INSIGMA - opis projektu
Cel projektu
Celem projektu jest opracowanie i wdrożenie złożonego systemu informacyjnego do celów kompleksowej detekcji i identyfikacji zagrożeń oraz monitoringu i identyfikacji obiektów ruchomych.
Cel ten można przedstawić w trzech wzajemnie skorelowanych i integrowanych grupach zadań:
1. Opracowanie metod automatycznej obserwacji i rejestracji parametrów o obiektach ruchomych, transmisji i archiwizacji danych oraz identyfikacji osób znajdujących się w tych obiektach.
2. Wykrywanie zagrożeń i analiza różnorodnych parametrów ruchu na tle dynamicznych map.
3. Identyfikacja osób i zagrożeń na bazie terminali przenośnych i inteligentnego monitoringu oraz wyszukiwanie osób, danych i treści multimedialnych z zabezpieczeniem obiegu i przechowywania informacji.
Planowane założenia projektu zostaną osiągnięte dzięki współpracy czterech ośrodków naukowych w Polsce, funkcjonujących w ramach konsorcjum naukowego, utworzonego na rzecz realizacji projektu.
W branży teleinformatycznej w usługach związanych z przetwarzaniem obrazów pochodzących z wielu źródeł lub strumieni wideo można wskazać następujące problemy:
Obecnie przetwarzanie danych audiowizualnych pochodzących nawet tylko z kilku źródeł stanowi poważne wyzwanie dla systemu. Budowa zautomatyzowanego systemu monitorowania zdarzeń, obejmującego swoim zasięgiem na przykład osiedle, dzielnicę, czy miejscowość jest niemożliwa, zarówno z technicznego, jak i ekonomicznego punktu widzenia. Ilość danych niezbędna do przetworzenia w takim systemie przekracza możliwości współczesnych komputerów. Obecnie proponowane sposoby rozwiązywania tego typu zagadnień skupiają się na budowie drogich, zintegrowanych farm komputerowych. Należy jednak pamiętać, że wzrost liczby monitorowanych punktów wymusza kolejne kosztowne inwestycje.
Ponadto, w przypadku istniejących rozwiązań umożliwiających tworzenie i edycję map drogowych i w przypadku rozwiązań przeznaczonych do optymalizacji ruchu drogowego główny problem stanowi brak efektywnych rozwiązań pozwalających na konwersję danych dotyczących położenia obiektów i danych audiowizualnych na tzw. „mapy dynamiczne”.
Ramowy opis działania systemu INSIGMA:
Monitoring obiektów zurbanizowanych będzie odbywał się za pomocą analizy wielu czynników, które mogą wskazywać na szeroko pojęte zagrożenia bezpieczeństwa obywateli. Podstawowym elementem warstwy sprzętowej systemu będzie układ kamer rozmieszczonych na obszarze objętym monitoringiem. Urządzenia, których parametry i możliwości będą poszerzane w ramach projektu, będą prowadzić ciągłą i niewymagającą interakcji z operatorem akwizycję oraz wstępną analizę obrazu.
Analiza danych będzie odbywać się również za pomocą sieci sensorów, które będą w stanie wykrywać zmiany położenia obiektów, nagłe zmiany temperatury, ciśnienia oraz stężenia niebezpiecznych związków. W celu zapewnienia wysokiego poziomu ochrony, zastosowana zostanie również technika RFID (ang. Radio Frequency Identification) służąca do zdalnej identyfikacji obiektów. Informacje na temat lokalizacji mogą być pozyskiwane z takich systemów jak telefonia mobilna GSM (ang. Global System for Mobile Communications) i UMTS (ang. Universal Mobile Telecommunications System), jak również system GPS (ang. Global Positioning System).
Dane pozyskane dzięki sieci kamer i czujników rozmieszczonych na terenie monitorowanym będą podlegały szczegółowej i automatycznej analizie w warstwie analizy kontekstowej. Analiza ta będzie polegała na ekstrakcji oraz rozpoznaniu cech wysoko- oraz niskopoziomowych.
- Do cech wysokopoziomowych można zaliczyć takie elementy obrazu jak twarze oraz sylwetki ludzi, kształty pojazdów oraz innych obiektów występujących na zarejestrowanym obrazie oraz w strumieniu danych pochodzących z sensorów monitoringu.
- Do cech niskopoziomowych można zaliczyć parametry sygnałowe danych, takie jak, przykładowo, wartości częstotliwości, szybkości oraz amplitudy zmian parametrów objętych monitoringiem oraz wartości deskryptorów obrazu dla danych pochodzących z kamer.
Na potrzeby warstwy analitycznej powstaną struktury przechowywania danych, które umożliwią archiwizację oraz szybki dostęp i wyszukiwanie danych pochodzących z wielu heterogenicznych źródeł. Przewiduje się użycie zaawansowanych rozwiązań bazodanowych oraz technik znakowania wodnego treści multimedialnych. W skład warstwy analitycznej systemu wchodzić będzie także portal Internetowy systemu INSIGMA. Portal ten będzie służył, jako dwustronny interfejs między obywatelami a użytkownikiem końcowym.
Integralną częścią systemu będzie wnioskowanie i prezentacja zebranej informacji z sieci czujników w warstwie inteligentnego przetwarzania danych i podejmowania decyzji. W warstwie tej realizowane będą zadania bezpośredniej interakcji z operatorem systemu – automatyczna detekcja zagrożeń, wyszukiwanie informacji oraz prezentacja.
Automatyczna detekcja (wykrywanie) zagrożeń będzie realizowana przy użyciu powstałych w ramach projektu inteligentnych algorytmów. Algorytmy te będą zdolne do automatycznego wykrywania zaistniałych zagrożeń oraz przewidywania potencjalnych w drodze wnioskowania na podstawie przeanalizowanych i połączonych wyników z sieci kamer oraz sensorów. Zarówno wspomniane algorytmy jak i operator systemu będą miały do dyspozycji zaawansowane algorytmy szybkiego i efektywnego wyszukiwania danych multimedialnych.
Dane uzyskane w drodze akwizycji, analizy i wnioskowania oraz monitoringu będą prezentowane operatorowi systemu przy użyciu dynamicznych map. Taka forma prezentacji umożliwi operatorowi szybką ocenę zaistniałej sytuacji lub potencjalnego zagrożenia oraz na bezzwłoczne podjęcie decyzji.
Jednym z etapów końcowych projektu będzie prototypowa implementacja systemu INSIGMA. Stworzony prototypowy system będzie chronił obywateli i ich dobra materialne. Pozwoli na utworzenie bezpiecznych obszarów: zarówno rozległych terenów zurbanizowanych jak i integralnych obiektów. Między innymi system pozwoli na:
- Wykrywanie zaistniałych zagrożeń o charakterze kryminalnym oraz incydentalnym.
- Wykrywanie potencjalnych zagrożeń o charakterze kryminalnym oraz incydentalnym przed ich zaistnieniem.
- Czytelną, prezentowaną w czasie rzeczywistym, wizualizację aktualnej sytuacji na obszarze objętym monitoringiem.
- Zredukowanie obciążenia osób odpowiedzialnych za śledzenie sygnałów płynących z systemów monitoringu, co pozwoli skupić ich uwagę na zaistniałych zagrożeniach.
- Archiwizacja danych w celu ich analizy i podejmowania decyzji strategicznych.
Technologie systemów bezpieczeństwa publicznego, opracowane w ramach niniejszego projektu, są przeznaczone dla odbiorców w dziedzinach objętych działaniami Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.
