The architecture of software for multi-camera tracking in video surveillance systems with a decentralized structure

Abstract

В статье представлен вариант архитектурных решений программного обеспечения, поддерживающего специальную функцию видеоаналитики – многокамерное сопровождение в системах видеонаблюдения, реализованных по принципу децентрализованного обмена управляющей информацией. На основе возможностей имеющихся аппаратных платформ интеллектуальных камер видеонаблюдения, а также проведенного анализа и обобщения существующих архитектур распределенных вычислительных систем предложены подходы к функциональному проектированию и последующей реализации модулей программного обеспечения, обеспечивающих протокол обмена сообщениями в ходе процесса многокамерного сопровождения объекта. Выделены функции многокамерного сопровождения, ориентированные на архитектуру сети «точка-точка» CAN(Content Addressable Network). Предложена аппаратно-программная реализация такой сети на основе протоколов CAN (Controller Area Network) – архитектура С2С (CAN2CAN). Определены особенности реализации модулей программного обеспечения в зависимости от типа управления функциями распределенной вычислительной системы и аппаратных особенностей интеллектуальных видеокамер. На примере ряда практических реализаций программного обеспечения для контроллеров с открытым исходным кодом представлена, как обобщенная многоуровневая архитектура программного обеспечения видеоаналитики функции многокамерного сопровождения, так и архитектурные шаблоны модулей и программного обеспечения, реализующего децентрализованное взаимодействие множества интеллектуальных видеокамер в процессе многокамерного сопровождения в C2C сети. The article presents variant of software architectural solutions that support a special function of video analytics – multi-camera support in video surveillance systems, which based on decentralized control information exchange. Considered the main capabilities of existing hardware platforms for intelligent video surveillance cameras, as well as the analysis and generalization of existing architectures of distributed computing systems, approaches to the functional design and subsequent implementation of software modules that provide a message exchange protocol during the process of multi-camera tracking of an object are proposed. The functions of multi-camera tracking focused on the use of architecture CAN P2P network (Content Addressable Network) is highlighted. A hardware and software implementation of such network based on the CAN (Controller Area Network) protocols - C2C architecture (CAN2CAN) is proposed. The features of the implementation of software modules are determined depending on the type of control of the functions of a distributed computing system and the hardware features of intelligent video cameras. On the example of a number of practical implementations of open source software and controllers, both a generalized multi-level architecture of video analytics software for the multi-camera support function and architectural templates of modules and software that implements the decentralized interaction of a set of intelligent video cameras in the process of multi-camera support, implemented using C2C network.