הגדלה צריכה למודיעין וידאו בזמן אמת

תעשיית האבטחה עברה שינוי דרמטי בעשור האחרון. Analog CCTV מערכות נתנו דרך למצלמות מבוססות IP המספקות זרמי הגנה גבוהים על רשתות סטנדרטיות.כפי שהחלטות המצלמה מטפסות ל-4K ו-8K, נפח של נתונים וידאו יוצר אתגר קריטי: כיצד להפיק אינטליגנציה יעילה בזמן אמת ללא אחסון ופסיביות תוכנה על גבי CPUs או GPUs לעתים קרובות לשמור על יציבות גבוהה של אבטחה מערכת הפעלה.

ארגונים הפורסים מערכות מעקב עומדים בפני פעולה בין רזולוציה לוכדת, ניתוח בזמן אמת, ועלויות אחסון.מצלמה אחת 4K מייצרת בערך 15-20 GB של וידאו לא מחוספס במשך שעה. Multiply כי על פני עשרות או מאות מצלמות, ואת אתגר ניהול הנתונים הופך לגישות מסורתיות יותר מאשר הפעלת נתונים אלה לשרת מרכזי לעיבוד, יצירת צווארי רשת וגמישות שיכולה להפוך את התגובה האמיתית של זמן קצר יותר מ- 90% או ניתוח גופני, תוך כדי הפעלת לחץ דם מרכזי על ידי מערכת הפעלה מיידית של מחזור זמן קצר יותר.

מה הופך את FPGAs שונה עבור עיבוד וידאו

(הופנה מהדף Modern-programmPI הוא מעגל משולב אשר בלוקים לוגיקה פנימית, חיבורים, ותאים I / O ניתן להגדיר לאחר ייצור באמצעות שפה תיאור חומרה.בניגוד CPUs המבצעת הוראות באופן זמני, FPGAs מציעים מקבילות מסיבית (אלפי אלמנטים של המרה), בלוקים זיכרון מוטבעים ועיבוד אותות דיגיטליים (DSP) ניתן לתזזזזזזזזזת לביצוע פעולות מקבילות ב-F12pI) כגון:

כדי להבין כיצד FPGAs שונה מעבדים קונבנציונליים, לשקול צינור עיבוד וידאו טיפוסי.מערכת מבוססת CPU קורא מסגרת זיכרון, ביצוע הוראות עבור כל פיקסל, כותב תוצאות בחזרה, וחוזר על הפעולה הבאה. גישה סידורית זו יוצרת צווארי רוחב פס זיכרון ועמודי צינורות. FPGA יכול למתן מיידית צינור חומרה ייעודי שבו כל שלב קבוע על אלמנטים שונים מופיעים, כגון חסימת וידאו, כולל רזולוציה של מעבדים, כלומר, כלומר, כלומר, רזולוציה של מעבדים של נתונים סטנדרטיים של מעבדים של רזולוציה של זמן קצר לאחר מכן, רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של זמן קצר של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של נתונים אופיינית, אם רזולוציה של FPGA, אם רזולוציה של רזולוציה של זמן קצר לאחר מכן, אם FPGA, אם FPGA, ללא קשר קבוע של נתונים אופיינית של נתונים אופיינית של נתונים סטנדרטית של נתונים אופיינית של FPGA, אם רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של נתונים סטנדרטית, אם רזולוציה של רזולוציה של

היתרונות העיקריים של Analytics מבוסס FPGA

המונחים: low-Latency Processing

במעקב, הפער בין אירוע המתרחש לבין המערכת הגורם לכוננות הוא קריטי.FPGAs מעבד וידאו כמו צינור, עקף את לוח הזמנים של מערכת ההפעלה והיררכיה של cache המציגה עיכובים משתנים במערכות CPU או GPU מבוסס . צינור FPGA מתוכנן היטב יכול לזרז את מסגרת וידאו אחידה, להפעיל אלגוריתמים מרובים, ולייצר אות אזעקה עם קוצר ראייה נמדדת במיקרו-II חסר לעתים קרובות את האפשרות של פעילות גופנית אחת או ניתוח קבוע של זמן קצר יותר מאשר זמן קצר לאחר מכן.

