ALGORITMI E REGOLE DELLA VIDEO ANALISI



QUANDO LE TELECAMERE DIVENTANO INTELLIGENTI.

Gli impianti di videosorveglianza di nuova generazione dispongono di telecamere digitali sempre più avanzate e sofisticate, che hanno ormai segnato un'abissale e incolmabile differenza prestazionale in confronto con le tecnologie analogiche del passato e con gli storici, ma non ancora definitivamente archiviati, impianti CCTV.

Le attuali telecamere digitali, eventualmente connesse ad appositi server, dispongono di una notevole potenza di calcolo e di superlative capacità di analisi in tempo reale delle immagini acquisite, che peraltro sono sempre più nitide e ricche di dettagli grazie alle eccellenti tecnologie Moonlight e Starlight dei nuovi sensori ottici CMOS aventi risoluzioni da svariati Megapixel.
Il ruolo che oggi viene affidato alle telecamere digitali non è più quindi soltanto quello di osservare passivamente il mondo esterno e videoregistrare su supporto magnetico quanto avviene nell'area presidiata dagli occhi artificiali, ma bensì anche e soprattutto quello di analizzare in tempo reale e in modo accurato e completamente automatico tutto ciò che appare nel campo visivo, nonché di notificare con immediatezza qualsiasi evento, situazione o anomalia ritenuta significativa.

La video analisi intelligente è fondamentale per la protezione di immobili, luoghi pubblici e persone, nonché per la prevenzione di atti criminosi o di situazioni potenzialmente pericolose.






Gli algoritmi della video analisi elaborati dalle moderne telecamere digitali sono molteplici e possono differire in funzione dei vari contesti applicativi e delle specifiche esigenze e funzionalità richieste agli impianti di videosorveglianza, requisiti di progetto che, si badi bene, non necessariamente sono sempre o soltanto dettati da criteri di sicurezza.
E' bene quindi rammentare le principali tecniche e regole della video analisi che più frequentemente vengono implementate nelle telecamere digitali, ovviamente nell'ambito di impianti di videosorveglianza tecnologicamente avanzati, di ottima qualità e ben progettati.


✔  RILIEVO DEL MOVIMENTO

L'algoritmo che rileva il movimento, conosciuto storicamente con il termine "Video Motion" (VM), è tra tutti quello più elementare e solitamente è anche l'unico disponibile negli impianti di videsorveglianza di vecchia generazione e/o di basso costo.
In pratica, l'algoritmo confronta continuamente i vari fotogrammi delle immagini acquisite, sovrapponendoli su più layer per individuare eventuali differenze nella composizione dei loro pixel, a meno di tolleranze ammissibili che possono essere predefinite o configurate dal progettista/installatore.
L'algoritmo rileva il movimento senza distinguere tra persone, animali o cose e purtroppo quindi genera, spesso e volentieri, una quantità industriale di falsi allarmi.
Oggi questa tecnica piuttosto banale sta andando in disuso, soprattutto in quanto non è in grado di distinguere e filtrare eventuali movimenti nel campo visivo ritenuti non significativi, come per esempio i movimenti delle foglie di un albero mosse dal vento o la netta variazione di luminosità ambientale provocata dall'accensione o dallo spegnimento di una lampada.


✔  RILIEVO DELLA PRESENZA E ATTIVITA'

Detto anche "Activity Sensor" (AS), questo algoritmo elabora ulteriormente i risultati prodotti dal tradizionale rilievo del movimento, evitando di considerare quelle variazioni nel campo visivo che possono essere determinate solo da improvvisi cambiamenti di illuminazione, ovvero causate da effettivi movimenti, ma di modesta entità e non significativi, come appunto quelli delle foglie di un albero mosse dal vento.
L'accuratezza di questa tecnica, molto utilizzata nella pratica comune, è diventata davvero pregevole e sorprendente.


✔  RILIEVO DELL'INTRUSIONE

L'algoritmo che rileva l'intrusione nasce come costola di quello preposto al rilievo della presenza e attività (AS), migliorandone considerevolmente l'efficacia applicativa.
In fase di configurazione della telecamera il progettista ha la possibilità di definire le dimensioni minime degli oggetti che meritano attenzione.
Tali dimensioni devono ovviamente essere impostate prospetticamente due volte, sia immaginando che l'oggetto si trovi vicino all'ottica della telecamera sia in fondo al campo visivo, ma l'algoritmo è poi autonomo nel ricalcolare le dimensioni minime degli oggetti alle varie lunghezze focali intermedie.
Il vantaggio principale di questa tecnica è quello di riuscire a discriminare oggetti in movimento di piccole dimensioni, come cani, gatti o animali selvatici, che ovviamente non dovrebbero generare alcun alert o notifica di allarme.


✔  RILIEVO DELL'ATTRAVERSAMENTO LINEA

L'algoritmo per il rilievo dell'attraversamento di un'ipotetica linea o barriera virtuale richiede un'implementazione complessa, ma si rileva prezioso se non addirittura indispensabile in molti contesti applicativi legati alla sicurezza.
Basti solo pensare al caso della vigilanza dei binari di una ferrovia o di soglie di varco interdette al pubblico.


✔  RILIEVO DI OGGETTI ABBANDONATI

Contrariamente a quanto avviene applicando la maggior parte delle tecniche di analisi video, che mirano all'individuazione di movimenti nel campo visivo della telecamera, il rilievo di oggetti abbandonati si basa invece sulla determinazione della loro improvvisa e perdurante stazionarietà.
L'algoritmo è fondamentale per garantire controlli e condizioni di sicurezza in spazi che sono "fisiologicamente" trafficati, come aeroporti, stazioni o centri commerciali, anche e soprattutto alla luce dei tristemente noti attentati ed episodi di terrorismo.


✔  RILIEVO DI OGGETTI RIMOSSI

Questo algoritmo esegue un doppio lavoro: determina l'esistenza di oggetti stazionari, sulla falsa riga di quanto effettuato dall'algoritmo per la rilevazione di oggetti abbandonati, e si allarma quando l'oggetto stazionario precedentemente rilevato manifesta dei movimenti e scompare dal campo visivo della telecamera.


Nelle apparecchiature di maggior pregio i suddetti algoritmi si possono applicare anche in forma combinata e limitatamente a porzioni impostabili del campo visivo, nonché subordinatamente a fasce orarie e/o giornaliere programmabili.
Inoltre, nelle telecamere dotate di supporto audio le tecniche di analisi video si possono rafforzare implementando anche l'elaborazione in tempo reale di vari segnali acustici e sonori (come, per esempio, rumori di fondo, fragori, sirene, voci, grida e suoni vari), che vengono catturati dai microfoni ambientali presenti e integrati nelle telecamere.


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