Hareketli Nesne Takibi

Askeri uygulamalarda nesne tespit edildikten sonraki aşama nesnenin hareket eğiliminin olup olmadığının tespiti ve hareketli nesnenin takibidir. Nesnenin belli bir yönde hareket ettiği ve şeklini koruduğu durumlarda hareketli nesne takibi kolay bir işlemdir. Ancak askeri uygulamalarda durum genellikle böyle değildir; nesneler sabit hızda belli bir yöne hareket etmezler, şekilleri sürekli değişir ve başka nesnelerin arkasında kalarak bir süreliğine kaybolabilirler. Dolayısıyla nesnenin ivmesi ve bir sonraki yeri konusunda doğru tahminler verebilecek hesaplamaları hızlı bir şekilde yapabilmek gerekir. Ayrıca kötü hava koşulları ve dinamik arka plan gibi sorunlar da hareketli nesne takibini zorlaştırmaktadır.

Ön işleme gerektiren diğer uygulamalarda olduğu gibi hareketli nesne takibinde de temizleyici filtreler (sis giderme, kar giderme, video stabilizasyonu vb.) kullanıyoruz. Ayrıca hareketli nesne takibi uygulamalarını yine ön işleme aşamasında görüntü ve sensör birleştirme algoritmaları ile güçlendiriyoruz. Efektif takip algoritmalarında yaşanan yavaş çalışma problemini de paralel ve çok çekirdekli programlama altyapımız ile ortadan kaldırıyoruz. Paralel programlama mimarimiz ile gerçek zamanlı hareketli nesne takibi yapma yeteneğini kazanmış durumdayız.

Hava, kara ve denizde hareketli nesne takibi yapabilmek farklı yetenekler gerektirir. CPU, GPU ve FPGA hakimiyetimiz ile farklı hızlarda çalışan farklı donanım platformları üzerinde yazılım geliştirebiliyoruz. Bu yeteneğimiz bize her uygulama için kısa sürede optimum çözümler üretme ayrıcalığını kazandırıyor.

Hedef Tespiti

Askeri uygulamalara yönelik çözümlerimizden bir diğeri de hedef tespitidir. Gerektiğinde ön işleme ile gürültü, kar ve sisten arındırılan ve stabilize edilen görüntü serileri üzerinde ilgilenilen nesnenin/nesnelerin efektif şekilde tespit edilmesini ve sınıflandırılmasını sağlayacak algoritmalar ciddi anlamda görüntü işleme / video analizi uzmanlığı gerektirir. Tespit edilen nesnenin insan, araba, hayvan gibi gruplar altında sınıflandırılması da hedef tespiti açısından önemlidir.

Coğrafi, iklimsel ve fiziksel her türlü koşulda kusursuz çalışacak nesne tespiti ve sınıflandırma yazılımları geliştirmek ciddi zorluklar barındırmaktadır. Nesnelerin farklı açılardaki görünümlerinin eşleştirilmesi, başka nesnelerle ilişki halindeyken (başka bir nesnenin altında veya üstünde kalması) tespiti, nesnelerin ortamdaki gece gündüz gibi ışık değişimlerinden etkilenmesi, gölge boyları ve şekilleri, bu şekillerin nesne olarak algılanmaması bu zorluklar arasında sayılabilir. Bir görüntü içinde çoklu nesne tespiti gerçek zamanlı görüntü işleme operasyonlarında performansı en çok etkileyen işlemler arasında yer alır. Bu işlemlerin sorunsuz ve gerçek zamanlı yapılması yıllar içinde edinilmiş deneyim ve teknik bilgi birikimi gerektirir. InfoDif Nöbetçi, Capra ve i-bex ile bu yeteneklere sahip sayılı firmalardan biri olduğunu ve askeri güvenlik uygulamalarındaki başarısını ispatlamıştır.

