L’occhio vigile delle telecamere

VIDEOSORVEGLIANZA –

Alta definizione, impiego di reti Ethernet, software di analisi delle immagini: le tecnologie utilizzate negli impianti di videosorveglianza si evolvono rapidamente, disegnando uno scenario complesso in cui si confrontano più soluzioni diverse.

Nel giro di pochi anni il settore della videosorveglianza ha subìto una completa trasformazione. Sebbene le tradizionali telecamere analogiche detengano ancora una significativa quota di mercato, lo scenario complessivo è cambiato totalmente per effetto di tre fattori tecnologici: la digitalizzazione delle applicazioni video, il passaggio all'alta definizione e la nascita della “videosorveglianza IP” o “network video”, basata su telecamere che possono collegarsi direttamente a una rete Ethernet. Questi tre fattori, però, sono relativamente indipendenti tra loro: in altri termini, l'uso di una telecamera digitale ad alta definizione non richiede necessariamente una rete Ethernet. Nel campo della videosorveglianza, inoltre, l'onnipresente protocollo Internet offre molti vantaggi ma ha anche alcune limitazioni. Ne risulta un quadro piuttosto eterogeneo, con diverse soluzioni che si contendono il mercato. Parallelamente, i progressi nel campo del software Vca (Video content analysis) consentono oggi alla videosorveglianza di svolgere anche funzioni che potrebbero essere considerate come applicazioni di “visione artificiale”, cioè il riconoscimento automatico di eventi od oggetti raffigurati nell'immagine. Il panorama è senza dubbio interessante; vediamo quindi, in sintesi, alcune delle tendenze in atto.

La videosorveglianza IP
Senza dubbio il fenomeno più eclatante degli ultimi tempi è il successo della “videosorveglianza IP” o “network video”, cioè la crescente diffusione di telecamere dotate dei circuiti necessari per collegarsi direttamente a una rete Ethernet - su cui trasmettere, in conformità al protocollo IP, il segnale video digitale compresso, generalmente con l'algoritmo H.264. Il vantaggio principale offerto da questa soluzione consiste nella possibilità di ricondurre la videosorveglianza nell'ambito di una normale infrastruttura IT: una rete Ethernet, normali dischi rigidi per l'archiviazione delle immagini, facile accesso remoto tramite un collegamento Internet, facile applicazione centralizzata dei software di analisi delle immagini ecc. Anche l'alimentazione delle telecamere può essere semplificata, se si utilizza una soluzione PoE (Power over Ethernet). Un ruolo pioneristico in questo campo è stato svolto dalla società svedese Axis Communications, che detiene una posizione di mercato molto importante; nel settore operano ovviamente molte altre aziende, tra cui citiamo a titolo d'esempio la cinese Hikvision che sta vivendo una fase di forte crescita. Sebbene il “network video” utilizzi una rete Ethernet standard, la completa “interoperabilità” tra telecamere e videoregistratori richiede anche la standardizzazione di molti aspetti riguardanti specificamente la videosorveglianza: i “meta-dati” relativi a data e ora, nome della telecamera, comandi Pan, Tilt e Zoom, audio, rilevamento dei movimenti ecc. Per questo motivo, le aziende operanti nel settore della videosorveglianza IP sono attivamente impegnate nella messa a punto di standard specifici. Due sono le associazioni che perseguono questo obiettivo: Onvif (Open Network Video Interface Forum) e Psia (Physical Security Interoperability Alliance). Il comitato direttivo di Onvif include Axis, Bosch, Panasonic, Siemens e Sony; tra i membri di Psia sono invece comprese Cisco, GE Security, Hikvision, Honeywell, Ibm e Texas Instruments. L'attività dei due organismi è recentemente confluita in un comitato tecnico costituitosi nell'ambito di IEC, incaricato di mettere a punto uno standard ufficiale.

