X trust overview
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how to apply video analytics tech to improve video-surveillance
X trust overview
- 1. Video Analytics Smart Vision & Security Roberto Marega, PMP速, CRISC速, CISA速 roberto.marega@xtrust.net 速
- 2. La Video Content Analysis (VCA), indicata pi湛 diffusamente come 束video analytics損, 竪 definita in Wikipedia come: the capability of automatically analyzing video to detect and determine temporal events not based on a single image. As such, it can be seen as the automated equivalent of the biological visual cortex. Ovvero la capacit di elaborare in automatico le immagini video (filmati) per identificare eventi, in maniera simile a quanto avviene con locchio umano. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 3. Nel corso della presentazione vedremo: Esempi applicativi di video analytics Problemi legati allefficacia delle applicazioni (ma soprattutto delle implementazioni) Classiche applicazioni 束state-of-the-art損 Soluzioni avanzate di video analytics Quando 竪 necessario realizzare un progetto personalizzato. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 4. Gli ambienti aeroportuali richiedono controlli di sicurezza su ampi spazi, sia interni che esterni , con flussi molto intensi di passeggeri, che sono distribuiti anche su molteplici code e costretti a sostare per lunghi periodi in attesa con bagagli sia leggeri sia pesanti. Le funzionalit di video analytics a supporto della sicurezza sono molteplici, tra cui: Controllo oggetti abbandonati Controllo perimetrale (zona aeromobile) Monitoraggio code Monitoraggio transiti anomali Identificazione pattern sospetti 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 5. Gli esercizi commerciali, oltre ad avere ovvie esigenze di controllo ai fini della sicurezza, possono trarre vantaggio anche da informazioni raccolte per migliorare il servizio offerto ai clienti e per analizzare lorientamento dei clienti: Conteggio e analisi dei transiti Analisi punti di attrazione Identificazione colli di bottiglia Ottimizzazione delle file Analisi della reazione dei clienti 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 6. Nel settore dei trasporti, in particolar modo, le applicazioni che possono richiedere lutilizzo di video anlytics sono molteplici, per evidenziare eventi che possono rappresentare un rischio per la sicurezza, intralcio al traffico, : Analisi del traffico e velocit Identificazione veicoli fermi Identificazione violazioni Riconoscimento targhe Mezzi abbandonati Segnalazione incidenti 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 7. I porti hanno la caratteristica di ospitare una grande variet di mezzi, persone e merce in transito: navi e barche di vario tipo e dimensione, passeggeri, addetti ai lavori, mezzi di terra, ecc. Le minacce alla sicurezza del porto e allincolumit dei passeggeri sono molteplici ed il monitoraggio di ci嘆 che sta avvenendo trova beneficio nella identificazione rapida di alcuni eventi anomali, che possono essere evidenziati dalle applicazioni di video analytics: Classificazione e identificazione delle imbarcazioni in transito Identificazione posizione, direzione e velocit delle imbarcazioni Identificazione automatica movimenti anomali Verifica anomalie e conteggio nelle operazioni di imbarco e sbarco Segnalazione incidenti Controllo automatico delle videocamere PTZ 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 8. Lo scopo di un progetto 竪 soddisfare l'esigenza del cliente e risolvere il suo problema al meglio. La spinta verso una soluzione di VA pu嘆 essere di natura economica o finalizzata esclusivamente ad aumentare il livello di sicurezza. Spesso i clienti si sono gi informati riguardo a soluzioni disponibili sul mercato e possono avere aspettative poco realistiche riguardo a ci嘆 che le applicazioni di VA possono offrire, sia in generale, sia nel loro caso particolare. E importante chiarire che la scelta del software di VA incide solo in piccola parte sul risultato. In un progetto di VA, il software 竪 come la punta di un iceberg. Se una o pi湛 delle altre componenti del progetto falliscono, il VA non funzioner come previsto. Anche i migliori applicativi di VA non possono offrire le prestazioni desiderate se integrati in un sistema disfunzionale di videosorveglianza. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 9. VCA Video Management System Configurazione videocamere Hardware videocamere Custodia videocamere e fissaggio Luce artificiale (se necessario) Comunicazione (rete o fibra) e alimentazione Zona monitorata (idonea per la sorveglianza) Comprensione dei requisiti e soluzione concettuale 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 10. Quali sono le aspettative del cliente -> "Troppo CSI? Di che cosa ha realmente bisogno? Quali sono le minacce? Come viene misurato il successo? -> tasso di rilevamento vs tasso di falsi allarmi -> prezzo vs prestazioni -> Quale soluzione di VA 竪 la pi湛 adatta il progetto? 