כוח ויציבות

מתקנים רבים של מעקב פועלים תחת תקציבי חשמל נוקשים או להסתמך על כוח על Ethernet (PoE) A Mid-range FPGA ביצוע גילוי אובייקטים בזמן אמת על ארבעה 1080p זרמים בדרך כלל לצרוך מתחת לגיל 10 W, בעוד GPU דומה עשוי לצייר 2 עד שלוש פעמים כמות ודורש קירור פעיל או מגבלות פעילות גופנית מופעלות על ידי FPGAs מקדיש משאבים רק למשימות המדויקות הדרושות, הם נמנעים מעל פני גרפיקה כללית, וכתוצאה מכך, לא ניתן להגדיל את הפחתת חום או ימים.

גמישות ותוחלת חיים ארוכה

ניתוח מעקב מעקב אחר ה-Surveillance מתפתח במהירות. Algorithms for Person re-identification, זיהוי אנומלי, ו- Multi-Modera המעקב הם כל הזמן מעודנים.עם FPGA, עדכון תוכנה ל- bitstream יכול לפרוס לוגיקה חדשה לחלוטין לאתר זיהוי סיליקון ללא כל החלפת חומרה.82 מרחיב את תוחלת החיים של ציוד שדה ומאפשר למערכת אינטגרטורים כדי להציע ניתוח-as-שירות, שבו תכונות נפוצות של מספר פונקציות לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, או שלב אחסון מספר פונקציות אבטחה מספר פונקציות של מספר מיפוי של מספר מיפוי של מספר קוסמטיקה אחת של מערכת הפעלה מחדש של פונקציות אבטחה של מספר FP של מספר FP של מערכת הפעלה מחדש של מערכת, ולאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, תוך כדי שינוי שרשרת בקרה אוטומטית של מערכת הפעלה מחדש של פונקציות אבטחה של פונקציות אבטחה של פונקציות אבטחה של מערכת הפעלה מחדש של פונקציות אבטחה של פונקציות אבטחה של ציוד ניהול כלי רכב אחסון, ולאחר מכן, לאחר מכן, ולאחר מכן, ולאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, ולאחר מכן, תוך

Multi-Stream Concurrency

שלא כמו מעבדים משובצים כי זמן-זמן בין משימות, FPGA יכול מיידית צינורות ניתוח נפרדים עבור כל קלט וידאו, להפעיל אותם באמת במקביל, ועדיין יש משאבים לוגיים לחסוך הצפנה, או metadata תגים.אדריכלות זו בקנה מידה רב של זיהוי מסגרת חמישית צריכת יותר שערי רישוי בטווח של 1080-2x, 000 $, 000 רזולוציה גבוהה יותר של מחזור רישוי גבוה של בדיקות אבטחה קיימים.

אבטחה מוגברת ואמון

FPGAs מציע יתרונות ייחודיים עבור פריסות מודע אבטחה.המרק שניתן ליישם אתחול מאובטח, בדיקות יושרה במשרה מלאה, הצפנה מבוססת חומרה שמגן על צינורות הניתוח מ- tampering.בניגוד CPUs או GPUs, שבו קוד זדוני יכול לבצע לצד תהליכים לגיטימיים, FPGA & #8217; לוגיקה היא קבועה בזמן ולא ניתן לשנות ללא עדכון bitstream הדורש אימות אבטחה זה מערכת אבטחה קריטית אבטחה.

מערכת מעקב מבוססת FPGA

דרישות Defining

כל פריסה מוצלחת מתחילה עם מפרט ברור.ישויות של בעלי העניין חייב לזהות את סוגי ניתוח וידאו הדרושים: זיהוי תנועה, מעבר טרוויוט, התראות שכנוע אובייקטים נטושים, זיהוי פנים, או ניתוח התנהגותי מתקדם.גורמים סביבתיים & #8212; תנאי תאורה, זוויות מצלמה, בתוך מול רמות חיצוניות, וצפוי גדלים אובייקטים & #8212; השפעה ישירה של אלגוריתם, גם בעיות אחסון IP; כמה מערכות סבירות מקובלות על גבי נתונים שלילי על גבי מפרט חיובי, אשר הופך להיות נתון שלילי, אשר הופך את דרישות זיהוי מדויק של קוד זדונית, ואפקט שלילי, אשר הופך את התכונות של זיהוי אובייקטיבית של זיהוי קוד זדונית, אשר הופך את אמצעי מניעה שלילי של מערכת אבטחה שלילי על ידי מערכת החיסון.

