Reconocimiento de incendios en video comprimido 1. Responsables: John Goddard Close Luis Martín Rojas 2. Perfil deseable del alumno a) Conocimientos en probabilidad y estadística b) nociones en técnicas para la compresión de video c) Buen nivel de programación en lenguaje C/C++ o MATLAB. 3. Presentación del contexto e identificación de la problemática La detección de incendios en video representa una solución alternativa, con respecto a los métodos “clásicos” basados en sensores, la cual ofrece diversas ventajas tales como la posibilidad de detectar incendios a distancias mayores, con mayor velocidad y sobretodo en espacios abiertos; condiciones bajo las cuales los sensores de partículas presentan un bajo desempeño. Además, el uso de esta tecnología se ve motivado por la gran infraestructura de telemonitoreo ya presente en muchos edificios y otro tipo de instalación. La investigación para desarrollar métodos de análisis y reconocimiento de incendios en video ha sido desarrollada desde hace ya varios años y los resultados han sido alentadores. Sin embargo, hay mucho por hacer. Entre otros, el caso de la detección en video comprimido ha sido pocas veces abordado. En efecto, la gran mayoría de trabajos se centra en el video no comprimido o en bruto (raw video). Múltiples razones motivan esta posición. Entre otras, i) el video comprimido no presenta toda la información captada al momento de ser adquirido debido a los métodos de cuantización presentes en todo algoritmo de compresión, 2) las herramientas creadas para el análisis de imágenes no comprimidas no han sido probadas, en forma exhaustiva, para el caso del video comprimido. Finalmente, el video comprimido no es considerado completamente por herramientas para el análisis y procesamiento de señales tales como MATLAB. Por ejemplo, obtener elementos básicos del video tales como coeficientes frecuenciales y vectores de movimiento, entre otros, no es posible. En este trabajo de tesis se busca desarrollar un algoritmo para la detección temprana de incendios que trabaje directamente en secuencias de video de alta resolución codificadas bajo alguna norma de compresión de video. Es importante mencionar que hemos desarrollado diversas herramientas para trabajar con video comprimido, producto de algunos trabajos de tesis. 4. Objetivos generales y específicos del proyecto de investigación Objetivo general: Desarrollar un algoritmo para la detección de incendios en video comprimido. Objetivos particulares: - Comprender diferentes tecnologías para efectuar la codificación de video. - Conocer diferentes técnicas para el análisis de imágenes. - Obtener un algoritmo para la detección de incendios basado en la información frecuencial y temporal, ambas presentes en el flujo de video comprimido. El algoritmo debe ser de bajo costo computacional. 5. Metodología propuesta a) Análisis del estado del conocimiento en propuestas similares poniendo una particular atención a las herramientas matemáticas de base. b) Estudio de las técnicas de codificación de video. c) Prueba de diferentes técnicas para el análisis de imágenes, tanto en el terreno frecuencial, como en el temporal. d) Selección de una norma de compresión de video sobre la cual se desarrollará el algoritmo. e) Propuesta de un algoritmo de detección y su implementación. f) Pruebas de desempeño. g) Elaboración de un artículo de investigación. h) Redacción de la Idónea Comunicación de Resultados. 6. Resultados esperados Contar con un algoritmo para la detección de incendios en video comprimido que aporte una solución alternativa a los algoritmos antes propuestos. 7. Referencias a la literatura inicial [1] L. Millan-Garcia, G. Sanchez-Perez, M. Nakano-Miyatake, K. Tosacano-Medina, L. RojasCardenas, "Early fire detection algorithm using IP cameras, UACm, december, 2011. [2] Changwoo Ha, Gwanggil Jeon and Jechang Jeong, “Vision-Based Smoke Detection Algorithm for Early Fire Recognition in Digital Video Recording System”, Seventh International Conference on Signal Image Technology & Internet-Based Systems, 2011. [3] O. Gunay, K. Tasdemir, B.U. Toreyin and A.E. Cetin, "Video based wild fire detection at night." Fire Safety Journal, 2009. 8. Calendarización de actividades Trimestre Actividad 1er 1 2 2do 3 Análisis de estado del conocimiento Estudio de técnicas para la codificación de video Propuesta inicial de un algoritmo para la detección de incendios en video (dar una idea básica). Presentación oral del protocolo de investigación. Prueba de las diferentes partes por separado Presentación oral del protocolo de investigación. Integración de las partes y pruebas de desempeño Elaboración de articulo de investigación Redacción de la Idónea Comunicación de Resultados 9. Infraestructura necesaria y disponible b) Cámara de video IP de alta resolución (1920x1080 píxeles). c) Biblioteca de secuencias de video conteniendo humo 10. Lugar de realización Laboratorio T329. 1 2 3er 3 1 2 3