Software di videoanalisi e hardware, l’esempio dell’Intelligent Video Motion Detection Panasonic

Nel mondo della videosorveglianza la Video Content Analysis è ormai una realtà con cui tutti gli operatori del mondo della security si trovano, volenti o nolenti, a dover fare i conti. I cosiddetti codec smart (MPEG prima ed H.264/265 poi) di fatto effettuano già in fase di encoding delle immagini un’analisi dei pixel che compongono la scena ripresa riuscendo a rilevare, anche se in maniera piuttosto grezza, i vettori di movimento degli stessi pixel all’interno dell’immagine, e paragonando ogni frame a quello precedente o ai successivi. Ai vari produttori è bastato quindi sviluppare algoritmi di analisi dedicati capaci di andare oltre la mera analisi della variazione di luminosità di pixel, e che, se abbinati a nuove tecnologie come la visione termica, il Deep Learning ed altre funzioni di Intelligenza Artificiale, sono in grado di rendere i sistemi video sempre più affidabili anche in campi di applicazione come la rilevazione d’intrusione e il controllo del traffico veicolare, arrivando alla prevenzione del crimine, di atti terroristici o alla protezione di persone e oggetti di valore.

Prendiamo ad esempio Panasonic, azienda tradizionalmente attiva nella ricerca e sviluppo di nuove tecnologie, che fin dalla fine degli anni duemila ha iniziato ad introdurre, già sui sistemi analogici, i primi algoritmi di Video Analisi.  

i-VMD (Intelligent Video Motion) è l’acronimo scelto da Panasonic per identificare le funzioni VCA disponibili sui prodotti del catalogo TVCC. L’azienda giapponese, da sempre leader di mercato per innovazione tecnologica, forte anche del know-how inter-settoriale che passa dai cataloghi di attrezzature per la proiezione e display professionale, fotografia, broadcast, consumer e, appunto, TVCC, ha sviluppato una serie di tecnologie che permettono un’analisi comportamentale di persone e oggetti in movimento all’interno di una scena inquadrata e la generazione di allarmi in seguito ad azioni vietate.

Il cuore del sistema è costituito dal chip UniPhier presente a bordo della telecamera e capace di eseguire in totale autonomia l’analisi delle immagini riprese.

L’analisi effettuata non si basa su un normale sistema di motion detection, spesso passibile di numerosi falsi positivi causati da variazioni della luminosità ambientale, fenomeni atmosferici, passaggio di animali e movimento della vegetazione, ma sfrutta la combinazione di diverse metodologie di processo del segnale video (Motion Vector, Edge Frame Difference, Sampling d’immagine ecc.) che vengono analizzate dal software a bordo del DSP per determinare l’allarme. Questo permette di individuare una persona (o un oggetto) in base alla sua forma, capirne il movimento all’interno della scena, discriminandolo dallo sfondo e da eventuali disturbi ambientali, e di generare un allarme se l’intruso accede in determinate aree predefinite o se compie determinate azioni.

Punto di forza dell’algoritmo è l’analisi prospettica della scena che consente al software di capire la profondità di campo nei vari punti dell’area inquadrata e di conseguenza le dimensioni dell’intruso adattando i criteri di analisi a seconda della posizione in cui lo stesso si trova.

Le funzioni di video analitico presenti sulle telecamere sono molteplici ed ognuna offre al sistema prestazioni diverse.

INTRUDER DETECTION è in grado di rilevare persone o veicoli che accedono all’area sorvegliata. Punto cardine dell’intera operazione di analisi è l’individuazione del soggetto in base alla sua forma, l’inserimento dell’intruso in un poligono virtuale e l’inseguimento dell’intruso (tracking) all’interno della scena. La scena stessa viene suddivisa in micro aree stabilite in fase di settaggio, se l’intruso accede ad aree protette viene generato un allarme.

CROSS LINE DETECTION, ovvero l’allarme per attraversamento di una linea virtuale tracciata all’interno dell’area protetta, utilizza un’analisi simile al rilevamento dell’intruso. Questa funzione è in grado di determinare la direzione di attraversamento e di conseguenza di decidere se l’allarme viene generato solo se viene rilevato un passaggio da una direzione verso l’altra (destra verso sinistra, viceversa o in entrambi i sensi). Un esempio applicativo può essere la generazione di un allarme quando un individuo, in un perimetro protetto, entra nell’area (passaggio dall’esterno verso l’interno). Il comportamento opposto (passaggio da dentro a fuori) non genera allarme.

Altra funzione di analisi comportamentale è il LOITERING (VAGABONDAGGIO) in cui lo stesso algoritmo di analisi viene utilizzato per individuare un intruso che permane troppo a lungo nell’area protetta. Altre persone che transitano per un tempo inferiore non generano allarme.

