для чего нужен процесс детектирования

Детектирование

Полезное

Смотреть что такое «Детектирование» в других словарях:

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ — (от лат. detectio обнаружение) (радио) преобразование электрических колебаний, в результате которого обычно получаются колебания другой (как правило, более низкой) частоты. Наиболее важный случай детектирования, используемого в радиоприемных… … Большой Энциклопедический словарь

детектирование — Преобразование электромагнитного колебания для получения напряжения или тока, величина которого определяется параметрами колебания, с целью извлечения информации, содержащейся в изменениях этих параметров. [ГОСТ 24375 80] детектирование… … Справочник технического переводчика

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ — (демодуляция) (от лат. detectio открытие, обнаружение), преобразование электрич. колебаний, в результате к рого получаются колебания более низкой частоты (или пост. ток). В радиотехнике Д. выделение НЧ модулирующего сигнала из модулиров. ВЧ… … Физическая энциклопедия

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ — выделение с помощью детектора из модулированных колебаний высокой частоты содержащихся в них колебаний низкой частоты, воспринимаемых в телефон. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР,… … Морской словарь

детектирование — сущ., кол во синонимов: 2 • видеодетектирование (1) • преобразование (41) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ — (1) обнаружение сигнала; (2) выделение колебаний низкой частоты из высокочастотных модулированных колебаний (см. ), иногда называемое демодуляцией. Д. широко применяют в радиоприёмном устройстве для получения колебаний звуковой частоты, сигналов… … Большая политехническая энциклопедия

детектирование — (от лат. detectio обнаружение) (радио), преобразование электрических колебаний, в результате которого обычно получаются колебания другой (как правило, более низкой) частоты. Наиболее важный случай детектирования, используемого в радиоприёмных… … Энциклопедический словарь

детектирование — detektavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. detection vok. Demodulation, f; Gleichrichtung, f; Rückmodulation, f rus. детектирование, n pranc. détection, f … Automatikos terminų žodynas

детектирование — detekcija statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. detection vok. Gleichrichtung, f rus. детектирование, n; детекция, f pranc. détection, f … Automatikos terminų žodynas

Источник

Для чего нужен процесс детектирования

Модуляция. Для осуществления радиотелефонной связи необходимо использовать высокочастотные колебания, интенсивно излучаемые антенной. Незатухающие гармонические колебания высокой частоты вырабатывает генератор, например генератор на транзисторе.

а) график колебаний высокой частоты, которую называют несущей частотой;

б) график колебаний звуковой частоты, т. е. модулирующих колебаний;

в) график модулированных по амплитуде колебаний.

Без модуляции мы в лучшем случае можем контролировать лишь, работает станция или молчит. Без модуляции нет ни телефонной, ни телевизионной передачи.

Модуляция — медленный процесс. Это такие изменения в высокочастотной колебательной системе, при которых она успевает совершить очень много высокочастотных колебаний, прежде чем их амплитуда изменится заметным образом.

Полученный в результате детектирования сигнал соответствует тому звуковому сигналу, который действовал на микрофон передатчика. После усиления колебания низкой частоты могут быть превращены в звук.

Источник

Детектирование модулированных сигналов

Методы детектирования и характеристики детекторов

Детектирование — процесс выделения модулирующего сигнала из модулированного колебания или сигнала.

Детектирование может осуществляться при когерентном и некогерентном приеме сигналов.

При когерентном приеме, при детектировании, используются данные о начальной фазе сигнала.

При некогерентном приеме, при детектировании, не используются данные о начальной фазе сигнала.

Детектирование осуществляется в устройствах — детекторах. Условное графическое обозначение детектора имеет вид:

Характеристиками детектора являются: детекторная, частотная характеристики и коэффициент передачи.

Детекторная характеристика представляет собой зависимость постоянной составляющей напряжения на выходе детектора от изменения информационного параметра несущей, подводимой к нему. При АМ информационным параметром является амплитуда, при ЧМ частота, при ФМ фаза.