Alta definizione su cavo coassiale: lo standard HDcctv
Non tutte le aziende operanti nel settore della videosorveglianza hanno deciso di abbracciare le soluzioni basate sul protocollo Internet; alcune di esse, anzi, puntano il dito contro i limiti del “network video” e propongono soluzioni alternative. Gli argomenti principali dei detrattori della videosorveglianza IP sono tre:
1) la compressione e decompressione del segnale video richiede un tempo significativo, pertanto le immagini visualizzate sul monitor sono in ritardo rispetto agli eventi reali. Ciò rende difficile sfruttare le funzioni di Ptz (Pan, tilt e zoom), cioè orientare la telecamera per inquadrare una persona sospetta.
2) Il protocollo Internet, basato sulla trasmissione di pacchetti di dati, non è l'ideale per veicolare il video in tempo reale; in alcune condizioni può accadere che le immagini si muovano “a scatti”.
3) In determinate applicazioni è desiderabile riutilizzare i cavi coassiali che sono stati posati per le vecchie telecamere analogiche, anziché stendere una nuova rete Ethernet. Un nutrito gruppo di aziende - guidato da Csst, Semtech e Stretch - ha pertanto formato un consorzio industriale, la HDcctv Alliance (www.highdefcctv.org) volto a promuovere uno standard per la trasmissione di video digitale ad alta definizione - non compresso - su cavi coassiali. Lo standard industriale in questione, denominato appunto HDcctv, è basato sullo standard tecnico HD-SDI originariamente sviluppato da Smpte (Society of Motion Picture and Television Engineers) per gli studi televisivi. Lo scorso settembre la HDcctv Alliance ha annunciato che quattro produttori di semiconduttori aderenti al consorzio (EqcoLogic, Eyenix, Nextchip e Semtech) investiranno complessivamente trenta milioni di dollari, nei prossimi anni, per realizzare chip conformi a questo standard.

Analogico e IP insieme: la soluzione Sloc
Esiste poi un'ulteriore soluzione, che si propone di aggirare i limiti della videosorveglianza IP senza rinunciare ai vantaggi. Si tratta della tecnologia Sloc (Security Link Over Coax), sviluppata da Intersil. Anche questa soluzione prende le mosse da un'analisi dei limiti del “network video”; agli argomenti precedentemente esposti (il ritardo delle immagini visualizzate, l'impossibilità di riutilizzare i cavi coassiali), Intersil aggiunge un'ulteriore elemento: la rete Ethernet richiede ripetitori per le tratte superiori a cento metri. Vediamo dunque la proposta di Intersil: la soluzione Sloc si basa sulla trasmissione contemporanea - sullo stesso cavo coassiale - di due versioni della stessa immagine, il segnale video analogico a bassa definizione e il segnale video digitale ad alta definizione. Quest'ultimo, grazie alle competenze che Intersil ha sviluppato nel campo dell'equalizzazione, può essere trasportato da un normale cavo coassiale su tratte lunghe fino a cinquecento metri, senza ripetitori. Nella soluzione Sloc l'immagine analogica viene inviata ai monitor per consentire all'operatore umano di controllare la situazione in tempo reale, comandando in modo opportuno le funzioni di pan, tilt e zoom delle telecamere. L'immagine in alta definizione in protocollo IP viene invece inviata ai sistemi collegati con rete Ethernet ed è disponibile per i software di analisi video. Tra i produttori di telecamere e videoregistratori che impiegano la soluzione Sloc sono compresi Sony, Hikvision, Altronix, Pinetron e Yuan.

