Video analiz, önemli ölçüde farklı artıları ve eksileri olan çeşitli şekillerde çalıştırılabilir.
Mimariler :
- kamera üreticisinin kendi analitiklerini kullanarak kamera üzerinde koşturduğu yapı,
- kamera üzerinde koşan 3.parti analitikler
- kameradan, kayıt cihazına video akışı sağlanarak, kayıt cihazı üzerinde analiz,
- kameradan, sunucuya video akışı sağlanarak, sunucu üzerinde analiz,
- kameradan kayıt cihazına stream, sonra sunucuya 3.parti analitikler,
- kameradan stream yapılarak,tamamen cloud üzerinde koşan sistemler,
- kayıt cihazı/sunucu ve kamera kombinasyonlu sistemler,
- kamera ve cloud kombinasyonlu sistemler,
- tamamen cloud üzerinde koşan, bridge’den/appliance’dan stream yapılan sistemler
Kamera üzerinde native analitikler :
IP kameralar üzerinde genellikle farklı doğruluk oranlarında çalışan, motion detection veya farklı formda analitikler bulunmaktadır.
Kamera üzerinde çalışan analitiğin avantajları :
- düşük maliyet : analizler, 300 doların altındaki aralıktaki (kalite değişiklik gösterse de) kameralarda bile mevcuttur ve sunucuya veya buluta analitik eklemekten nispeten daha ucuz bir seçenektir.
- Düşük bant genişliği : analitik kamera üzerinde çalıştığından dolayı, analiz için tüm stream’in uzak noktaya (sunucu, cloud vb) aktarılmasına gerek yoktur.
- Doğruluk oranı : kamera üzerindeki analitikler video sıkıştırılmadan işlenir. Potansiyel olarak, ancak kesin olarak değil, sıkıştırılmış videoyu analiz etmeye kıyasla doğruluğu artırır.
- Insan /araç tespiti için uygun : insan araç tespiti analitikleri, düşük işlem gücüne sahip donanımlar üzerinde çalışabilmektedir.
- Aynı üretici ile kolay entegrasyon : aynı marka nvr/vms ile kullanıldığında, süreç tek üretici üzerinden yapıldığı için entegrasyon kolaydır.
Kamera üzerinde çalışan analitiğin dezavantajları :
- 3.parti entegrasyon problemleri : ONVIF analitik entegrasyonu desteklerken, uygulamada entegrasyon genellikle mümkün olmamaktadır veya sınırlıdır.
- Kamera değişimini gerektirebilir : kamera üzerinde video analitik yaklaşımında, video analitik desteklemeyen eski kameraların, değiştirilmesi gereksinimi oluşur. Ilave cihaz ve işçilik maliyeti.
- Artan maliyet vs ekonomik kamera : yüksek doğruluk oranına sahip heuristic (buluşsal) ve AI tabanlı kameralarda video analitik maliyeti, düşük doğruluk oranına sahip VMD tabanlı ekonomik kameralara göre daha yüksektir.
- Limitli analitikler : limitli işlem gücünden dolayı, analitikler genellikle hareket tespiti, insan ve araç tespiti ile sınırlıdır.
Kamera üreticileri gömülü video analitikler ile fark yaratıyor..
Analitiği kameranın içine dahil etmek, premium fiyatlandırmayı farklılaştırmanın bir yoludur. Kamera üzerinde, gelişmiş video analitikler , video analitik desteklemeyen üreticilere ciddi baskı oluşturur. “
Kamera üzerinde 3.parti analitik :
Bazı kameralar 3.parti plug-in’ler ya da app store’lar destekler. Çeşitli üreticiler tarafından geliştirilmiş analitikler satın alınıp kamera üzerinde çalıştırılabilmektedir. Ya da kamera üzerinde video analitik geliştirmeye imkan tanıyan yapılar bulunmaktadır. Örneğin Axis ACAP, Hikvision HEOP, AZENA vb.
Axis Acap kapsamında https://ff-group.org/cammra örnek verilebilir.
