỗicamera.....................................70
Hình 2.21.Biểu diễn mối quan hệgiữacácvùngquan sát củahệthống..............74
Hình 2.22.Chọnlựacameradựavàohướngchuyển động củađốitượng..............76
Hình2.23.Biểudiễn mối quan hệgiữavùng quan sát củahệthống....................78
Hình2.24.Kếtquảthựchiện giảithuật chọnlựacamera......................................79
Hình 3.1.Phát hiệnbất thườngdựa vàophâncụmquỹđạo.................................89

Hình3.2.Quỹđạo chuyển động củađốitượng...................................................92
Hình3.3.Tuyến đường....................................................................................95
Hình 3.4.Quỹđạo đượcchia thành cácgiaiđoạn...............................................97
Hình3.5.Sơđồkhốipháthiệnbấtthườngdựavàocácphânđoạncủatuyếnđường
...............................................................................................................99
Hình3.6.Tập 200 quỹđạobìnhthường...........................................................102
Hình 3.7.Phânnhómcác quỹđạo...................................................................103
Hình 3.8.Đườngđạidiện củamỗi tuyến đường..............................................103
Hình3.9.Kết quảphân đoạn đường đạidiện củatuyến đường.........................104
Hình 3.10.Pháthiệncácquỹđạobấtthường.....................................................105
Hình 3.11.Cáctuyếnđường trongkhuvựcgiámsát.........................................107
Hình 3.12.Phát hiệnbấtthường trêndữliệu video...........................................108


MỞĐẦU
1. Tínhcấp thiết củaluận án
Xuất hiện từ những năm 1940, ban đầu hệ thống camera giám sát
đượcdùngvàomụcđíchqnsự.Từđóđếnnay,trảiqua3thếhệ,từcameratươngtự,
camera

kỹ

thuật

số

và

giờ

đây

là

camera

IP,

hệ

thống

camera

đến
giám

sátđãtrởnênphổbiếnvàđangđượcsửdụngrộngrãitrongnhiềulĩnhvực.Tronggiao thơng, người
talắpđặtcáccameragiámsátởcácngãba,ngãtư,đườnghầm, nhà ga và các vị trí quan trọng để
giám sát giao thơng, cảnh báo tìnhtrạng ùn tắc, phát hiện các vi phạm luật
giao

thông

của

các

phương

tiện…

Trongcácbảotàng,ngườitasửdụnghệthốngcameratrongviệcgiámsátcácvật trưng bày để
tránhtrườnghợpbịmấtcắp.Tạicácvùngnhạycảmvềanninh, các hệ thống giám sát được thiết
lập

để

có

thể

cảnh

báo

kịp

thời

nhữnghànhvikhảnghiliênquanđếnkhủngbố,trộmcắp,hỏahoạn…
Mặc dù khơng có thống kê chính thức, tuy vậy theo một nghiên cứu
gầnđây[33],ướctínhcókhoảng1.85triệucameragiámsáttạiVươngquốcAnh,trong đó
xấpxỉ30.000tạicácđiểmcơngcộng,sốlượngcameragiámsátgiatăng nhanh, điều này địi hỏi cần
thiết

phải

quản

lý

chúng

và

đây

là

một

lĩnhvựcnghiêncứuđượcnhiềunhàkhoahọcquantâmnhằmđápứngnhucầucủathựctiễn
[9].
Hệ thống camera giám sát có thể được thực hiện thủ cơng, bán tự
động,hoặc hồn tồn tự động. Trong các hệ thống giám sát video thủ cơng
truyềnthống,thườngcómộttrungtâmđiềukhiểnvớimộtbứctườngcógắncácmànhìnhh
iểnthịthơngtinthunhậntừcáccamera(Hình1),cácluồngvideođượcquan sát bởi các giám sát
viên

trong

thời

gian

thực,

cho

phép

họ

thiệpnhanhchóngnếucómộtsựkiệnquantâmđượcpháthiện.Việcxửlýtrựctiếpcủatất
cảcácluồngvideolàrấtkhókhăndo sốlượng camerađượctriểnkhai