אפשרויות לפלטפורמת חומרה

בחירת ה-FPGA הנכונה כוללת איזון צפיפות ההיגיון, DSP פרוסות, זיכרון על שבב, ו- I / O אפשרויות נגד עלות ומטרות כוח. מכשירים קטנים של טופס-ייצור כמו Lattice ECP5 או Intel MAX 10 יכולים להתמודד עם ניתוח בסיסי על זרם חד-פעמי של Skype-פתרונות, כגון XiLTx Kintex או Intel Linux מספקת עבור Multi-stream עם מעבדים אמיתיים עם מעבדי-Cy-Sox יחיד, המאפשרתיקים מבוססי שבבים של שבבים מבוססי-Sox.

Algorithm Development and Optimization[עריכת קוד מקור | עריכה]

אלגוריתמים של מעבדים סדרתיים לעתים רחוקות ממפה ביעילות חומרה FPGA. מהנדסים חייבים לייעל את שגרות ה-Niceitect כדי לנצל מחזורים מקבילים וצנרת.מודל תת-קרקעית רקע ניתן לבנות לחלוטין באופן זרמה, עיבוד אחד pixel למחזור השעון באמצעות אלגוריתם בגודל קבוע של CTL, ולא לקרוא מסגרות שלמות לזיכרון.

תכנות קשיחות ו- Bitstream Generation

ברגע שהאלגוריתם ייושם בשפה תיאור חומרה או באמצעות HLS, העיצוב עובר סינתזה, מיקום והמסלול, וסגירה תזמון בתוך הספק & #8217; שרשרת הכלים.התפוקה היא קובץ bitstream אשר מגדיר את FPGA. כלים מודרניים מספקים דוחות מפורטים על ניצול משאבים, תדירות שעון, וערכת כוח.עבור מערכות מעקב מרובות-רגישים, מעצבים לעתים קרובות ליצור ארכיטקטורת תקן: מעבדים ראשי תיבות של בדיקות וידאו ומצלמות אבטחה (D) משתמשים במצלמות אבטחה ישירות של בדיקות וידאו.

שילוב עם מצלמות וניהול תוכנה

מודול FPGA חייב להתחבר פיזית ולוגי למערכת האקולוגית הרחבה יותר של אבטחה. ממשקים נפוצים כוללים MIPI CSI-2 עבור מצלמות משובצות, SDI עבור חיישנים שידורים, ו-GigE Vision או USB3 Vision עבור מצלמות תעשייתיות. בצד הפלט, metadata ו- Video Flowss לפרוטוקולים ספציפיים של מערכת ההפעלה VGIVELIVELS (R) או אינטגרטיבית של אינטגרציה (R) של מערכות הפעלה (R) ו-R) של מערכת הפעלה (R) ו-R) ו-VDMS (DVDVDVDVDVDMS) RMDVDVDVDVDIVE D.D) RMD) , , , RMDIVEDVDVD (DIVE DIRDIVED) , RMDIVE DIRD (D) , , , , , , למערכות הפעלה (DMS, , RMDMS, RMDMS, מתרגם אירועים סטנדרטיות, אינטגרטיבית) , , RMD) RMDMS, RMDIVE D.DIVE D.D.

בדיקות שדה ואופטימיזציה מתמשכת

אין כמות של סימולציה מעבדה להחליף אימות בעולם האמיתי. פריסות ראשוניות בדרך כלל לרוץ במצב צל, שבו FPGA ניתוח לוגי לוגיית אירועים ללא מעורר אזעקה, המאפשרת את ההסגרה לפרמטרים בסדרי ראייה ולסלק חיובי כוזבים הנגרמים על ידי swaying עצים, בוהקים פשוטים או חרקים.

המונחים: FPGA Implementation

האנליסט הנפוץ ביותר פועל המפה באופן טבעי לאדריכלות FPGA.כל אחד הוא יישום כמו צינור הזרמה עם שקיפות ⁇ סטית.