Uzun Mesafe Hareket Algılama

Ülke güvenliğini en fazla tehdit eden durum gelecek olan saldırıların önceden bilinememesi ve dolayısıyla gerekli önlemlerin önceden alınamamasıdır. Bu nedenle uzun mesafe hareket algılama askeri uygulamalar arasında en çok ihtiyaç duyulan uygulamayken zorluk derecesi de bir o kadar yüksektir. Askeri uygulamalarda tehdit yaratabilecek hareketli unsurların (insan veya araç) uzun mesafeden tespit edilmesi uygulamanın başarılı sayılabilmesi için başta gelen kriterlerden biridir. Ancak, askeri uygulamaların yürütüldüğü coğrafi koşullar yanlış alarm olasılığını arttırmaktadır. Bu koşullar zamana yayılmış hareketin algılanmasını da güçleştirir.

3 km’ye kadar görüntü alıp işleyebilme kapasitemiz ile uzun mesafe hareket algılama uygulamalarımızda bu alandaki problemlere efektif çözümler getirmeyi hedefledik. Hareket algılama uygulamalarımız tehdit oluşturmayan, doğal veya beklenen hareketler için eğitilmiş ve yanlış alarmlar minimize edilmiştir.

Kar Giderme

Kar da görüntünün netliğini azaltan ve hareketli olmasından dolayı hareket algılama uygulamalarında yanlış alarmlara neden olan doğal etkenler arasındadır. Capra altyapısı kar giderme filtresi ile bu probleme de çözüm olmaktadır.

Sis Giderme

Sis, görüntünün netliğini azaltan dolayısıyla analizi zorlaştıran bir etkendir. Capra Görüntü İşleme Platformu’nun ön işleme modülü ile sis etkisinin görüntüden kaldırılması ve görüş mesafesinin %30-40 arttırılması mümkündür.


Video Stabilizasyonu

Video stabilizasyonu bir video görüntüsünden titreme, sarsılma gibi istenmeyen hareketleri çıkararak sadece yatay hareket (pan), dikey hareket (tilt), yakınlaştırma (zoom) gibi istenen hareketlerin olduğu yeni bir video dizisi elde etmektir. Video stabilizasyonu uygulamalarımızda da Capra Görüntü İşleme Platformu altyapısını kullanıyoruz. Görüntü işleme algoritmalarından yüksek performans elde edebilmek amacıyla video stabilizasyonunu ön işleme aşamasında gerçekleştiriyoruz.

Video stabilizasyonu endüstri ve sivil güvenlik uygulamalarında da kullanılmakla birlikte en yaygın kullanıldığı alan askeri uygulamalardır. Kameraların titreşim ve sarsılmalara açık, hareketli platformlar üzerinde görüntü aldığı askeri uygulamaların etkinliğinin arttırılması için video stabilizasyonu mutlaka gereklidir. Video stabilizasyonu görüntüdeki titreşimi ve sarsılmaları yok ederek görüntü kalitesini ve izlenilebilirliği önemli ölçüde arttırır. Görüntünün daha rahat algılanmasını ve sistemin daha hızlı ve doğru karar vermesine yardımcı olur.

Askeri uygulamalarda sabit görüntü karelerinin veya video kayıtlarının analiz edilmesi ihtiyaçları karşılamaktan uzaktır. Askeri araçlar artık görüntü alma veya video kaydı yapmanın ötesinde, gerçek zamanlı görüntü analizi yeteneğine sahip platformlarla da donatılabilmektedir. Hareketli platformlar üzerindeki kameralardan gelen görüntülerle sağlıklı analiz yapılabilmesi için öncelikle videonun stabilize edilebilmesi gerekmektedir. Askeri video stabilizasyon uygulamalarımızda da altyapı olarak Capra Görüntü İşleme Platformunu kullanmaktayız. Paralel programlama tecrübemiz sayesinde video stabilizasyonunu ön işleme aşamasında gerçekleştirerek stabilize edilmiş görüntüyü gerçek zamanlıya yakın hızda analiz etme yeteneğine sahibiz.

Görüntü ve Sensör Birleştirme

Görüntü ve sensör birleştirme çok sayıda sensörden gelen verilerin birleştirilmesi işlemidir. Özellikle makine imalat sektörü gibi sivil alanlarda da kullanım alanı bulmakla birlikte en yaygın olarak kullanıldığı alan askeri uygulamalardır. Görüntü ve sensör birleştirme uygulamalarının geliştirilmesinde firmamızın görüntü işleme konusundaki temel ürünü olan Capra Görüntü İşleme Platformu altyapısı kullanılmıştır.