can


nhiềucùngvớimộtlượnglớndữliệuthunhậntừchúng,ướctínhmỗicánhântrongcáctrungtâm
giámsáttheodõikhoảng20–100cameracùngmộtlúc.Chính vì vậy, dữ liệu video đã được lưu
trữ

lại

trên

các

phương

tiện

truyềnthơngkỹthuậtsốtrongmộtkhoảngthờigianxácđịnh,chúngđượctáisửdụngđểtruyvấn,
tríchxuấtthơngtinhữchkhicầnthiếtnhưnhậndạnghoặctìmkiếmbằngchứng.
Tuy nhiên, khi số lượng camera tăng lên đáng kể thì rõ ràng đây là
mộtnhiệm vụ hết sức khó khăn để một giám sát viên có thể theo dõi đầy đủ
tất
cảcácđốitượngtronghệthống,điềunàydẫnđếnkhảnăngbỏsótcáccảnhquantrọngtạicácca

meratănglên.Ngunnhânchínhlàsựmấttậptrungcủagiámsát viên vào camera ngay tại thời điểm
xảy

ra

sự

việc,

bởi

hầu

hết

thời

giantrongqtrìnhgiámsátkhơngcósựkiệnđặcbiệtnàoxảyranênsaumộtthờigian theo dõi
cáchìnhảnhmàkhơngcóvấnđềgìxảyra,cơnbuồnngủ,sựmệt mỏi và sự giảm mức độ cảnh giác
thường gây ra các sai sót trong việcpháthiện sựkiệnquantrọng.
Hơn nữa, khi cần truy vấn hoặc trích rút thơng tin với các dữ liệu đã
lưutrữ,đặcbiệtlàđốivớicáccơquananninhchínhphủnhưcảnhsát,tìmkiếmmột người nào đó quan tâm
trong hàng trăm hoặc hàng ngàn giờ video ghi lạitừnhiềucamera,phảicầnmộtlượnglớncác
cánbộthựcthitrongnhiềugiờhoặc nhiều ngày để thực hiện, việc dành q nhiều nhân
lực trong thời giandàisẽdẫnlãngphívềthờigianvà tài chính.
Chính vì vậy, vấn đề giám sát tự động là nhiệm vụ hàng đầu trong
hệthống giám sát bằng camera nhằm hỗ trợ tối đa con người trong việc
điềukhiển, giám sát, giảm thiểu các sai sót khơng đáng có, đồng thời qua đó
cũnggiảiphóngsứclaođộngcủacácgiámsátviên.Cáchệthốnghồntồntựđộnglàhệthốn
gcókhảnăngthựchiệnnhiệmvụgiámsátởcác

mức

độkhácnhaukhơngcósựcanthiệpcủaconngười,từcáctácvụbậcthấpnhư:phá
thiện


chuyển động tới các tác vụ bậc cao như phát hiện sự kiện, hành vi. Các
hệthống này cần có các kỹ thuật thông minh để theo dõi, phân loại và xác
địnhcác đối tượng được giám sát. Ngồi ra, nó cịn thực hiện báo cáo và
phát hiệncáchànhviđángngờ,cáchoạtđộngbấtthườngcủacácđốitượngtrongkhuvực giámsát.

Hình1.PhịngđiềukhiểntrongTrungtâmgiámsátbằngcamera


Nóichung,mộthệthốnggiámsáthìnhảnhtựđộngthườngthựchiệncácgiaiđoạn:Ph
áthiệnđốitượngchuyển động,phânloạiđốitượng,theovếtđốitượng,nhậnbiếthoạtđộng,hành
vicủađốitượngvàchuyểngiaocamera.Phát hiện đối tượng chuyển động là cơng việc đầu
tiên

của

hầu

hết

các

hệthốnggiámsátbằngcamera.Pháthiệnchuyểnđộngnhằmxácđịnhvùnghìnhảnh tương
ứngvớiđốitượngdichuyểntừmỗikhunghình.Cácqtrìnhtiếptheonhư:theovếtđốitượng,phântíchhànhviphụthuộcrất