Идеальная характеристика является линейной проходя через начало координат под углом a к оси абсцисс (рисунок 39). Реальная характеристика имеет отклонение, которые приводят к нелинейным искажениям модулирующего сигнала.

Частотная характеристика представляет собой зависимость амплитуды выходного напряжения Um_u детектора от частоты модулирующего гармонического сигнала. Реальная характеристика имеет линейный характер и постоянна для Um_u на всех частотах (рисунок 40). Отклонение реальной характеристики от идеальной приводит к частотным искажениям модулирующего сигнала. Также как и для модуляторов, по частотной характеристике определяют полосу пропускания детектора.

Коэффициент передачи детектора определяется для гармонического модулирующего сигнала и равен отношению амплитуды гармонического сигнала Um_u к амплитуде приращения информационного параметра несущей

Коэффициент передачи детектора можно определить из детекторной характеристики:

где k — масштабный коэффициент пропорциональности.

Детектирование амплитудно-модулированных сигналов

Некогерентный амплитудный детектор на диоде

Принципиальная электрическая схема некогерентного амплитудного детектора представлена на рисунке 41. В состав детектора включен нелинейный элемент — диод VD. Необходимость нелинейного элемента вызвана тем, что процесс детектирования связан с трансформацией спектра сигнала. Диаграммы поясняющие принцип работы модулятора представлены на рисунке 42.

На диод поступает АМ сигнал S_АМ(t), в спектре которого имеются составляющая несущего сигнала и боковые составляющие (рисунок 42, а). В спектре отклика диода u_д(t) появляются новые составляющие: постоянная, составляющая модулирующего сигнала и высшие гармоники модулированного сигнала (рисунок 42, б). Элементы R1 C1 образуют фильтр низких частот, который шунтирует высокочастотные составляющие спектра отклика и тем самым выделяют составляющую модулирующего сигнала и постоянную составляющую u_ФНЧ(t) (рисунок 42, в). Разделительный конденсатор C2 задерживает постоянную составляющую спектра и в спектре выходного сигнала присутствует только составляющая модулирующего сигнала u(t) (рисунок 42, г).

Эффективное подавление высокочастотных составляющих фильтром низких частот детектора возможно при выполнении условия

1/?₀С₁ u_д2. Выходное напряжение каждого из однотактных детекторов будет определяться:

где К_д — коэффициент передачи детектора.

Поскольку эти напряжения противоположны, то выходное напряжения балансного детектора определяется:

Детекторная характеристика балансного детектора представлена на рисунке 57.

Детектирование манипулированных сигналов

Детектирование амплитудно-манипулированных сигналов.

Детектирование данных сигналов может осуществляется рассмотренным выше амплитудным детектором на диоде (рисунок 39).

Детектирование частотно-манипулированных сигналов.

Структурная электрическая схема детектора ЧМн сигналов и диаграммы, поясняющие его работу приведены на рисунках 58 и 59.

На вход детектора поступает ЧМн сигнал (рисунок 59, а). Это сигнал поступает на полосовые фильтры ПФ1 и ПФ2, каждый из ПФ выделяет свою полосу частот (рисунок 59, б, в). Полученные сигналы детектируются амплитудными детекторами АД1 и АД2 (рисунок 59, г, д). Полученные сигналы поступают в вычитающее устройство, причем сигнал u_АД2(t) поступает в негативной полярности. В вычитающем устройстве происходит формирование выходного сигнала (рисунок 59, е):

Детектирование фазо-манипулированных сигналов.

Детектирование данных сигналов осуществляется при когерентном приеме. Структурная электрическая схема приемника ФМ сигналов представлена на рисунке 60.