Görüntü ve sensör birleştirme yeni bir teknoloji olmamakla birlikte sensör teknolojilerinde ve donanım yapılarında yaşanan ilerlemeler sayesinde yeniliklere açık bir alandır. Yurt güvenliği uygulamaları çok sayıda çevresel değişkenin etkilerinin hissedildiği coğrafya ve iklim koşullarında kullanılmaktadır. Dolayısıyla bu uygulamalarda farklı değişkenleri (ses, sıcaklık, hareket vb.) algılayacak olan sensörlerin birlikte kullanılması uygulamanın verimliliği açısından önem taşımaktadır. Sensör sayısı arttıkça sistemin başarı oranı da artar. Görüntü ve sensör birleştirme teknikleri askeri uygulamalarda, tek bir sensörden alınan verilerin analiz edilmesine kıyasla daha doğru analiz ve karar verme yetenekleri kazandırmaktadır. Ancak sayısı artan ve ileride de artması muhtemel olan farklı sensörlerle sorunsuz çalışacak bir yazılım ve özellikle genişletilebilir bir yazılım altyapısı geliştirmek zordur.

Capra paralel ve çok çekirdekli programlama yeteneği ile askeri uygulamaların gerektirdiği yüksek sensör sayıları ile çalışabilecek ilk yerli yazılım altyapısıdır.

Sensörlerden gelen verilerin doğru olduğu kadar gerçek zamanlı birleştirilmesi de önemlidir. Farklı tip sensörlerden gelen verilerin doğru ve gerçek zamanlı birleştirilmesinde karmaşık algoritmalara ve paralel işlemcilere, dolayısıyla ileri seviyede paralel programlama yeteneğine ihtiyaç duyulmaktadır. Capra, performans özellikleri bakımından da görüntü ve sensör birleştirme uygulamaları için ideal bir yazılım altyapısıdır.

Fusion uygulamalarında sensör sayısı kadar çeşitliliği de yazılım geliştirmeyi zorlaştıran etkenler arasındadır. Piyasada askeri uygulamalara farklı sensör tiplerini (kamera, LRF vb.) ve farklı firmalarca üretilen, farklı özelliklere sahip sensörleri destekleyecek yazılım bulunmamaktadır. Bu durum uygulamalarda tedarikçi bağımlılığına dolayısıyla maliyetlerin aşırı yüksek olmasına ve sistemin teknolojik gelişmeler karşısında genişletilebilir olmamasına neden olur. Mevcut uygulamalarda yeni bir sensör çeşidi veya markası kullanılmak istendiğinde yazılım üzerinde ciddi değişiklikler yapmak gerekir ve bu değişikliklerin maliyeti yeni bir yazılım geliştirmenin maliyeti ile neredeyse aynıdır. Capra farklı özelliklere sahip sensör tiplerini destekler ve donanım ve tedarikçi bağımlılığını ortadan kaldırır.

PTZ Takibi

Capra Görüntü İşleme Platformu altyapısını kullanarak askeri ve sivil güvenlik uygulamalarına yönelik olarak geliştirdiğimiz diğer bir takip uygulaması PTZ takibidir. Yatay hareket (pan), dikey hareket (tilt) ve yakınlaştırma (zoom) yeteneği bulunan PTZ kameralar ile gerçekleştirilen bu uygulamalarda kameranın farklı yönlerde hareket etme ve yakınlaştırma özelliklerinden faydalanılır. 360° yatay ve dikey hareket özelliği bulunan PTZ kameralar iyi bir takip yazılımı altyapısıyla desteklendiğinde takip gerektiren güvenlik sistemlerinin etkinliğini ciddi oranda yükseltir. Nöbetçi ile askeri uygulamalardaki yetkinliğini kanıtlayan Capra altyapısı ile askeri ve sivil güvenlik uygulamalarına uzun mesafeli PTZ takibi yeteneği kazandırmak mümkün.