nhiềuvàogiaiđoạn này. Theo vết đối tượng nhằm tìm ra đối tượng chuyển động
từ khunghình này sang khung hình khác trong một dãy khung hình. Đầu vào
của quátrình này là đầu ra của các quá trình phát hiện và phân lớp đối tượng
chuyểnđộng. Phân tích, nhận biết hành vi của đối tượng giám sát là một
công việcquan trọng trong hệ thống giám sát trực quan, trong một số trường
hợp, việcphân tích hành vi của đối tượng được giám sát là cần thiết để xác
định xemhànhvicủa chúnglà bìnhthườnghaybấtthường.
Trong thực tế khi triển khai các hệ thống giám sát tự động, một
cameralàkhơngđủđểquansátbởinóbịgiớihạnvềđộphângiải,thịtrườngquansát.Do vậy,
khigiámsátmộtvùngrộnglớn,ngườitathườngsửdụngnhiềucamera thay vì chỉ dùng một camera.
Có thể tổ chức một hệ thống giám sátnhiều camera theo hai hướng: Hệ
thống

các

camera

có

vùng

quan

sát

chồngchéo(OVL)hoặcvùngquansátkhơngchồngchéo(NOVL).Vớimỗihệthốngtheo
dõi

bằng

nhiều

camera

đều

có

những

thách

thức

cần

giải

quyết,

và

thơngthườngcácnghiêncứuđềugiảđịnhgiảiquyếttrongmộtđiềukiệncụthể[44].
Việc sử dụng nhiều camera không chỉ cải thiện vùng theo dõi mà
cònmang đến sự linh hoạt hơn khi giám sát đối tượng, đặc biệt là sự theo dõi
liêntục khi đối tượng di chuyển qua các khu vực. Một vấn đề cần được giải
quyếttronghệthốnggiámsátcónhiềucamerađólàsựxuấthiệnhoặcbiếnmấtcủađốit ư ợ n g
t ừ c a m e r a n à y sa ng c a m e r a k h á c , h a y cò n g ọ i l à s ự c h u y ể n t i ế p

camera. Chuyển tiếp camera là một quá trình quyết định chuyển giao một
đốitượngdichuyểntừcameranàytớicamerakhácvàlàmộtbướcquantrọngđểcóđượcsựtheodõiliêntụcnhãncủacác
đối

tượng

cùng

với

hành

trình

củanótronghệthốnggiámsátcónhiềucamera[16],vớiviệcchuyểntiếpcamera,hệ

thống

giámsátvớinhiềucamerasẽcóđượcnhữnglợithếtừcáccamerađơn lẻcóthịtrường bị giới hạn.
Tuynhiên,việcchuyểntiếpgiữacáccameralàmộtnhiệmvụkhókhăn
[63] bởi nhiều ngun nhân. Ngun nhân chính là do thơng tin về cùng
mộtđốitượngsẽrấtkhácnhaukhinhìntừmỗicamera.Thựctếchothấy,khiquansát từ các
camera

thì

mỗi

camera

có

một

góc

nhìn

khác

nhau

về

cùng

một

đốitượngvàcácđốitượngthườngcáchxanhautheothờigianvàkhơnggian.Sựxuất hiện của
cùng

một

đối

tượng

ở

camera

này

có

thể

rất

khác

so

với

camerakhác(Hình2),dokhácnhauvềsựchiếusáng,tưthếvàcácđặcđiểmcủamỗicamera[4
4].

Hình 2. Hệ thống giám sát với nhiều camera có vùng quan
sátbịchồngchéo[44]
Đãcónhiềucơngtrìnhnghiêncứunhằmgiảiquyếtbàitốntheodõiliêntục khi đối tượng
di

chuyển

qua

các

camera,

phần

lớn

các

nghiên

tậptrungvàoviệctìmcáchthiếtlậpsựtươngứngcủacácđốitượngởcameranày

cứu

đều


vớicáccamerakhác,thựcchấtlàđốisánhcácđốitượngnằmtrongvùnggiaonhau giữa các
trườngquancủacáccameratrongmôitrường2D[44]. Nhiềukỹ thuật đã được áp dụng như: sử
dụng lược đồ màu, mơ hình xác suất [14],mạng Beysian, mơ hình Markov,
hình

