שיפור יכולות ניתוח וידיאו עבור הדרישות החדשות של מערכות אבטחה ועקיבה

במהלך השנים האחרונות, ניתוח וידיאו ותמונה – המשמש ביישומי אבטחה לצורך אימות איומים וזיהוי התנהגות חשודה – מצא את דרכו אל ציוד הקצה במגוון של עלויות ורמות מורכבות. בתחום המתפרש בין חיישני תנועה חכמים, שנכללים במערכות גילוי פריצות בבתי מגורים, לבין מצלמות עקיבה באיכות HD וברמה של מגה-פיקסלים, השימוש בניתוח וידיאו על ידי פרישה של פתרונות מעבדי DSP שניתנים לתכנות, הופך להיות נרחב יותר ויותר.

מערכות וידיאו מסורתיות לעקיבה
מערכות וידיאו מסורתיות המשמשות לעקיבה, אשר פרושות בתוך מבנים עירוניים ממשלתיים, אוניברסיטאיים ומסחריים, עוברות תהליך משמעותי ביותר של התפתחות עם המעבר ממצלמות טכנולוגיות ועיבוד אותות שמתבצע ממקום מרכזי, אל מצלמות חכמות מחוברות ברשת שכוללות בקצוות המרוחקות של המערכת את רוב הפונקציונליות הנדרשת לעיבוד תמונה, אם לא את כולה.
מעבר זה, מאפשר לא רק לקבל את הרחבת הרזולוציה של התמונה מהגדרה רגילה מסורתית (720480 פיקסלים) לרזולוציית HD גבוהה, ועוד יותר מזה (720p או יותר), אלא משיג גם את ההכללה של ניתוח תמונה בזמן אמת שמקיפה ריבוי של התנהגויות ופעילויות. לכל מגוון של פרישות יש מוקד של התנהגויות שאחריו הוא עוקב ואותו הוא מנטר, על מנת להגיע לאימות מיידי של מצב התרעה או מצב אלימות. דוגמאות להתנהגויות מסוג זה כוללות גילוי של שיטוט, פריצה לאזורים מוגבלים, גילוי של עצמים נטושים וזיהוי חשודים. פעולות ניתוח אלו מתבצעות בדרך כלל ברצף וידיאו שרמתו הורדה, אשר פועל ברזולוציות שהן מתחת לרמת הלכידה ברזולוציה גבוהה, אך עם זאת הן משופרות, במושגים של יכולת חישוב מעבד ורוחב פס של הזיכרון. לכל פונקציה יש רשימת משימות שמתחילה בהפרדה של הפריטים הנמצאים בחזית ואשר בהם יש להתמקד, מהרקע המורכב ממרכיבים קבועים במקומם או ממרכיבים שאינם קשורים לפריט שבמוקד. לאחר שמזהים את הפריטים שבמוקד העניין, יש ליצור מפת קווי מתאר של פריטים אלו כדי לאפשר את האימות והסיווג שלהם. פונקציות אלו, הן פעולות מתמטיות מקיפות המורכבות מכמה משימות חישוב רציניות, שהסתבר, שהן מעמידות אתגר בפני מעבדים מסורתיים מן המדף, כמו למשל, מעבדי DSP רב תכליתיים והתקני FPGA.
מתוך הכרה בצורך הנדרש בצמצום עלויות, בהפחתה של צריכת הספק והקטנה של התקציב הכולל של עיבוד אנליטי בזמן אמת, חברת Analog Devices יצאה לאחרונה לשוק עם משפחה חדשה של מעבדים בעלי ליבה כפולה (ADSP-BF60x), אשר מספקת את היכולת לתמיכה בו זמנית בפעולות מרובות של ניתוח התנהגות, שכמותה נדרשת למצלמות IP מהרמה הגבוהה ביותר בחלק המסורתי של עקיבה בווידיאו, אשר קיים בשוק האבטחה. המשפחה ADSP-BF60x כוללת מרכיבים של האצה בצינור עיבוד נתונים (pipeline) שמפחיתים את העומס של רוב הפונקציות עתירות החישוב מעל ליבת המעבד, ומנצלות את הזיכרון המקומי ואת תנועת הנתונים הרציפה, על מנת לבטל חלק נרחב מהפעולות הנדרשות לגישה לזיכרון, ומאפיינות את תהליך ביצוע ניתוחי וידיאו. בשעה שאימוץ המגמה העיקרית של פעולות ניתוח וידיאו בזמן אמת ממשיך להתרחב, בין אם פשוט על מנת להגדיל את יעילות האחסון או על מנת ללכוד באמת את אלו שפוגעים בזמן מעשה, הערך המוצע של פתרונות מבוססי האצה, כגון סדרת Blakfin ADSP-BF60x, יכוון לחלק הגדל בהתמדה של שוק האבטחה.