  • (FLT:0Motion Detection and Object Tracking: FIRLT:1) רקע מודלים באמצעות תערובת Gaussian אדפטיבית או ממוצעי ריצה, ואחריו על ידי התווית של רכיב מחובר ו Kalman סינון עבור תפרים trajectory. FPGAs ליישם אלה בצנרת עמוקה אשר מעבדים אזורים מרובים של עניין במקביל, שמירה על מודלים רקע per-pixel ב-RAM.
  • (FLT:0)Object Classification:FLT:1 Light Weight convolutional neuralרשתות עצביות (CNN) המוגדרים דיוק INT8 מואצים על בלוקים של DSP.מודלים נפוצים כגון YOLO-nano או MobileNet-SSD לרוץ בעשרות מסגרות לשנייה חיישן, הבחנה אנשים, כלי רכב ובעלי חיים.
  • (FLT:0)License פלט הכרה (LPRVER): 1 צינור תלת-שלבי: ריצוף מקומי באמצעות פעולות מורפולוגיות, פילוח אופי וזיהוי אופי אופטי. מנועי LPR ייעודיים להתמודד עם מהירויות מעל 200 קמ"ש כאשר הכדאיות של זיכרון מנוהלת באמצעות מטאטאי קו שבב.
  • (FLT:0) גילוי פנים וזיהוי: ⁇ 1 (Flastal Detection: 1) זיהוי פנים באמצעות הולוגרמה של ⁇ s מוכווני (HOG) או CNN קלים, ואחריו הטמעת מיצוי באמצעות רשת עצבית. FPGA מבוסס התאמה נגד מסד נתונים של watchlist מאוחסן ב-chip RAM מספק מבט כמעט בלתי צפוי, לעתים קרובות בתוך אותה מסגרת זמן.
  • (FLT:0) אובייקט מפוספס ו-Loitering Detection:BuildFLT ( 1 Spatiotemporal Analysis) עוקב אחר אובייקטים יציבים לאורך זמן, השונה בין שקית שנפלה לבין אדם שעומד עדיין. FPGA שומרת על מפת היסטוריה בזיכרון ייעודי, המאפשרת התראות המבוססות על כללים עם התערבות מינימלית של CPU.

אבני בניין אלה משולבים לעתים קרובות. FPGA יחיד עשוי לבצע LPR על נתיבי כניסה, זיהוי פנים על מסלול הולכי רגל, ואנשים ספירת מעבר לקונקורס קניות & #8212; כל בו זמנית, המפתח הוא הקצאת משאבי ההיגיון המבוססים על המורכבות היחסית הנדרשת באמצעות חישוב של כל פונקציה.

שילוב עם קיימות קיימות תשתיות אבטחה

אחד מנקודות המכירה החזקות ביותר עבור ניתוח מבוסס FPGA הוא היכולת להשתלב לתוך מתקני מייל ללא תחליף סיטונאי. רבים FPGA כרטיסי מאיץ FPGA לשבת בקו ישר בין המצלמה לבין מתג הרשת, עיבוד וידאו ללא מרשם לפני שהוא מגיע ל- קידודים מרכזי של מערכת ההפעלה VCR-in-the-wire-the-wire-the-in-the-the-wires-in-in-in-the-the-the-wires, מקבל זרם משופר עם נתונים מוטבע כמו פונקציות IPD-FLCD-FLCD2, כגון פונקציות הפעלה מתקדמות.

מכלול הפיתוח והגדרות עלויות

פיתוח FPGA דרש היסטורית מיומנויות הנדסיות מיוחדות, מה שהופך את עלויות האימוץ לעמידים עבור אינטגרטורים קטנים יותר, מחסום זה עדיין מוריד בהתמדה. סינתזה ברמה גבוהה יאפשר למפתחים מוכווני תוכנה ליצור עיצובים FPGA מקוד C / C++, בעוד שספריות IP מקיףות לספק צינורות וידאו מותאמים מראש, בקרים זיכרון, ותפקודי מחשב מיצרנים כמו LTF: ®x3.

Edge מחשוב, פרטיות ו- Bandwidth Optimization

ארכיטקטורות מעקב קדימה לדחוף את הניתוחים לקצה, קרוב לחיישנים ככל האפשר. גישה זו ממזער את נפח של וידאו פלט גלם מועבר לשרת מרכזי או ענן לניתוח, טיפול במגבלות רוחב פס וצמצום הוצאות אחסון.FPGAs הם התאמה טבעית עבור נקודות קצה קצה כי הם מבצעים עיבוד בזמן אמת תוך שמירה על קומפקטית אבטחה של מערכות פרטיות כגון GDPR ו-CCPA, יותר מאשר נתונים אישיים להיות מטושטשים בנקודת זמן מוגבלת של מערכת הפעלה אוטומטית של מוטציות, או חסימת וידאו.