На вход полосового фильтра подается входное колебание Z(t). ПФ производит додетекторную обработку сигнала, т. е. ограничивает уровень помех на входе приемника. ФМн сигнал с выхода ПФ поступает в фазовый детектор ФД, на второй вход которого поступает опорное колебание от генератора. Подстройка частоты и фазы опорных колебаний осуществляется системой фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ. Частота и фаза опорных колебаний должна совпадать с частотой и фазой одного из сигналов S₁(t) или S₂(t). Сигнал, полученный на выходе ФД поступает в решающее устройство, которое определяет какой сигнал принят u₁ или u₂. Определение сигнала осуществляется путем сравнения амплитуды дискретного элемента поступающего с ФД с нулевым уровнем, который снимается с корпуса: если амплитуда дискретного элемента поступающего с ФД больше нуля, то принят элемент положительной полярности u₂ («1»), если меньше нуля, то принят элемент отрицательной полярности u₁ («0»).

Основным недостатком данной схемы и соответственно системы с ФМн является необходимость передачи вместе с информационным сигналом сигнала фазовой синхронизации, что приводит к дополнительным затратам мощности и, соответственно, снижению эффективности ФМн. Необходимость передачи сигналов синхронизации связана с тем, что фаза колебаний опорного генератора должна с высокой точностью совпадать с фазой одного из сигналов S₁ или S₂. Использование для целей фазовой синхронизации входного сигнала Z(t) приводит к эффекту обратной работы. Обратная работа заключается в замене, пи детектировании, сигнала u₁ сигналом u₂ и наоборот. Обратная работа возникает тогда, когда фаза опорных колебаний генератора меняется на противоположную. Это возникает из-за того, что при равновероятных сигнала S₁ и S₂, отличающихся друг от друга по фазе на 180°, на приеме нет ни каких признаков по которым можно определить, фаза какого сигнала была принята в качестве опорного. Генератор, подстраиваемый системой ФАПЧ, может генерировать колебания с двумя устойчивыми состояниями фазы 0 или 180°. В канале связи под воздействием помех фаза сигнала используемого для синхронизации изменяется. Если она не соответствует 0 или 180°, то генератор подстраивается под ближайшую фазу, т. е. если фаза изменяется менее чем на 90°, то генератор будет подстраиваться под верную фазу сигнала (обратная работа отсутствует), если более чем на 90°, то генератор подстраивается под противоположную фазу и возникает обратная работа. Из вышесказанного можно сделать вывод, что источником обратной работы в приемнике является генератор с ФАПЧ.

Детектирование относительно-фазо-модулированных сигналов.

Детектирование ОФМн сигналов может осуществляться двумя методами: методом сравнения фаз (обеспечивает некогерентный прием) и метод сравнения полярностей (обеспечивает когерентный прием).

При методе сравнения фаз источники обратной работы генератор и ФАПЧ заменяются линией задержки, которая осуществляет задержку сигнала на длительность одного дискретного элемента (рисунок 61). В фазовом детекторе осуществляется сравнение фаз принятого сигнала и предыдущего. Формирование выходного сигнала РУ осуществляется также как и в приемнике ФМн сигналов. Поскольку в данной схеме в качестве опорного колебания используется принятый сигнал, то появление обратной работы исключено.

При методе сравнения полярностей приемник состоит из двух частей: приемника ФМн сигналов и относительного декодера (рисунок 62). При детектировании сигналов в приемнике ФМн сигналов возникает обратная работа. Сигнал с выхода приемника поступает в сравнивающее устройство СУ относительного декодера. На второй вход СУ поступает предыдущий выходной сигнал приемника. Задержку сигнала на один дискретный элемент осуществляет линия задержки. В СУ происходит сравнение полярностей двух элементов и формируется выходной сигнал. Формирование дискретного элемента выходного сигнала осуществляется по правилу: если полярности обоих сигналов совпадают, то формируется сигнал положительной полярности u₂ («1»), если полярности не совпадают, то сигнал отрицательной полярности u₁ («0»). Так как обратная работа изменяет полярность как текущей, так и предыдущей посылок, то она на работе СУ не сказывается.

Детектирование импульсно-модулированных сигналов

Особенностью ИМ сигналов является наличие в их спектре низкочастотных составляющих модулирующего сигнала. Поэтому для детектирования данных сигналов нелинейный элемент не используется. Детектирование осуществляется фильтром, с помощью которого выделяются составляющие модулирующего сигнала. Для этого граничные частоты фильтра должны быть равны наименьшей Fmin и наибольшей Fmax частоте спектра модулирующего сигнала. Детектирование первичных (низкочастотных) сигналов осуществляется ФНЧ.