Il software Vca (Video Content Analysis)
Nel campo della videosorveglianza è in aumento l'impiego del software di Video Content Analysis, che analizza automaticamente le immagini per estrarne informazioni rilevanti per l'utilizzatore. Questi programmi possono svolgere una varietà di funzioni diverse: ad esempio, nel campo della sicurezza, possono rilevare automaticamente l'ingresso di una persona all'interno di un certo perimetro, assembramenti, persone che si trattengono in un luogo senza apparente motivo, auto in sosta vietata o contromano, oggetti sospetti incustoditi, oggetti scomparsi dalla loro collocazione abituale, ostruzione di uscite di sicurezza ecc. L'impiego del software Vca, però, non riguarda unicamente la sicurezza; l'analisi del video può essere utilizzata, ad esempio, per contare le persone che transitano in una certa zona, oppure, nel caso dei negozi, per monitorare la lunghezza delle code alle casse, ecc. Le funzioni di analisi Vca più complesse, come il riconoscimento delle facce, sono svolte centralmente nei server, che dispongono di abbondante potenza di elaborazione; funzioni più semplici, come ad esempio il conteggio delle persone presenti in un ambiente, possono invece essere svolte direttamente dal processore installato all'interno della telecamera. Questa soluzione è definita “analytics at the edge”. Il mercato offre inoltre altri strumenti software che consentono di velocizzare le ricerche di specifici eventi nelle immagini archiviate.

Le leggi italiane e il protocollo Ant@res
Gli impianti di videosorveglianza sono utilizzati per funzioni che hanno una rilevanza sociale (la lotta alla criminalità) e che incidono sui diritti dei cittadini (il diritto alla privacy); il loro impiego, pertanto, è regolato da leggi che variano da Paese a Paese. In Italia uno dei vincoli principali da rispettare per l'impiego della videosorveglianza è costituito dall'articolo 4 dello Statuto dei Lavoratori, che vieta esplicitamente l'uso di impianti audiovisivi e di altre apparecchiature per finalità di controllo a distanza dell'attività dei lavoratori. Recentemente due aziende italiane hanno proposto una soluzione che punta a conciliare le esigenze di sicurezza con il rispetto delle leggi: si tratta del protocollo Ant@res, sviluppato dalla società lombarda Antares e incorporato nelle telecamere IP prodotte da Selea, società di Cicognara (Mantova) specializzata principalmente nella realizzazione di sistemi per la lettura automatica delle targhe. In sintesi, la soluzione si basa sulla codifica delle immagini tramite un algoritmo di crittografia molto potente (chiave asimmetrica RSA a 1024 bit) e sulla restrizione della possibilità di decodifica, che viene assegnata solo alle forze dell'ordine. Il segnale video viene crittografato già all'interno della telecamera e viene successivamente trasmesso e archiviato in forma criptata, impedendo a chiunque di visualizzare le immagini. In caso di necessità legate a indagini su reati, il magistrato può autorizzare le forze dell'ordine a decodificare e visualizzare le riprese video utilizzando la chiave in loro esclusivo possesso, contenuta in una smart card. L'archiviazione in forma criptata consentirebbe anche di aggirare anche l'obbligo di cancellare le immagini dopo ventiquattro ore dalla registrazione. Secondo quanto riportato dalla rivista “Sicurezza”, riferimento del settore, la soluzione basata sul protocollo Ant@res è stata già approvata dall'Ispettorato del Lavoro di Milano.

Altre tendenze
Un cenno, infine, ad altre tendenze in atto. Una di esse riguarda la comparsa dell'opzione VideoSurveillance As A Service (VSaaS), definita anche “hosted video”, che consente all'utilizzatore finale di delegare a un'azienda esterna tutta l'attività di memorizzazione e analisi delle immagini. In altri termini l'utente che sceglie un servizio VSaaS deve installare unicamente le telecamere IP e inviare le proprie immagini via Internet all'azienda fornitrice del servizio; tutto il resto dell'hardware necessario risiede nel data center dell'azienda esterna. Va poi ricordata la crescente complessità e differenziazione delle telecamere: oggi sono disponibili, ad esempio, modelli per sorveglianza diurna e notturna che impiegano tecniche particolari per operare in condizioni di scarsa luminosità e che di notte effettuano riprese a infrarossi; molte telecamere, inoltre, sono dotate di allarmi che segnalano i tentativi di manomissione.

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