học

pipolar

[102],

đường

FOV

[52],[53],

[55].Cácnghiêncứunàymớichỉdừngởviệcchuyểntiếpđốitượng,tứclà tìm cách thiết lập sự
tươngứnggiữacácđốitượngchuyểnđộngởcácgócnhìn khác nhau của mỗi camera, việc xác
định một cơ chế để lựa chọn mộtcamera cho một số đối tượng chuyển động
và chuyển tiếp chúng từ cameranày sang camera khác để việc theo dõi được
liền mạch là vấn đề đang đượcnghiên cứu.
Việc chuyển tiếp camera thường u cầu khối lượng tính tốn lớn
khiphải thực hiện các thao tác như: xác định thời điểm và camera nhận
chuyểntiếp,bàngiaođốitượng.Dovậy,đểnângcaohiệusuấthoạtđộngcủahệthốngthì việc
thườngxuyênchuyểnđổigiữacáccameracầnđượcgiảmthiểu,đâylà trọng tâm nghiên cứu của luận
án, chi tiết được trình bày trong chương 2củaluậnán.
Xuất phát từ thực tế trên, luận án lựa chọn đề tài“Kỹ thuật xử lý
vùngquan sát và phát hiện bất thường của các đối tượng trong hệ
thốngcameragiámsát”.
Luậnántậptrungnghiêncứuhaiđốitượngchínhtronghệthốngcameragiámsát đó
là: chuyển tiếp camera vàpháthiện chuyển độngbấtthường.
2. Mụctiêunghiêncứu
Luận án tậptrung nghiêncứu cácvấnđềsau:
 Thứnhất: Hệthống cameragiámsátvàcácbài toánliênquan;
 Thứhai:Cáckỹthuậtchuyểntiếpcameratronghệthốngcameragiámsátvới
nhiềucamera;


 Thứba:Các kỹthuậtpháthiệnbấtthườngtronggiámsátvideo.
3. Phươngphápnghiêncứu
Trên cơ sở nghiên cứu sự cần thiết của hệ thống camera giám sát và
cácmục tiêu chính của luận án, phương pháp nghiên cứu của luận án được
xácđịnhgồm:

 Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với khảo sát, phân tích và đánh giá
thơngquathực nghiệm.
 Sosánh,phântíchvàđánhgiácáckếtquảnghiêncứucủaluậnánvớicáckết quả trong
những cơng trình của các tác giả khác đã cơng bố. Trên cơsởđó,đưa
ranhữngphươngpháp,kỹthuậtmớivà đềxuấtcảitiến.
 Cơngbố,traođổi,thảoluậnvàbáocáotạicácbuổiseminar,hộithảo,hộinghịkhoa
học…
4. Những đóng gópmới củaluậnán
Có thểkháiqt các kếtquảchính củaluậnánnhưsau:
 Đề xuất kỹ thuật phân vùng giám sát cố định cho các camera trong
hệthốngcameragiámsátdựatrênquanhệhìnhhọcgiữathịtrườngquansátcủacácc
amera,giúpgiảmthiểusốlầntínhtốnchuyểntiếpcamerathơngqua việc giảm thiểu các cạnh
của đa giác quan sát trong vùng giao nhaugiữa các camera trong hệ thống OVL. Kỹ
thuật

đề

xuất

được

cơng

bốtrongChunsancủaTạpchíCơngnghệthơngtinvàTruyềnthơngnăm2014.
 Đề xuất một cách tiếp cận giải quyết việc chuyển tiếp camera dựa
trênviệctínhtốnsựvachạmcủađốitượngchuyểnđộngvớiđườngranhgiớiảo, kỹ thuật
đề xuất đã được cơng bố tại Tạp chí Khoa học Công nghệ,ViệnHànlâmKhoa học và
CôngnghệViệtNamnăm2013.