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 11. Ci sono oggetti visibili /distinguibili nella zona monitorata? C竪 tanta attivit nella zona / background? Ci saranno molti oggetti nella zona monitorata? Esempio ambienti non idonei 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 12. Definizione della rete di comunicazione e alimentazione per impianti pi湛 grandi decidere tra un sistema centralizzato o un sistema di VCA e VMS distribuito. Scelta tra soluzione VCA e/o VMS centralizzata o distribuita E necessario considerare nel calcolo dellenergia necessaria anche le eventuali luci artificiali 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 13. Illuminazione errata Soluzione ideale 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 14. La qualit dell'immagine 竪 fondamentale per il coretto funzionamento di un sistema VCA; aspetti importanti da non sottovalutare: Fissaggio videocamere disturbo da vento e vibrazioni del terreno da macchine passanti Evitare il posizionamento troppo basso e lorientata in orizzontale Evitare videocamera senza paraluce Esempio posizionamenti non idonei 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 15. Le applicazioni di VA non richiedono necessariamente immagini ad altra definizione, n辿 un elevato frame rate; tuttavia 竪 importante garantire sempre: poca distorsione frame rate costante buona sensibilit nel caso scarsa illuminazione tolleranza ai cambiamenti dilluminazione minimo rumore termico (meglio immagini scure che disturbate) Di regola le applicazioni centralizzate di Vasi applicano flussi MJPEG. E possibile prevedere flussi distinti per VA e altre applicazioni (es: registrazione). 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 16. Il VMS 竪 una parte molto importante della soluzione Analytics. Nella maggior parte dei casi 竪 l'unica interfaccia utilizzata dal cliente. Il modo con cui vengono segnalati gli allarmi influisce notevolmente sullesperienza dell'utente finale e sull'utilit dell'intera soluzione. Le applicazioni di VA commerciali sono normalmente progettate per essere integrate con diversi VMS high-end. . 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 17. Asset protection Intrusion detection People slip and fall detection People counting License plate detection 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 18. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 19. VPN 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 20. VA on Camera Si sfrutta HW gi presente a bordo delle videocamera VA applicato a monte della compressione immagini VPN Massima scalabilit aggiunta videocamere con Vincoli imposti dalla ! potenza dellHW Disponibilit applicazioni ! vendor-dependent Mono-camera vision e uso ! limitato di sensori esterni 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 21. VA on Edge VA applicato a immagini poco compresse Massima scalabilit al crescere dellinstallazione VPN Parziale indipendenza tecnologia dalla Compatibile con luso di multi- camera vision e sensori esterni Necessit di hardware ! aggiuntivo Necessit di definire un ! alloggiamento adeguato 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 22. VA on Local VR VA applicato a immagini poco compresse Buona compatibilit videocamere alternative con VPN Compatibile con luso di multi- camera vision e sensori esterni Possibilit di integrare VR e VA nello stesso HW La qualit dipende dalla rete ! locale Lhardware deve essere ! opportunamente dimensionato 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 23. VA on NOC Massima flessibilit e indipendenza dalle videocamere e Ottimizzazione dellhardware su scala WAN VPN Compatibile con luso di multi- camera vision e sensori esterni Limiti imposti da esigenze di ! compressione Criticit nella progettazione ! della rete 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 24. Approccio ibrido Si sfruttano al massimo le potenzialit delle videocamere Massima scalabilit e flessibilit VPN Compatibiit con multi-camera vision e uso di sensori esterni Uso minimo di hardware aggiuntivo Maggiore complessit di ! progettazione e gestione 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 25. Localizzazione 3D dei Identificazione delle target, attraverso la modellizzazione minacce sulla base di : del terreno, e la conseguente calibratura della videocamere Posizione Integrazione visuale con mappe Altezza Velocit Direzione Ingombro v h 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 26. Possibile utilizzo di immagini 束stereo損, integrando il video di due telecamere, per una migliore identificazione dei target quando luso della ripresa 2D non 竪 sufficiente. Tracking :tramite luso di videocamere PTZ 竪 possibile puntare in automatico sugli oggetti che rappresentano possibili minacce e zoomare sulla scena; Semplificazione per gli operatori della sicurezza; Registrazione pi湛 accurata degli eventi critici. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 27. Con la cucitura degli immagini provenienti da molteplici telecamere si ottiene un unico flusso video con una visione panoramica dellarea sorvegliata. Consentendo alloperatore e/o al al sistema di video analytics di tracciare eventuali intrusioni in tutta la scena sorvegliata senza interruzioni. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 28. Soluzione in grado di combinare in tempo reale immagini provenienti da sorgenti di tipologia diversa (termico e visible-band) con funzionalit di zoom. Il sistema 竪 in grado di fornire un quadro efficace con situazioni in condizioni di giorno e di notte, su obiettivi vicini e lontani e attraverso il fumo, la nebbia e altre condizioni visive avverse o occluse. La soluzione 竪 disponibile anche come unit integrata, (Digital Barriers) che comprende un sensore combinato termico e visivo e ununit di elaborazione che 竪 in grado dintegrare sensori di terze parti. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 29. Xtrust partecipa al consorzio D-SenS (Depth Sensing System for People Safety). In D-Sens creeremo un framework con soluzioni di video analytics nei settori orientati alla sicurezza umana: Smart Building, Assisted living e Sicurezza. I partner del consorzio sono composti da centri di ricerca e PMI dei paesi Italia, Francia, Olanda, Finlandia e Austria, favorendo lapporto di conoscenze e requisiti provenienti da un pi湛 ampio mercato. Lo sviluppo sar concentrato intorno a sensori di rilevamento d'immagini con informazioni di profondit (visione in 3D) che forniscono preziose informazioni complementari alla classica visione 2D aumentando notevolmente l'efficienza della Computer Vision. A differenza delle normali telecamere, questi sensori di profondit come ad esempio telecamere time-of-flight forniscono in uscita un'immagine che contiene l'informazione della distanze degli oggetti visibili, la cosiddetta "mappa di profondit" che permette nuove possibilit e affidabilit per l'analisi automatica degli eventi in una scena monitorata. L'arrivo di nuovi sensori a basso costo come ad esempio la Kinect della Microsoft sono sufficientemente economici per essere utilizzati in applicazioni di ogni giorno e per un mercato di massa. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 30. Le applicazioni commerciali di video analytics risolvono gran parte delle esigenze pi湛 comuni, configurando un numero elevato di parametri, per adattarsi a contesti applicativi anche molto diversi. Rimangono tuttavia alcuni casi particolari, nei quali non 竪 possibile identificare una soluzione commerciale pronta alluso, e questo pu嘆 accadere per diverse ragioni, e per esempio: quando linformazione che si vuole estrarre dai video non rientra nei casi tipici comunemente richiesti; quando 竪 possibile integrare nella scena informazioni provenienti da sorgenti (es: sensori) diversi; quando risulta opportuno portare una applicazione su uno specifico hardware (non supportato dalle applicazioni commerciali), ad esempio per supportare una migliore scalabilit del software; quando si vuole introdurre un nuovo stadio elaborativo nella catena applicativa, ad esempio per sfruttare meglio linformazione allinterno di un particolare spettro visivo. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 31. Conversione di formato Conversion Applicazioni di filtri, ottimizzazione Estrazione delle parti di interesse Background Subtration Eliminazione informazioni irrilevanti Trasformazioni geometriche Mapping Eventuale fusione 3D Eventuale integrazione con altre informazioni Detection Logica applicativa: riconoscimento eventi Eventuali calibrazioni e adattamenti Integration Integrazione con ambiente NVR / PSIM 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 32. Progetto sviluppato per rendere pi湛 efficace lidentificazione di bagagli abbandonati in aree critiche. Obiettivi: Utilizzare linformazione proveniente da molteplici videocamere (pi湛 di 2 videocamere fisse) per riconoscere in maniera pi湛 accurata gli oggetti che si inseriscono nella scena Semplificare le operazioni di calibrazione delle videocamere Sfruttare HW basato su GPU e software scalabile per implementare il mapping e algoritmi pi湛 sofisticati di background subtraction. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 33. Fasi impegnative pi湛 impegnative in termini di processing sono il background subtraction ed il mapping: Input: 720 x 576px a colori Background Output: 720 x 576px BW Subtration Trasformazioni omografiche Mapping Fusione sorgenti 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 34. La fusione dei profili rappresentanti gli oggetti, ripresi da pi湛 videocamere produce una informazione visiva combinata, che prende una forma caratteristica di stella. La sovrapposizione di almeno tre profili produce una informazione chiamata 束blob損. I 束blob損, che vengono classificati tramite un codice, la posizione e dimensione, consentono di identificare in maniera pi湛 accurata gli oggetti che toccano il pavimento. Le informazioni relative ai profili combinati ed i blob vengono gestite per identificare situazioni anomale. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 35. Lutilizzo di GPUs consente di rendere pi湛 performante lutilizzo dellapplicazione. La scalabilit del codice consente di utilizzare lapplicazione anche in contesti che prevedono lutilizzo di numeri elevati di videocamere ed applicare algoritmi pi湛 sofisticati di background subtraction. La seguente tabella propone un raffronto tra le prestazioni ottenute utilizzando lalgoritmo A-BGS di background subtraction con un processore convenzionale vs. la stessa applicazione che fa utilizzo di GPU. Hardware Image Size Throughput Intel Core 2 Duo CPU E7600 @3,06 GHz 720x576 2,79 fps GeForce GTX 550 Ti 720x576 26,35 pfs 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 36. Le applicazioni di video analytics non sono solo mature, ma spesso possono produrre risultati che superano le aspettative Aspetto fondamentale 竪 laccuratezza nella gestione di tutto il progetto, a partire dalla corretta definizione del requisito, passando per una corretta progettazione di tutti gli elementi che entrano a far parte dellarchitettura, avendo chiare in mente le esigenze di analytcs. Molto si pu嘆 ottenere da soluzioni economiche, pronte alluso. Quando queste non soddisfano il requisito, 竪 possibile progettare lapplicazione partendo dal requisito. 速 息 Copyright 2012 XTrust s.r.l.
- 37. Grazie per lattenzione. Domande? v 速 v