Azena market : https://store.azena.com/shop/
Hikvision 3.parti analitik kapısı : https://tpp.hikvision.com/
Kamera üzerinde 3.parti analitik mimarisinin avantajları :
Gelişmiş ve özelleştirilmiş analitikler uçta koşturulabilmektedir. Kamera üreticisi uygun kamera üzerinde uygun geliştirme ortamı sağlamaktadır.
Harici bir donanım gerektirmediğinden daha maliyet efektif olur. Kameranın kabiliyetleri ölçüsünde farklı uygulamalar yüklenebilir.
Kamera üzerinde 3.parti analitik mimarisinin dezavantajları :
Şu anda yalnızca belirli üreticiler bu mimariyi benimsemiştir. Dolayısıyla bu limitli üreticiler arasından seçim yapılarak ilerlenilmesi gerekiyor.
App market içinde ihtiyaç duyulan video analitiğin olmaması durumu oluşabilir.
Entegrasyon problemleri her zaman olduğu gibi yine ortaya çıkıyor. Çünkü analitik kameranın base konfigürasyonunun bir parçası değildir. 3.parti NVR/VMS bu app ile entegre olmayabilir.
Destek konuları : app 3.partiden , kamera kendi üreticisinden olduğu için, meydana gelen problemlerde sorumluluk ataması yapmak kolay olmayabilir.
Donanım limitleri : kameraların işlem gücü, server ya da terminal pc’ler gibi güçlü değildir. Bu yüzden yüklenen uygulamalar kameranın işlem gücünü tüketebilir ve kamera üzerinde ciddi yük oluşumuna sebep olarak, optimal bir şekilde çalışmasını olumsuz etkileyebilir.
Kayıt cihazı üzerinde Analitikler :
Kayıt cihazları üzerinde bağlı kameralar için belli kanal sayısında analitik imkanlar sağlar. tipik olarak basit piksel değişim bazlı motion detection ya da buluşsal (heuristic) tip insan ve araç tespiti gibi. AI tabanlı opsiyonlar çok fazla yaygın değildir. Ancak önümüzdeki yıllarda bu kısımda da büyüme olacak.
Avigilon AI NVR (https://www.avigilon.com/products/video-infrastructure/ai-nvr ), Hikvision DEEPINMIND NVR (https://www.hikvision.com/my/products/IP-Products/Network-Video-Recorders/DeepinMind-Series/ids-96128nxi-i16-b-/ ) günümüz için örnek olarak verilebilir.
Kayıt cihazı üzerinde video analitiğin avantajları :
Düşük maliyet : server, cloud ve AI tabanlı kamera analitiklerine kıyasla, kayıt cihazları kamera başına daha düşük maliyet sunarlar. Çünkü birçok kamerayı eş zamanlı merkezi olarak işleyebilir.
Mevcut kameraları akıllandırma kabiliyeti : akıllı özellikleri olan kameralarla değiştirmek yerine, günümüzde artık hemen hemen tüm kameralar ONVIF ara yüzünü desteklemesi sebebiyle , marka bağımsız kayıt cihazı ile akıl katılabilir. Tek bir kayıt cihazı bile mevcut kameralara akıl kabiliyeti sağlar.
Aynı marka üreticinin yazılımı ile entegrasyon : kayıt cihazı üzerindeki analitikler sıkı bir şekilde, kayıt cihazı üreticisinin video yönetim yazılımı ile entegredir.
Kayıt cihazı üzerinde video analitiğin dezavantajları :
Doğruluk oranları : kayıt cihazı üzerinde gerçekleştirilen analitikler genellikle daha az doğruluk oranına sahiptir. (Limitli kaynak birçok kamera için dağıtıldığından)
Daha düşük konfigürasyonlu işlemciler (dedicated server’lara göre) : kayıt cihazı üreticileri donanım spec’lerini çok yükseltmemektedir. Aksi takdirde maliyet yükselecektir. Maliyeti düşük tutmak için düşük konfigürasyonlu çözümler ile markete çıkmaktadır.
