PDF de programación - SISTEMA INTELIGENTE DE GESTIÓN DE MÚLTIPLES CÁMARAS DE VIDEOSEGURIDAD

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID

ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR




















SISTEMA INTELIGENTE DE GESTIÓN

DE MÚLTIPLES CÁMARAS DE

VIDEOSEGURIDAD













-PROYECTO FIN DE CARRERA-

Guillermo López-Oliva Santa Cruz



FEBRERO 2009


















SISTEMA INTELIGENTE DE GESTIÓN

DE MÚLTIPLES CÁMARAS DE

VIDEOSEGURIDAD

AUTOR: Guillermo López-Oliva Santa Cruz

TUTOR: José María Martinez Sanchez



















Video Processing and Understanding Lab (VPULab)

Dpto. de Ingeniería Informática

Escuela Politécnica Superior

Universidad Autónoma de Madrid

Febrero de 2009



Palabras clave:

Videoseguridad, Streaming, video procesado, cliente-servidor, detección de movimiento,
adaptación de contenidos.



Resumen:

El objetivo de este Proyecto Fin de Carrera es el diseño y desarrollo de un sistema de
videoseguridad inteligente distribuido, de acceso remoto para el usuario final (que es la
persona que visualiza la grabación). Este sistema soportará múltiples cámaras de red, y
admitirá cierta configuración por parte de un “supervisor” para ajustar la funcionalidad del
sistema a sus propias necesidades. Mediante algoritmos de detección de movimiento el
sistema será capaz de decidir de entre varias escenas cual es la relevante en cada instante y
la mostrará por pantalla al usuario final, quien recibirá un stream de video comprimido
servido por el sistema inteligente.

En resumen, la idea es crear una aplicación para vigilancia de múltiples zonas
simultáneamente que facilite al operario de seguridad su labor.



Abstract:

The main objetive of this PFC is the design and development of an intelligent distributed
surveillance system, providing remote access to the final user (which is the person who
watches the recording). This system will control several network cameras, and will be
configurable by a supervisor in order to adjust the system performance in a suitable form.
By using some motion-detection algoritms the system will be capable of deciding which is
the most relevant scene of the set of scenes and will display it to the final user, sending a
compressed video stream to him.

To sum up, the main goal is to create an application for the surveillance of multiple areas at
the same time in order to help the security guard doing his job.






Agradecimientos


Quiero agradecer a todas las personas que me han ayudado en este proyecto, de algún
modo u otro:


A José María Martínez Sánchez, mi tutor, por ofrecerme la oportunidad de realizar
este proyecto, y porque siempre tuvo un momento para ayudarme y atenderme cuando lo
necesitaba.


A los miembros del VPULab, quienes estuvieron siempre dispuestos a echarme una
mano, especiamente a Javier Molina, Juan Carlos San Miguel, Fernando López y Alvaro
García Martin.


mi formación como ingeniero.


superado juntos muchas asignaturas de la carrera.




Sin ellos no habría sido posible la realización de este proyecto.


A mis amigos de la Universidad, con quienes además de pasar buenos ratos hemos

A todos los profesores de la carrera. Cada uno de ellos ha contribuído un poco en

Y a mis padres, por su interés y apoyo a lo largo de toda la carrera.








INDICE DE CONTENIDOS

1 Introducción........................................................................................................................ 1
1.1 Motivación................................................................................................................ 2
1.2 Objetivos................................................................................................................... 2
1.3 Organización de la memoria..................................................................................... 3
2 Estado del arte .................................................................................................................... 5
2.1 Análisis de secuencias de videoseguridad ................................................................ 5
2.1.1 Introducción.................................................................................................... 5
2.1.2 Revisión de técnicas de análisis de secuencias de video ................................ 5
2.1.2.1 Detección de objetos ..................................................................................... 6
2.1.3 Algoritmo de detección de movimiento ......................................................... 7
2.2 Sistemas distribuidos de videoseguridad................................................................ 11
2.2.1 Evolución de los sistemas de videoseguridad............................................... 11
2.3 Sistemas de streaming de video comprimido ......................................................... 13
2.3.1 Introducción.................................................................................................. 13
2.3.2 Apple (http://www.apple.com/server/macosx/)............................................ 14
2.3.2.1 QuickTime Streaming Server:..................................................................... 14
2.3.2.2 Darwin Streaming Server
(http://developer.apple.com/opensource/server/streaming/index.html) .................. 15
2.3.3 VideoLAN (http://www.videolan.org/) ........................................................ 16
2.3.4 Windows Media
(www.microsoft.com/windows/windowsmedia/9series/server.aspx) .................... 19
2.4 Dispositivos PDA ................................................................................................... 22
2.4.1 Introducción.................................................................................................. 22
2.4.2 Historia ......................................................................................................... 22
2.4.3 Usos de las PDAs ......................................................................................... 24
2.4.4 Sistemas operativos en las PDAs.................................................................. 25
2.4.4.1 Introducción................................................................................................. 25
2.4.4.2 Evolución de Windows Mobile................................................................... 28
3 Diseño............................................................................................................................... 31
3.1 Descripción de la arquitectura del sistema ............................................................. 31
3.2 Plataforma DiVA (DIstributed Video Análisis) ..................................................... 32
3.1.1 Arquitectura global ...................................................................................... 32
3.3 Plataforma CAIN (Content Adaptation INtegration) ............................................. 35
3.3.1 Arquitectura de CAIN .................................................................................. 36
3.3.2 Sistema CAIN............................................................................................... 37
3.3.3 Extensibilidad en CAIN................................................................................ 39
3.3.3.1 Interfaz de los CAT ..................................................................................... 39
4 Desarrollo ......................................................................................................................... 41
4.1 Introducción............................................................................................................ 41
4.2 Modificaciones / Implementaciones basadas en DiVA para la creación del sistema
inteligente ..................................................................................................................... 41
4.2.1 Introducción.................................................................................................. 41
4.2.2 Estructura del código de DiVA..................................................................... 43
4.2.2.1 DiVAImage ................................................................................................. 44
4.2.2.2 DiVAThread................................................................................................ 46
4.2.2.3 DiVACapture............................................................................................... 48
4.2.2.4 DiVAClient ................................................................................................. 49

i



4.2.2.5 DiVAFreeBuffer.......................................................................................... 50
4.2.2.6 DiVAServer................................................................................................. 51
4.2.2.7 DiVAAlgorithm........................................................................................... 52
4.2.3 Arquitectura del Sistema Inteligente de videoseguridad .............................. 53
4.2.3.1 FrameServers (servidores de imágenes)...................................................... 54
4.2.3.2 Clientes de imágenes ................................................................................... 58
4.2.3.3 Selector de cuadros...................................................................................... 61
4.2.3.4 Transmisor de Imágenes.............................................................................. 66
4.3 Modificaciones / Implementaciones basadas en CAIN para la creación del sistema de
streaming 70
4.3.1 Introducción.................................................................................................. 70
4.3.2 Desarrollo del Sistema de Streaming............................................................ 73
4.3.2.1 RawVideoCombiner CAT........................................................................... 75
5 Integración, prueb