 Đề xuất một kỹ thuật giải quyết việc chuyển tiếp camera thơng qua
việclựachọncamera,nhằmgiảmthiểusốlầnchuyểntiếpcamerakhigiámsátđối tượng.
KỹthuậtđềxuấtđãđượctrìnhbàyvàđăngtrongKỷyếuHộinghịQuốcGia“NghiêncứucơbảnvàứngdụngCơng
nghệthơngtin–FAIR”năm2013.
 Đềxuấtmột kỹthuậtpháthiện chuyểnđộngbấtthườngdựavàoquỹđạochuyểnđộng
củađốitượng.Kỹthuậtđềxuấtchophépthaotáctrêncácquỹ đạo khơng hoàn chỉnh, đáp ứng
được yêu cầu triển khai thời gianthực. Kỹ thuật đề xuất được công bố
tại Chuyên san của Tạp chí Cơngnghệthơngtinvà Truyềnthơngnăm2015.
5. Bố cụcluận án
Luận ánbaogồmphầnmởđầu,kếtluậnvà3chươngnộidung:
Chương 1: Tổng quan về chuyển tiếp camera và phát hiện bất
thườngtrong các hệ thống camera giám sát. Các vấn đề chung về giám sát tự
độngtronghệthốngcameragiámsát,cùngvớicácbàitốnliênquanđượckhảosátvàtrình
bàytrongchươngnày.
Chương2:Mộtsốkỹthuậtxửlývùngquansáttrongchuyểntiếpcamera.Đềxuấtcáckỹ
thuậtxửlývùngquansáttrongviệcgiảiquyếtbàitốnchuyểntiếpcameranhằmmụcđíchgiảmthiểu
cácthaotáctínhtốnchuyểntiếpcamera, từ đó giúp nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ
thống camera giámsát.
Chương 3: Phát hiện bất thường dựa vào quỹ đạo trong giám sát
video.Chương này trình bày tóm lược về các hướng tiếp cận, các kỹ thuật đã
đượcáp dụng giải quyết bài toán phát hiện bất thường trong giám sát video,
từ đóđề xuất một kỹ thuật phát hiện bất thường trong giám sát video dựa vào
phântíchquỹđạochuyểnđộngcủa đốitượng.


CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀC H U Y Ể N

TIẾP

VÀ

PHÁT

H I Ệ N BẤT THƯỜNG TRONG CÁC HỆ THỐNG
CAMERAGIÁMSÁT
Nghiêncứuvềhệthốngcameragiámsátthơngminhlàmộttrongnhữngchủđềrấtđ
ượcquantâmtronglĩnhvựcthịgiácmáytính,vớimụcđíchnhằmtrích xuất một cách hiệu quả
nhữngthơngtinhữchtừmộtsốlượnglớncácvideothuđượctừcáccameragiámsátbằngcáchtựđộngpháthiện,theo
dõi,nhậnbiết,phântíchvàhiểucáchànhvihoạtđộngcủacácđốitượngđượcgiámsát.
Trongchươngnày,luậnántrìnhbàysơlượcvềmộtsốvấnđềcơbảncủahệthốngcam
eragiámsáttựđộngcùngvớicáckhảosátliênquanđếnbàitốnchuyển tiếp camera và phát hiện bất
thườngtrongcáchệthốngcameragiámsát.
1.1. Hệthống cameragiámsáttựđộng
1.1.1. Giớithiệu
Rađờitừnhữngnăm1930,camerađãtrởthànhmộtphầncủacuộcsốnghiện nay. Với
nhữngtiếnbộcơngnghệgầnđây,camerađãtrởnênphổbiếnhơn, nó có mặt từ máy tính để bàn,
máy

tính

xách

tay,

đến

thiết

bị

di

động

vànhiềuthiếtbịkhácsửdụnghàngngày.Ngàycàngnhiềucáchệthốnggiámsátbằng
được

triển

khai

và

đã

chứng

minh

được

tính

hiệu

quả

camera
nhất

địnhtrênmộtsốlĩnhvựcnhưgiámsáthoạtđộngconngười,giámsátgiaothơng,...Trong giao
thơng,ngườitalắpđặtcáccameragiámsátởcácnơiđườnggiaonhau, đường hầm, nhà ga và các vị trí
quan trọng để giám sát giao thơng, dựbáo tình trạng ùn tắc, điều phối phân
làn giao thông, phát hiện các vi phạmluật giao thông của các phương tiện…
Trong

các

siêu

thị,

kho

bãi,

tàng,ngườitasửdụnghệthốngcamerađểgiámsáthoạtđộngcủanhânviên,khách

bảo