Kayıt cihazları üzerindeki donanımın upgrade edilebilmesi çok mümkün olmamaktadır. Kapalı kutudur. Ayrıca kanal limiti gibi başka sınırları da bulunmaktadır. Yeni ihtiyaçlar yeni kayıt cihazları alımını tetikleyebilir.
Sınırlı erişim – günümüzde bu mimari birçok üretici tarafından henüz benimsenmemiştir.
Sınırlı erişim – günümüzde bu mimari birçok üretici tarafından henüz benimsenmemiştir.
Sunucu üzerinde Analitikler :
Sunucu üzerinde analitikler daha kompleks ve özelleştirilmiş analitikler olmaktadır. AI tabanlı analitikler güçlü GPU kullanan on-premise sunuculara ihtiyaç duyar. (yüz tanıma, plaka tanıma, obje demografisi, vb)
Sunucu üzerinde analitik 2 farklı yolla yapılabilir.
- Kamera direk sunucuyu video stream ile besleyebilir.
- Sunucu her bir kameraya ayrı ayrı bağlanmak yerine, tek bir kayıt cihazından tüm kanallara ait video stream’I alabilir.
Video akışının (stream) kayıt cihazından alınması , birçok kameradan stream çekilmesi gibi karmaşık süreci basitleştirebilir. Yüzlerce kameraya ayrı ayrı bağlanmak yerine birkaç kayıt cihazına bağlantı yeterli olacaktır.
Sunucu üzerinde koşan analitik mimarisinin avantajları :
Kameraya göre daha güçlü işlem gücü – analitik sunucuları 4 çekirdek, 8 çekirdek 2 fiziksel işlemcili, 256GB ram , yüksek ve paralel işlem gücü gerektiren derin öğrenme analitikleri için en az 1 ya da daha fazla GPU içerir.
Çoklu işlemciler – birden çok fiziksel işlemci, birden çok GPU.
Tek bir sunucu birçok kamera- bir sunucu kompleks analitikleri gerçekleştirmek için yüzlerce kamerayı ele alabilir.
Daha kompleks analitikler için destek – yüksek seviyeli kompleks analitikler (yüz tanıma, üretim bandındaki objelerin özelliklerinin çıkarılması ve istenen değerleri sağlayıp sağlamadığının kontrolü, vb.) çoğunlukla dedike analitik sunucuları gerektirir.
Sunucu üzerinde koşan analitik mimarisinin dezavantajları :
Yüksek donanım maliyetleri – güçlü cpu/gpu donanımları pahalıdır ve şase de benzer şekilde.
Yüksek lisans maliyetleri – analitik için yüksek lisans bedelleri
3.parti – entegrasyon genellikle sınırlıdır çünkü video analitik geliştirici firma sadece video akışını işlemeye odaklanır ve kendi ara yüzlerinde gösterimini hedefler. Ancak müşteri daha önceden video yönetim yazılımına sahipse yüksek ihtimalle entegrasyon mümkün olmayacaktır. Günümüzde bu tip entegrasyonları en fazla destekleyen video yönetim yazılımı Milestone Xprotect’dir.
Yüksek ses / elektrik tüketimi – kayıt cihazları ile kıyaslandığında, analitik sunucuları daha gürültülüdür .
Kamera ve Kayıt cihazı/Sunucu kullanılarak KOMBO analitik mimarisi :
Kamera üzerinde ön analitik yapılması, örneğin yüz tanıma projesinde, insan yüzünün kamera tarafından uçta yakalanması, yakalanan yüzün kayıt cihazı/sunucuya aktarılarak yüz tanımanın yapılması örneği oldukça açıklayıcı olacaktır.
Ön analiz ve arka analiz olmak üzere 2 aşamadan oluşur. Amaç sunucu kaynaklarını daha efektif kullanabilmektedir. Yukarıda verdiğimiz örnekte olduğu, eğer kameradan elde edilen video stream direk sunucuya gönderilseydi hem ciddi data kullanımına sebep olacaktı, hem de sunucu üzerinde ciddi yük oluşturacaktı ve işlenebilecek kamera sayısını düşürecekti.
