Программа адаптации распределенной структуры гибридной информационной системы идентификации объектов - Дипломная работа

В настоящее время нельзя не заметить повышение спроса в промышленности на новые разработки в области высоких технологий на средства автоматизации производства и их важную часть - системы технического зрения (СТЗ). Отыскать альтернативу человеческому зрению достаточно сложно, ведь человек не только смотрит на предметы - меняет угол зрения, но и получает правдивую действительную информацию об объекте, которую мозг анализирует и делает выводы. Подобные системы активно применяются в качестве автоматических систем контроля и управления доступом, систем общей и технологической безопасности, для распознавания и оценки состояния различных объектов [1]. Информационное обеспечение процессов управления средствами технического зрения предполагает навигацию и ориентацию в окружающей среде, автоматическое обнаружение, распознавание и сопровождение объектов. Также стоит уделить внимание специфическим требованиям, которым должны удовлетворять кроме алгоритмов и методов обработки информации, еще и аппаратная и программная составляющие средств технического зрения в системах управления, причем, скорее, даже в большей степени, чем первые.Широкое разнообразие множества систем видеоанализа доступно для потребителя: начиная от простых датчиков активности, способных реагировать на изменение яркости выделенной части изображения с возможностью регулировки чувствительности и динамики изменения уровня "серого", и заканчивая сложными интеллектуальными детекторами движения, способными к самообучению, обрабатывающими поток видеоданных и выделяя в нем, необходимую информативную составляющую, имеющих возможность осуществлять фильтрацию различных помех, а также выполняющих оповещения на программном или аппаратном уровне.В качестве примеров комплексов видеообработки, можно отметить следующие:IP-системы, в отличие от аналоговых, производят большое количество операций по кодированию и декодированию данных. Для увеличения функциональности системы видеонаблюдения к программе Macroscop подключаются интеллектуальные функции видеоанализа: - «суперпоиск» - интерактивный поиск и перехват объектов; Позволяет построить систему, содержащую 1 сервер и 2 рабочих места мониторинга. Позволяет объединить в единую систему до 5 серверов, до 10 рабочих мест мониторинга, и подключить по выбору интеллектуальные модули (подсчета посетителей, обнаружения лиц, интерактивного поиска и перехвата объектов, трекинга, распознавания лиц, распознавания автономеров, контроля кассовых операций, обработки аудиопотоков, управления PTZ). Позволяет построить систему IP-видеонаблюдения, содержащую неограниченное количество IP-камер, неограниченное количество серверов и рабочих мест.От программного комплекса требуется не только эффективная обработка и передача потока данных вне зависимости от того, на каком оборудовании он установлен, но также и понижение нагрузки на сеть и отыскание наиболее быстрого и надежного сетевого пути для осуществления передачи значительных объемов информации. Под понятием «распределенная обработка информации» понимают целый комплекс операций с данными (обыкновенно обозначаемый как «обработка информации»), которые осуществляются на обычных персональных компьютерах общего назначения, независимых, однако связанных друг с другом. Из наиболее передовых форм организации средств вычислительной техники можно назвать системы распределенной обработки информации (или распределенные вычислительные системы), которые представляют собой компьютеры, объединенные в общую сеть, а также многомашинные вычислительные комплексы. Постоянное ускорение развития микроэлектроники и связанное с ним постепенное падение цен на вычислительные средства при все возрастающих производительности, эффективности и надежности обуславливает появление и распространение, все более широкое, систем распределенной обработки информации. В общем случае, таким образом, параллелизм не подразумевается распределением, однако при этом не исключается возможность сделать параллельной распределенную обработку информации.Прозрачность (transparency) подразумевает собой сокрытие от пользователя внутреннюю работу системы, так называемую «незаметность». Международная организация стандартизации ISO (International Standardization Organization) задает восемь «типов прозрачности», обеспечиваемых распределенной системой в своей «эталонной модели распределенной обработки информации в открытой системе». Также данный тип обеспечивает универсальными средствами получения доступа к информации, хранящейся в разных форматах внутри всей системы; Такая прозрачность обыкновенно обеспечивается посредством репликации (replication) ресурсов, либо путем фиксации состояния системы для создания некоторых контрольных точек, до которых в случае неполадки можно систему восстановить.