Funzione studiata in particolare per la gestione del traffico veicolare è DIRECTION DETECTION in grado di rilevare il passaggio di veicoli e la loro direzione. 

Oltre alla rilevazione di comportamenti non permessi è possibile proteggere, generando un allarme, le telecamere stesse da eventuali atti vandalici. La manomissione della telecamera o SCENE CHANGE DETECTION (copertura dell’obiettivo con oggetti o vernice spray, messa fuori fuoco dell’obiettivo o spostamento forzato della telecamera) genera allarme.

OGGETTO RIMOSSO/OGGETTO ABBANDONATO sono funzioni che ci portano nel mondo delle applicazioni anti-criminalità e anti terrorismo. Attivando questa funzione il software esegue uno scan della scena ripresa e memorizza lo stato degli oggetti in ogni punto dell’area. Se ci sono dei cambiamenti (oggetti che vengono rimossi dalla posizione originale o oggetti che appaiono e sono abbandonati in un determinato punto) si attiva l’allarme. Utile in musei, mostre d’arte, attività commerciali con esposizione di oggetti di elevato valore oppure per il controllo dell’abbandono di pacchi sospetti nelle stazioni ferroviarie o in qualunque luogo pubblico.

Un vero vantaggio di i-VMD è la possibilità di utilizzo abbinato delle varie funzioni andando a proteggere la stessa area sotto più punti di vista con un vero e proprio approccio multi tecnologia. 

La generazione di un allarme viene seguita da un’azione che può essere l’invio di una notifica al server (software o DVR) il quale a sua volta eseguirà un’azione come, ad esempio, l’avvio della registrazione. La telecamera può inviare email a più utenti oppure attivare un’uscita fisica disponibile a bordo che, se collegata ad opportuna centrale e avvisatori acustici e telefonici, consente di utilizzare il sistema di sorveglianza come un vero e proprio apparato di allarme. E’ offerta anche la registrazione di immagini su SDHC installabile opzionalmente a bordo camera. Immaginiamo un’area remota in zona disabitata dove si verificano eventi di scarico abusivo di rifiuti. Installando la sola telecamera è possibile avere un sistema di registrazione contenendo i costi grazie allo storage diretto su SD senza necessità di avere un server

La PTZ dome WV-X6531NS, compatibile con i-VMD

Sicuramente le funzioni i-VMD sono potenziate da un’acquisizione dell’immagine generata da componenti e tecnologie di prima scelta alcune delle quali sono brevetti della casa giapponese e costituiscono lo standard base implementato su ogni telecamera.

L’insieme di ottiche e sensori megapixel di prima scelta, vetri con sistema anti umidità elettrolitico, funzioni come WDR, Adaptive Black Strech, Lens Distortion Compensation e Super Croma Compensation, consentono di avere immagini sempre di alta qualità anche in condizioni estreme rendendo più semplice al software l’elaborazione delle immagini e la determinazione degli allarmi

E’ bene precisare che le telecamere non nascono con questo pacchetto funzioni installato a bordo ma l’installazione dev’essere cura dell’acquirente il quale dovrà acquistare il software SAE 200 W, installarlo sulla telecamera e licenziarlo. Ricordiamo che le funzioni descritte non sono disponibili per tutte le telecamere IP a catalogo ed è quindi buona norma confrontarsi con il proprio distributore per valutare la compatibilità. Le telecamere su cui può essere installato il software sono comunque moltissime, trovate un elenco completo sul sito di Panasonic, a questo link: https://security.panasonic.com/products/functions/ivmd/

Un’ulteriore importante precisazione riguarda la necessità di eseguire un’installazione a regola d’arte avendo cura di utilizzare supporti adeguati e rispettando pienamente tutte le norme elettriche.

Diventa quindi fondamentale per ogni operatore che voglia rimanere in questo mercato formarsi su queste tecnologie che sicuramente richiedono conoscenze molto specifiche che vanno dal saper dimensionare correttamente l’impianto (scelta delle ottiche e dell’inquadratura corretta, scelta della posizione delle telecamere rispetto al target da rilevare) al conoscere a fondo il settaggio dei parametri e dei software di configurazione, ma che al tempo stesso qualificano la qualità, preparazione e professionalità di un installatore. Dare un valore aggiunto al proprio lavoro e dedicare tempo ed energie all’aggiornamento delle proprie competenze professionali è ormai un obbligo se non vogliamo che sia l’intelligenza artificiale a prendere il nostro posto nel mondo del lavoro di domani.

Info: Panasonic

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