Kombo analitik mimarisinin avantajları :
Server daha kompleks işlemleri yapmak üzere serbest kalmış olur.
Data trafiğinde ciddi azalmaya sebep olur.
Standard protokollerle ön analiz çıktısının iletilmesi, ftp, http gibi. Üreticinin kamera üzerinde özelleştirme yapmasına neden olabilir. Standard ara yüzler yeterli olmayabilmektedir. ONVIF Profil M gibi.
Kombo analitik mimarisinin dezavantajları :
Kombo analitikte entegrasyon konularından dolayı tek üretici konusu gündeme gelebilir.
Yine entegrasyon konularından dolayı, kamera üreticisinin veya video analitik üreticisinin geliştirdiği ürün üzerinde özelleştirme yapmasını gerektirebilir bu da ekstra maliyet doğurabilir.
Yüksek maliyet – kimileri için bu yapı yüksek maliyetli görülse de sunucu üzerindeki yükü azaltması ve uzak ağlarda (wan ortamında) data maliyetleri açısından avantaj sağladığı için ilk yatırım maliyetini çıkarabilmektedir. Ancak case by case değerlendirilmesi gereken bir durumdur.
Kameradan stream yapılarak,tamamen CLOUD üzerinde koşan mimariler:
AI/derin öğrenme startup’larının yaygın olarak kullandığı mimaridir. Kamera doğrudan bulutta koşan video analitiğe video beslemesi yapmaktadır ve bulut üzerinde video stream işlenmektedir.
Avantajları :
Bulut üzerinde olması ilk yatırım maliyetlerini ciddi oranda azaltmaktadır.
IT ekibi olmayan müşteriler için, sistemin idamesi oldukça zordur. Bu zorluğu ortadan kaldırır. (network yönetimi, server yönetimi vb.)
Daha kompleks analitikler- artan işlem gücü performansından dolayı, bulut kompleks ve spesifik analitikler için yaygın olarak kullanılmaktadır. (silah tespiti, yüz tanıma, raftaki ürünü sayma, gibi.)
Dezavantajları :
Artan internet bant genişliği : internet upload kullanımı artacaktır ve eş zamanlı analiz edilecek kamera sayısını limitleyecektir. Aktarım esnasında problemler olabilecektir.
Kiralama maliyetleri – kiralama maliyetlerinin artması ve sürekli olması,
Daha kompleks – siber güvenlik ve canlı izleme bu mimari ile daha kompleks olur çünkü video güvenli bir şekilde buluta aktarılmalı ve izleme için yine güvenli bir şekilde gelmelidir.
Kaygı – aktarılan verilerin güvenliği insanlarda acaba farklı amaçlarla kullanılıyor mu algısına da sebep olur.
Maliyetlerinden ve benimsenme konularından dolayı cloud üzerinde işlemden uçta / kenarda (edge) analitik daha popular olacağa benziyor. Tek başına bulut üzerinde analitik ciddi maliyet oluşturabilir. Ancak 5G , data maliyetlerinin azalması, vb unsurlar ile bulut yine varlığını koruyabilir.
Ancak 5G , data maliyetlerinin azalması, vb unsurlar ile bulut yine varlığını koruyabilir.
Kamera ve Bulutta Kombo analitik :
Ön analizin kamerada, daha detaylı analizin cloud üzerinde yapıldığı mimaridir. Cloud’a aktarılacak veri miktarında ciddi azalmaya neden olur. Bu mimari kamera ve bulutun aynı üretici olduğu, üreticiler tarafından sürüldü.
Avantajları :
Azalan bant genişliği, kamera üzerinde analitik devamlı olarak çalışmaktadır. Insan, araç ya da belirlenen hedef tespit edildiğinde kısa bir video klip transmisyonu yapar.