כיוונים עתידיים: בינה מלאכותית, Machine Learning ו- Beyond

ההתכנסות של FPGAs עם בינה מלאכותית היא מאיצה. משפחות FPGA מודרניות כמו Intel Agilex ו- Xilinx Versal לשלב אריחי מנוע AI ייעודיים —רי של מעבדי SIMD ו- SIMGA נגישים באופן הדוק למגמות לזיהוי לוגיות חדשניות של מערכת ההפעלה ו-#8212; יכולת מספקת לספק עשרות פעולות tera לשנייה (TOPS) עבור רשת עצבית ב-Fireative Exchange המאפשרת החלפתית של מצלמות אבטחה מורכבת ל-Resourcesual-Reverseericial של מערכת מעקב (מחדשה-Reverse) ל-Reverse) ל-Reviewericial Resurdowdowding) ל-Reverse DataTM-Reverseing) ל-Reverseing in aTM-Reverse Security Systemsericialing:

להפוך את המעבר ל-FPGA- Based Video Analytics

ניתוח וידאו מבוסס FPGA מייצג אלטרנטיבה בוגרת, משכנעת לגישות מסורתיות של מעבד ממוקד.שילוב של עיבוד חד-עוצמה רדיניסטי, יעילות כוח, לוגיקה מבוססת-שטח, ושיפור אבטחה מתאים באופן מושלם עם הדרישות של מעקב מודרני.ממכשיר ניתוח חד-פעמי פועל התראות לרשת בקמפוס, תוך ביצוע ניתוח מבוסס למידה עמוקה, FPG מספק בסיס קבוע, מוכח, כמו גם פיתוח סטנדרטי של מערכת אקולוגית סטנדרטית, אשר תמשיך לשפר את מערכת ההפעלה של אבטחה סטנדרטית של כל כלי אבטחה סטנדרטית, אשר מופעלת, אשר תמשיך לפתח רק פונקציות אבטחה סטנדרטית, ומערכת אבטחה סטנדרטית סטנדרטית סטנדרטית, אשר מרחיבה, אשר תמשיך לפתח רק פונקציות אבטחה סטנדרטית של מערכת אבטחה סטנדרטית, תוך שיפור מערכת אבטחה סטנדרטית של מערכתית, אשר מרחיבה, אשר מרחיבה, אשר מרחיבה, אשר משפרת של מערכת אבטחה סטנדרטית של מערכת אקולוגית, אשר פועלת מחדש של מערכת אבטחה סטנדרטית של פונקציות אבטחה סטנדרטית, אשר פועלת מחדש של מערכת אבטחה סטנדרטית של מערכת אבטחה סטנדרטית, אשר פועלת רק פונקציות אבטחה סטנדרטית, אשר פועלת רק כדי שיפור מערכת אבטחה סטנדרטית של מערכת אבטחה סטנדרטית, אשר פועלת רק כדי לשפר את מערכת אבטחה סטנדרטית, אשר מופעלת, אשר מופעלת, אשר מרחיבה, אשר פועלת

עבור ארגונים הרואים את ההשקעה הבאה של תשתיות מעקב, השאלה כבר אינה האם ניתוח מבוסס FPGA יכול לספק ערך & #8212; זה המקום להתחיל. התחל עם הערכה ברורה של נקודות כאב נוכחיות: אילו מצלמות מייצרות את הנתונים ביותר? היכן הן בעיות שקיפות ביותר בעיות קריטיות ביותר?מה יכולות ניתוח הכרחיות כיום מול מה עשוי להיות נחוץ בשלוש שנים?

ארגונים שמשקיעים כעת בניתוח קצה מבוסס FPGA יהיו מחויבים להתאים את הנוף האיום המתפתח ואת הסביבה הרגולטורית, תוך השגת יתרון תחרותי יעילות תפעולית וזמן התגובה.עידן של ניתוח תוכנה בלבד נותן דרך למודל היברידי שבו האצה חומרה ממלאת תפקיד מרכזי. FPGAs הם מובילים טרנספורמציה זו, ואת הזמן להתחיל לתכנן את המעבר הזה הוא עכשיו.