Следствие ведет видеокамера

Координаты на лице
Евгений Павлов составил алгоритм поиска изображений и распознавания лиц. Например, преступник случайно оказался в поле зрения видеокамеры. Теперь не надо расклеивать его фотографию на столбах с надписью «Их разыскивает милиция». Одно нажатие кнопки на компьютерной клавиатуре, и лицо подозреваемого прогоняется через базу данных – через минуту уже известны имя и фамилия антигероя. Второе нажатие клавиши – и ясно, где он находится сейчас.
– Мы разбиваем лицо на блоки и смотрим, где на этой «карте» находятся глаза, нос, рот. Это все можно выразить в циф­рах, как географические координаты. Когда компьютер сравнивает лица, то он в первую очередь ищет координаты глаз, носа, – рассказывает Евгений.
Этой темой Евгений увлекся еще будучи студентом физфака ЯрГУ четвертого курса. Евгений фотографировал своих товарищей в разное время. Набралось 2000 фотографий. Студент стал анализировать, какие параметры лица являются ключевыми. Выяснил, что можно сделать себе накладную бороду, надеть парик, загримировать лицо, но глаза, нос и рот всегда остаются неизменными. Уши, кстати, из основного списка исключил. Они могут скрываться под волосами, шапками. Евгений написал программу распознавания лиц и стал с ней экспериментировать.

Диплом от министерства
Павлов защитил диплом по теме «алгоритм поиска», поступил в аспирантуру.
– Работы по распознаванию лиц ведутся последние лет 10 – 15. Сейчас камеры наблюдения записывают информацию, но перед этим для удобства происходит ее сжатие. При сжатии изображение несколько искажается. Павлов же придумал так изменить алгоритм работы системы распознавания, что изображение лица не будет сжиматься в отличие от всей остальной картинки. Это повышает эффективность программы распознавания лиц и ускоряет процесс обработки фотоизображения. Да, пока алгоритм рассчитан для базы в 20 человек, а система «Безопасный город» требует возможности работы с изображением 10 000 человек. Там нужен более сложный алгоритм, и мы над этим работаем, – говорит научный руководитель Евгения Павлова, кандидат технических наук Владимир Хрящев.
Евгения пригласили на стажировку в санкт­петербургский филиал компании «Интел». Там он месяц отрабатывал свою программу, но уже на большой базе данных и на более мощных компьютерах.
Каждый, кто искал хоть раз через поисковые сервера нужную фотографию, знает, какое это иногда мучение найти ее. Благодаря алгоритму Павлова среди океана фотографий компьютер выбирает снимки нужного человека.
Ярославец попробовал свою программу на популярном сайте lenta.ru, и результат оказался весьма неплох. За алгоритм поиска изображений и распознавания лиц Павлов получил диплом Министерства образования и науки РФ.

Большой глаз следит за тобой
Вернувшись из Питера, Евгений стал на основе полученных на стажировке знаний дорабатывать программу. Он встроил в нее самообучение. Если человек попал в кадр анфас, то «координаты» глаз, носа, рта у него будут одни. На снимке в профиль – уже другие. И компьютеру нужно время, чтобы взять такие «координаты», рассчитать, как они выглядели бы в анфасном виде, и сравнить с базой данных. Допустим, любит человек гулять по набережной, и он попадает каждый раз в объектив камеры наблюдения. Камера снимает с разных ракурсов, и «координаты» отличительных черт данного объекта под разным углом складываются в базу данных. Достать их оттуда потом можно будет за секунду.
Берется, к примеру, база данных милиции. Мы же все получали паспорта, и наши фотографии находятся в этой базе. Так что получить цифровые «координаты» каждого лица проблемы не составляет. Теоретически можно любого попавшего в кадр неизвестного человека прогнать по электронной паспортной базе данных, и сразу станет понятно, кто есть кто. А чтобы найти такого человека, надо провести его «координаты» по уличным камерам наблюдения. Если человек попал в поле зрения системы видеонаблюдения, компьютер тут же сверит «координаты» и укажет, где находилось искомое лицо. Поиск можно сделать более узконаправленным. Например, показать всех блондинок с голубыми глазами, проходивших по улице Кирова в субботу с 12 до 14 часов.
– Чтобы обрабатывать такое количество информации – а изображение занимает очень большой объем, – потребуется мощность десятков компьютеров, объединенных в единый кластер. Самое же реальное – отслеживание лиц, совершавших ранее преступления, – говорит Евгений.
Что может предпринять милиция, соединив алгоритм Павлова и свои видеокамеры? К примеру, автоматически оповестить дежурного, если в поле зрения появляется находящийся в розыске человек или правонарушитель. Но пока Евгению не поступало от милиции предложений по сотрудничеству, хотя у него уже готов черновой вариант программы и он хотел бы начать внедрять его в «производство». На достигнутом Евгений не остановился, решил улучшить программу, добавив в нее поиск по силуэтам. Они ведь тоже индивидуальны и могут быть дополнительными критериями поиска.

КСТАТИ
В Ярославле до конца года появится около 400 камер видеонаблюдения. Их установят в рамках программы «Безопасный город» в местах, где милиция предполагает совершение преступлений. Стоимость проекта «Безопасный город» – 82 миллиона рублей. На Волжской набережной уже установлено 28 видеокамер наблюдения, всего по городу размещено 268 камер, и изображение 152 из них выведено в УВД по городу Ярославлю, где создана система управления нарядами. Благодаря ей дежурные милиционеры могут наблюдать за городом через мониторы и посылать к месту происшествия ближайший наряд милиции.