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VISIONE ARTIFICIALE

A cura di Giovanna Sansoni (giovanna.sansoni@ing.unibs.it)

Smart Cameras distribuite

DISTRIBUTED SMART CAMERAS The section on Artificial Vision is intended to be a “forum” for Tutto_Misure readers who wish to explore the world of components, systems, solutions for industrial vision and their applications (automation, robotics, food&beverage, quality control, biomedical). Write to Giovanna Sansoni and stimulate discussion on your favorite topics. RIASSUNTO La rubrica sulla visione artificiale vuole essere un “forum” per tutti i lettori della rivista Tutto_Misure interessata a componenti, sistemi, soluzioni per la visione artificiale in tutti i settori applicativi (automazione, robotica, agroalimentare, controllo di qualità, biomedicale). Scrivete alla Prof. Sansoni e sottoponetele argomenti e stimoli. L’aeroporto internazionale Hartsfield-Jackson di Atlanta ha 179 gate distribuiti su una superficie di circa cinquantatré ettari. Anche con una sola telecamera per gate si arriva a un totale di 180 telecamere, le cui immagini devono essere trasmesse ed elaborate dal sistema di controllo della sorveglianza. Volendo avere informazioni utili su quanto accade a ciascun gate servono almeno alcune telecamere per ciascuno di essi. Il sistema di sorveglianza deve poi essere esteso a molte altre aree della stazione aeroportuale, quali ad esempio le piste di decollo e di atterraggio, il deposito bagagli, le aree di check-in e quelle di parcheggio. Le telecamere sono distribuite su un’area molto vasta, il che rende sensato prevedere che almeno parte dell’elaborazione delle immagini sia fatta localmente, a bordo di ciascuna telecamera. L’elaborazione, a sua volta, richiederà parecchio lavoro, considerando che, per quanto di dimensioni ridotte, le immagini sono formate (al minimo) da alcune migliaia di byte, che il campo inquadrato è per sua natura dinamico e soggetto a occlusio-

ni e che l’informazione alla quale si è interessati è di tipo complesso. Infatti, nella maggioranza dei casi, non si tratta semplicemente di determinare la presenza o l’assenza di un oggetto, ma di riconoscere una situazione, identificare e tracciare (tracking) un individuo, stimare la probabilità di un evento o valutare grandezze macroscopiche (quali il traffico passeggeri), che richiedono operazioni di segmentazione e conteggio non banali. La trasmissione delle informazioni costituisce un aspetto di estrema complessità. La prima domanda che sorge è “a chi o a che cosa trasmettere?”. A un supervisore centrale basato su una logica client-server? A un sistema con una struttura gerarchica? A un sistema con una struttura ad albero? La seconda domanda è “quanto costa?”. Le voci di spesa sono molte: vi sono i singoli nodi, che acquisiscono le immagini e hanno costi diversi a seconda che siano oppure no in grado di eseguire operazioni di “alleggerimento” quali la compressione dei video; vi è il costo del sistema d’interconnessione (la rete), che deve garantire una larghezza di banda adeguata; vi è il costo delle memorie, sia per l’elaborazione sia per lo stoccaggio delle informazioni, e il costo dei processori. Vi è

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anche il costo derivante dal consumo di energia che la trasmissione sul sistema rete comporta. Non è inusuale che esso sia fra 100 e 1.000 volte più grande di quello dei sistemi di elaborazione. Strettamente legato a questo vi sono dunque il costo della rete di distribuzione di energia e il problema della dissipazione del calore. La terza domanda è “come veicolare le informazioni prodotte da ciascun nodo?”. Si profila, infatti, una struttura a sistema distribuito, nel quale ciascun nodo non ha conoscenza diretta dello stato degli altri nodi, se non attraverso messaggi. Poiché questi hanno costi non trascurabili, non è realistico prevedere che tutte le telecamere possano comunicare fra loro a coppie; pertanto la logica di transito delle informazioni dovrà poter utilizzare algoritmi che minimizzino il numero di messaggi e propaghino le informazioni lungo percorsi intelligenti (ad esempio. caratterizzati da un numero minimo di nodi), in modo da utilizzare la banda disponibile in modo efficiente. La quarta domanda è “come garantire che le informazioni arrivino in tempo?”. Quest’aspetto è di estrema importanza quando si vuole che il sistema operi in modo efficace, e apre la porta a problematiche legate ai tempi di latenza nel recapito delle informazioni. La trasmissione real-time diventa quindi necessaria. Problematiche come quella fin qui descritta sono state affrontate dai primi anni ’80 e a tutt’oggi rientrano in ambiti di ricerca e di sviluppo di estremo interesse, che hanno portato alla realizzazione dei cosiddetti sistemi distribuiti basati su Smart Cameras (Distributed Smart Cameras: DSC) [1]. I sistemi DSC sono il risultato di una convergenza nell’avanzamento della conoscenza in aree diverse, che sono la computer vision, le tecnologie a

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Tutto_Misure 04/2012  

L'unica Rivista Italiana interamente dedicata alle misure e al controllo qualità - Direttore Franco Docchio

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