А) Детектирование АИМ сигналов. Если скважность импульсов АИМ сигнала велика q>>1, то детектирование осуществляется пиковым детектором.

Пиковым детектором — называется амплитудный детектор, выходное напряжение которого пропорционально амплитуде импульсов и сохраняется приблизительно постоянным на интервале периода следования импульсов Т.

В спектре ФИМ сигналов уровень составляющих частоты модуляции незначителен, а также он зависит от частоты модуляции. Поэтому непосредственно ФИМ сигналы детектировать ФНЧ нельзя. Предварительно эти сигналы преобразуются в ШИМ или ЧИМ сигналы, а затем детектируются ФНЧ. Однако, для преобразования ФИМ сигнала необходимо вместе с ним передавать синхронизирующие тактовые импульсы, а это усложняет схему детектора.

Для увеличения помехоустойчивости в приемнике принятые импульсно модулированные сигналы подвергают регенерации.

Регенерация — процесс восстановление формы импульсов.

На рисунке 63 представлены временные диаграммы, поясняющие регенерацию импульсно модулированного сигнала. На рисунке 63, а представлен передаваемый импульсно-модулированный сигнал Sм_пер(t). На рисунке 63, б представлен принятый сигнал Z_пр(t). Форма этого сигнала искажена вследствие воздействия флуктуационных и импульсных помех в канале связи. Регенерация осуществляется путем ограничения амплитуды импульсов по максимуму и минимуму на уровне близком к половине пикового значения импульсов (рисунок 63, в). При регенерации возможно искажение принятого сигнала вызванное большой амплитудой импульсной помехи, однако, большая часть помех подавляется.

Поскольку при регенерации осуществляется ограничение амплитуды импульсов, то регенерации не могут подвергаться АИМ сигналы, т. к. амплитуда этих сигналов является информационным параметром.

Источник

Какие виды детекции полезны в видеонаблюдении. Механизмы и функции

Сигнал извещения при обнаружении движения (детекция) в поле зрения камеры – это базовая функция, без которой невозможно представить современную систему видеонаблюдения. Однако даже у этой простой и понятной для пользователя функции есть множество нюансов, влияющих на стоимость и качество работы всей системы.

Сегодня мы познакомим вас с различными видами детекции, используемых в камерах видеонаблюдения, расскажем об их преимуществах и недостатках, подробно сравним устройства, интегрированные с облаком, и с аналитикой «на борту».

Мы предлагаем несколько решений, которые построены на алгоритмах определения объекта и движения в кадре:

Детектор движения — это часть системы видеоаналитики, доступной для всех камер сервиса Ivideon. Он определяет движение в выбранной области, а если пользователь её не задал, то детектор работает по всей зоне кадра. В основе детектора лежит алгоритм, создающий фоновое изображение и сравнивающий последующие кадры с фоном. Таким образом удается избежать ложных срабатываний при небольшом изменении кадра. Например, детектор не сработает, если за окном пролетит птица. Но сработает, если неподвижно сидящий человек начнет двигать рукой. Кроме сравнения кадров с фоном применяются дополнительные алгоритмы обнаружения движения, повышающие качество работы.

Детектор очередей — это модуль видеоаналитики, который используется для обнаружения очереди на основе подсчёта голов в кадре. Детектор разрабатывался с использованием машинного обучения, то есть его точность увеличивалась по мере использования.

Распознавание лиц — технология видеоаналитики, которая чаще всего необходима крупным компаниям банковского и страхового сектора, где существуют высокие требования к безопасности и соблюдению служебной тайны. Подробнее о ней мы писали здесь (ссылка на статью про эмоции).

Все эти технологии появились после долгой эволюции, начало которой положили аналоговые детекторы.