Содержание

Введение

1. Анализ существующих систем и подходов, обзор предметной области решения

1.1 Обзор топологий существующих систем анализа объектов

1.1.1 Система Macroscop

1.1.2 Комплекс «Интеллектуальное видеонаблюдение Kipod»

1.1.3 Системы видеонаблюдения VOCORD (Вокорд)

1.1.4 Комплекс «Интеллектуальное видеонаблюдение ITV»

1.2 Распределенная обработка информации

1.2.1 Свойства систем распределенной обработки информации

1.2.2 Структура распределенной системы

2. Разработка технических требований и постановка задач квалификационной работы

2.1 Основные технические условия

2.2 Требования к программно-аппаратному комплексу

3. Разработка математической модели минимизации структуры

3.1 Структура программы

3.2 Описание и назначение модулей

3.3 Описание выбранного метода - алгоритм поиска кратчайших покрытий

4. Разработка программного обеспечения комплекса

4.1 Построение контекстной диаграммы

4.2 Разработка алгоритма минимизации структуры вычислительного комплекса

4.3 Интерфейс программы

4.4 Результат работы программы

5. Разработка и оформление документации

5.1 Программная реализация алгоритма минимизации

5.2 Руководство программиста

5.3 Тестирование программного обеспечения

Заключение

Список использованных источников

Приложение

В настоящее время нельзя не заметить повышение спроса в промышленности на новые разработки в области высоких технологий на средства автоматизации производства и их важную часть - системы технического зрения (СТЗ). СТЗ - предмет интенсивных научных исследований как в нашей стране, так и за рубежом. Отыскать альтернативу человеческому зрению достаточно сложно, ведь человек не только смотрит на предметы - меняет угол зрения, но и получает правдивую действительную информацию об объекте, которую мозг анализирует и делает выводы.

Система технического зрения является средством слежения, наблюдения и основой для автоматического принятия решения в тех или иных ситуациях. Подобные системы активно применяются в качестве автоматических систем контроля и управления доступом, систем общей и технологической безопасности, для распознавания и оценки состояния различных объектов [1].

Информационное обеспечение процессов управления средствами технического зрения предполагает навигацию и ориентацию в окружающей среде, автоматическое обнаружение, распознавание и сопровождение объектов. Также стоит уделить внимание специфическим требованиям, которым должны удовлетворять кроме алгоритмов и методов обработки информации, еще и аппаратная и программная составляющие средств технического зрения в системах управления, причем, скорее, даже в большей степени, чем первые. Особо пристальное внимание должно уделяться тем из систем технического зрения, что имеют назначение решения задач осуществления автоматизированного управления в условиях быстро изменяющейся сложной, не определенной заранее внешней обстановки в режиме автономности [2].

На сегодняшний день весьма актуальны разработки аппаратно-программных средств, способных выполнять сложную интеллектуальную предобработку и анализ изображений на распределенных объектах и в переменных условиях.

Идея минимизации и контроля транслируемого видео программными средствами представляется довольно привлекательной. Под термином “видеоанализ” подразумевается значительно больше, чем простое получение информации о параметрах движения: это анализ и распознавание типологии объектов (люди, автомобили, багаж, ручная кладь и пр.), а также применение заданных правил при контроле состояния/поведения объектов.

Информационные технологии распространяются и развиваются с огромной скоростью, что ведет к необходимости совершенствования аппарата, предназначенного для моделирования и анализа функционирования распределенных вычислительных систем.

Из важнейших задач можно выделить планирование загрузки распределенных вычислительных систем. На входе таких систем имеется неоднородный поток задач, имеющих фиксированные маршруты, причем решение задач осуществляется разными узлами вычислительной системы. Для решения проблемы загруженности отдельных узлов с применением разных критериев следует выстроить адекватную математическую модель подобной системы и выбрать ее структуру.

Непосредственно связана с выбором структуры распределенной вычислительной системы задача создания оптимальной топологии структуры сети.

Для обеспечения оптимального выбора состава и структуры распределенной информационно-вычислительной системы необходимо разработать эффективные модели, алгоритмы и программные средства автоматизированного анализа.

Исходя из данной цели, в работе определены следующие задачи: - построение математической модели распределенной вычислительной системы обработки данных;

- постановка и решение задачи оптимального выбора состава системы;

- разработка и апробация работы программного комплекса.