מערכות מסורתיות לגילוי חדירה
בין המערכות הזולות יותר, קיימת מגמה מתפתחת להוסיף יכולת אימות וידיאו ותמונה ברמה הבסיסית, אל תוך חיישני תנועה רגילים שנמצאים בגרסאות רבות של מערכות ביתיות ומסחריות לגילוי חדירה. מערכות מסורתיות לגילוי חדירה כוללות חיישני תנועה שמשתמשים בטכנולוגיית אינפרה אדום פסיבית (PIR), כדי לקבוע את נוכחותם של איומים בשדה הראייה. טכנולוגיית PIR זו יעילה בגילוי תנועה, אבל אין היא מאפשרת רמה כלשהי של אימות של הגורם המעורר. הצורך לוודא שאכן קיים מצב התרעה חד משמעי בתוך בניין מסחרי או בבית מגורים הופך להיות הכרחי באזורים רבים של העולם. הדבר נכון במיוחד בארצות אמריקה הלטינית ואמריקה הדרומית, אשר בהן גופי שלטון מקומיים ורשויות שלטון ברמה הלאומית, מתחילות לדרוש ראיות להוכחת קיום ממשי של איום, בטרם יסכימו לשלוח אנשים של צוות חירום לאתרים בשטח. מגמה זו וההרשאות הנובעת ממנה, דחפו את יצרני הציוד ואת האינטגרטורים של המערכות לחפש אחר פתרון שיעמוד בדרישות אלו, אך שיהיה כזה שלא ישפיע באופן חמור על עלויות המערכת ועל מורכבותה. הפתרון שנוצר היה בצורה של חיישני תנועה “חכמים” המגיעים לשוק ומספקים לכידת תמונה רדומה או מרכיבים של ניתוח, והם נכנסים לפעולה כאשר מופעל מרכיב גילוי PIR. בדור הראשון של הפתרונות, נלכדים נתוני תמונה או וידיאו דחוסים ומועברים לתחנות ניטור מרכזיות, כאימות לגורם מעורר שמהווה איום. בעוד שרבות מבין המערכות ימשיכו להשתמש בשיטה זו, קיים דחף לבטל את הצורך בדחיסה, באחסון ובהעברה בפועל של נתוני תמונה או וידיאו בפועל, דרך השימוש בפעולות ניתוח של וידיאו. בתרחיש זה מנתחים את נתוני התמונה, כדי לסווג את העצמים שמתגלים באופן דומה לפונקציונליות של ניתוח ההתנהגות המתוארת לעיל, לגבי יישום מצלמת עקיבה, על אף שלחיישן התנועה החכם אין צורך באימות התנהגות, אלא פשוט בסיווג של מקור התנועה. על סמך רמה נמוכה זו של ניתוח, המשימה יכולה להתבצע באופן בלעדי בתחום הניתן לתכנות באמצעות פתרון שבתכנונו מייחסים חשיבות לעלות ולצריכת ההספק.
פתרונות עיבוד DSP ניתנים לתכנות
סדרת המעבדים Blackfin מבית היוצר של חברת Analog devices מייצגת זן חדש של מעבדים גמישים, מציעה טווח רחב של אפשרויות לביצועים ברמות צריכה ההספק התחתונות ובנקודות מחיר תחרותיות במיוחד, והיא מאפשרת יצירה של פתרונות לציוד קצה, שהם ישימים במודלים רבים של פרישה בתחום התעשייה.
מעבדי Blackfin ברמת הבסיס משמשים כיום באופן נרחב כתוספות כדאיות במיוחד מבחינת העלות, שמספקות את פונקצית אימות האיום. משפחת המעבדים הבסיסית ADSP-BF51x בסדרת Blackfin מתאימה במיוחד לספק ביצועי עיבוד וקישוריות משמעותיים, בצד נצילות הספק ראשונה במעלה, אשר מאפשרים הכללה של חיישנים “חכמים” שמתאימים לחיבור קווי ולחיבור אלחוטי על פני הטווח המלא של פרישות גילוי חדירה. הופעתה של טכנולוגיה זו מספקת אימות איומים מוחלט במחיר סביר, מבלי להקריב אמות מידה חשובות למערכת, בהן נכללות קלות השימוש והתועלת הנובעת מהיעדר הצורך בתחזוקה (שבאה לידי ביטוי בצורה הנפוצה ביותר, באורך חיי סוללה).
שתי דוגמאות אלו משמשות עדות ברורה לכך שמשפחת מעבדי Blackfin של Analog Devices ניצבת בעמדה טובה כדי לענות על הדרישה המתפתחת של הכללת ניתוח וידיאו במספר גדל והולך של סיווגים ושל ציוד קצה לאבטחה כיום ובעתיד. שעה שיישומים אלו זוכים בפופולריות ומשימות הניתוח העומדות בבסיסם מתפשטות ליישומים סמוכים דומים, כגון גלאי נוכחות עבור תאורה ומערכות מיזוג אוויר, חימום ואוורור – חברת Analog Devices ומשפחת Blackfin שלה ימשיכו להציע פתרון טכנולוגי משכנע ביותר עבור אימוץ ובידול של ציוד קצה.

מאת:  Michael Long, Analog Devices