Аналоговый внешний детектор движения

Пассивный инфракрасный датчик пироэлектриком фиксирует уровни инфракрасного излучения

Ранее на рынке систем видеонаблюдения господствовали аналоговые камеры со стандартным разрешением, как правило, 576р. Для активации записи при обнаружении движения использовались отдельные внешние датчики.

В них устанавливались чувствительные к теплу инфракрасные сенсоры, которые реагировали на появление в зоне контроля источника тепла (человека) и определяли факт его передвижения. Сигнал с датчика активировал запись изображения с камеры на кассету видеомагнитофона или срабатывание сигнала тревоги в системе безопасности.

Стандартный ИР-датчик движения

Такая технология применяется и сегодня благодаря низкой стоимости, высокой чувствительности и возможности работы с дешевыми аналоговыми камерами, но все плюсы нивелируются серьезными проблемами использования аналогового детектора.

Во-первых, его датчик охватывает своим «недремлющим оком» всю охраняемую площадь. У вас нет возможности закрыть от детектора определенный сектор, в котором может быть, например, движение теплых воздушных масс. В этом случае вы столкнётесь с периодическими ложными срабатываниями, а охрана объекта получит головную боль.

Конечно, можно попытаться минимизировать ложные срабатывания, регулируя чувствительность детектора и меняя угол наблюдения, но это не всегда лучшее решение.

Во-вторых, к ложным срабатываниям датчика могут привести различные атмосферные явления: снег, дождь или пыль. Он также довольно чувствителен к искусственным помехам.

Определяем активность в кадре

Мультиплексор для работы с аналоговыми камерами (с)

С развитием цифровых технологий обработки видеоданных появилась возможность встраивать детекторы активности в мультиплексоры, хотя сами камеры на том этапе еще были аналоговыми.

Задачей мультиплексора является сведение видеопотока от нескольких камер в единый видеоряд для демонстрации на мониторах охраны и записи на Time Lapse-видеомагнитофон.

Именно тот период можно считать переломным моментом в развитии технологии детекции. И здесь нет опечатки: речь идёт о распознавании активности в специально отмеченных зонах кадра – эту операцию и производил мультиплексор.

Его можно было запрограммировать на определение активности в видеоряде, поступающем с одной или нескольких камер. С этой целью кадр разбивался на зоны (как правило, 256 зон 16х16 квадратов), и в процессе настройки системы специалист мог выбрать, в каких зонах нужно анализировать активность, а в каких нет.

В отличие от аналогового датчика движения тревожный сигнал формировался при наличии активности только в выбранных зонах, а не на всей площади кадра. Такой подход обеспечивал большую гибкость и удобство контроля, сводя к минимуму ложные срабатывания системы.

Ещё одним плюсом этой технологии можно считать возможность активации записи со стандартной частотой кадров при наличии активности на камере. В мультиплексоре была возможность настроить запись видеопотока с конкретной камеры в полнокадровом режиме, чтобы потом получить нормальное динамичное видео без рывков и пропуска кадров, с плавной передачей эффекта движения. Видео же с остальных камер продолжало записываться с пониженной частотой кадров.

Технология обладала существенными преимуществами по сравнению с аналоговой детекцией движения. В первую очередь, меньше ложных срабатываний за счет гибкой настройки зон контроля. Такая система практически не была подвержена влиянию атмосферных осадков.

Прогресс не стоит на месте, и на смену аналоговым камерам видеонаблюдения стандартного разрешения пришли цифровые Full HD-камеры, а аналоговые мультиплексоры и Time Lapse-видеомагнитофоны были вытеснены цифровыми регистраторами, а также локальными и облачными видеосерверами. Всё это привело к тому, что пользователи цифровых систем видеонаблюдения получили дополнительные возможности, о которых мы и расскажем вам ниже.

Детектор активности, встроенный в камеру

(с)

Появление мощных DSP (цифровых сигнальных процессоров) для обработки видео дало возможность разработчикам встраивать детекторы движения (и не только их) непосредственно в саму камеру. Мы будем называть такие камеры «умными», или «камерами с аналитикой».