Kompleks analitikleri kullanabilme imkanı : cloud’da artan işlem gücü kabiliyeti ile, yüz tanıma, silah tespiti, vücut özelliklerinin çıkarımı gibi analitikler kullanılabilir hale gelir. Hibrit yapıdır.
Tek üretici / sıkı entegrasyon – bu mimari kamera ve bulut üzerinde koşan video analitiğin aynı üretici tarafından üretildiği yapılardır. Entegrasyon noktasında sıkı bir entegrasyon vardır.
Dezavantajları :
Kiralama maliyetleri,
3.parti desteği ve farklı markalarla entegrasyon konusunda problemler – entegrasyon kompleksliği ve siber güvenlik endişelerinden dolayı, bu mimari genellikle tek üretici tarafından sağlanması halinde sağlıklı olmaktadır.
Tamamen cloud üzerinde koşan, bridge’den/appliance’dan stream yapılan sistemler :
Bulut, on-premise bridge/appliance cihazından yapılan tüm videoyu işler. Bridge, bulut ile kamera arasında bağlantı sağlar herhangi bir analitik kabiliyeti sağlamaz.
Avantajları :
3.parti kamera desteği, RTSP/ONVIF aracılığıyla video akışını erişir. Marka bağımsız video stream’in kameradan buluta aktarılmasını sağlar.
Dezavantajları :
Artan bant genişliği ihtiyaçları, data maliyetlerinin artmasına neden olur.
Bridge maliyeti,
Tüm analitiğin bulut üzerinde yapılıyor olmasından dolayı, analitik için en pahalı mimaridir.
Entegrasyon Konuları – API/ SDK/ ONVIF :
Birçok analitik üreticisi, 3. taraflarla entegrasyonun reklamını yaparken, çoğu zaman bu entegrasyon çok sınırlıdır veya kompleks değildir. Örneğin, bir analitik üreticisi, bir VMS ile entegre olduklarını söyleyebilir, ancak bu, analitik bilgileri veya uyarıları fiilen entegre etmeyi değil, yalnızca VMS’den analitik yazılımına video çekmeyi içerir.
Sıklıkla özelleşmiş video analitik üreticilerinin video analitikleri kullanıldığında, 2 client ara yüzü kullanımı gerekecektir. Vms ara yüzü, video analitik firmasının kendi dashboard’u. vms rutin canlı video izleme, kayıt izleme, kayıt çıkarma gibi işlemler için, video analitik firmasının ara yüzü meydana gelen alarmların, alarm sayılarının vb sonuçlarını görüntülemek için kullanılır. Bu durumda operatörün 2 ayrı ara yüz öğrenmesi, ihtiyaca göre ayrı ara yüzler arasında geçiş yapması gibi süreçler oluşacaktır ve probleme neden olur.
Analitik, analitiğin kendisine özgü meta verilerin entegrasyonunu gerektirir. Örneğin, analitik bir kişinin yaşını, cinsiyetini veya araç tipini (ör. araba, kamyon, bisiklet) kategorilere ayırıyorsa, VMS/kaydedicinin bu bilgiyi iyi tanımlanmış ve üzerinde anlaşmaya varılmış bir program yapısı içinde kabul edebilmesi gerekecektir. Aksi takdirde, VMS/kaydedici belirli bilgileri görüntüleyemez ve yalnızca genel bir alarm olayını gösterebilir.
ONVIF analitik entegrasyonu için bir framework sağlar. ancak ONVIF Profil T motion detection’I zorunlu tutar. Analitik entegrasyonu opsiyoneldir. Mandatory-Zorunlu değildir. Yakın zamanda çıkan ONVIF Profil M analitik entegrasyonları için bir framework olacaktır ancak yine de limitlidir. Bu durumda kamera ve vms arasında, vms ve analitik yazılımı arasında entegrasyon zorlaşacaktır. Istenen program yapısına uygun çalışmalar karşılıklı iletişim ile özelleştirmeler aracılığıyla sağlanabilecektir. Ancak bu durumda yeni maliyetler ortaya çıkabilir.
temel Kaynak : video analytic bookipvm 2021