Вы можете выбрать в кадре нужную зону, активность в которой хотите отслеживать, и при этом вы, как правило, не ограничены только квадратами определенного размера. Умные камеры позволяют задавать зоны любого размера и формы и активировать запись, например, на установленный флеш-накопитель. И конечно, они могут передать тревожный сигнал.

Умные камеры не ограничиваются только определением наличия движения в кадре. Более продвинутые модели могут отправлять уведомления о различных событиях на объекте, например, на электронную почту.

У некоторых камер есть возможность настройки временного интервала отслеживания движения. И конечно, большинство современных камер с аналитикой еще и выделяют в кадре подвижные объекты, на которые оператору нужно обратить внимание.

Заметим, что сейчас набирают популярность технологии, недоступные ранее для большинства систем видеонаблюдения:

Также необходимо учитывать и размер, который занимает в кадре распознаваемый объект. Согласно требованиям европейского стандарта EN 50 132-7, для обнаружения, распознавания и идентификации людей и объектов введено понятие «плотность пикселей», или количество пикселей изображения на 1 м горизонтального расстояния до наблюдаемой цели.

Как видите, для уверенного обнаружения людей в кадре требуется плотность не менее 40 мм/пиксель. Понятно, что распознавание людей — это достаточно сложная задача, поэтому требования к качеству изображения здесь предъявляются очень высокие.

А если мы возьмем, например, задачу распознавания автомобильных номеров, то для этого высота номерных знаков и букв должна составлять примерно 15 пикселей, что эквивалентно 200 мм/пиксель.

Помимо качественной картинки самую важную роль в любой детекции играют используемые алгоритмы.
Детекция внешняя и встроенная

Программы детектирования могут быть встроены в камеру или располагаться на удаленном видео- или облачном сервере.

Рассмотрим достоинства и недостатки этих подходов.

Поговорим о недостатках встроенной детекции.

Любая встроенная в камеру функция повышает её стоимость. Ведь разработчику нужно создать соответствующее ПО и провести его отладку и тестирование. А покупатель должен всё это оплатить.

Как правило, большинство встроенных в камеру алгоритмов детекции являются достаточно упрощенными. Ведь производителю проще написать ПО один раз и продавать его как можно дольше.

Процессор Fullhan 8520 в камере Dahua (c)

Качественные алгоритмы детекции требуют для своей работы мощные DSP, а чем мощнее процессор, тем дороже будет камера. Получается, что покупатель фактически оказывается «привязан» к строго определенному, зашитому в камеру алгоритму детекции, который может быть не слишком эффективным, а производитель не спешит выпускать обновление. Или он не всегда может это сделать в случае со старым «железом». Производителю проще выпустить новую, более дорогую камеру, чем тратить время и деньги на доработку старой.

Планируя покупку камеры, особенно у производителя из низкого ценового сегмента, задумайтесь о том, нужны ли вам «фичи» в виде встроенной детекции. И сейчас объясним, почему.

Достоинства и недостатки внешней детекции

Алгоритмы проанализируют отправленный на облачный или локальный сервер видеопоток и выдадут результат. Именно этот вариант реализован в Ivideon.

В отличие от зашитого в камеру алгоритма детекции движения, работа над улучшением используемых в нашем облаке технологий не прекращается. В частности, мы совсем недавно обновили настройки детектора движения в личном кабинете сервиса.

Все настройки в кабинете пользователь может делать удаленно с ПК или любого гаджета. Теперь мы добавили раздел «Детекция», в котором можно настраивать зону и чувствительность детектора движения. Аналогичные настройки есть и для звукового тракта.

Настройка детектора движения простая и наглядная: пользователю не надо думать, насколько эффективны алгоритмы детекции и как их обновить. Этими вопросами занимаются наши программисты.

Использование сервиса облачного видеонаблюдения позволяет легко организовать любую детекцию, независимо от типа и цены установленных на вашем объекте камер. Вы можете настроить детекцию движения или активировать функцию распознавания лиц. Вам не нужно приобретать новые камеры, достаточно просто выбрать нужную опцию в личном кабинете сервиса.

Источник