Τα σύγχρονα SoC των καμερών φέρνουν την επανάσταση στην βιντεοεπιτήρηση

Ένα σύστημα σε ένα τσιπ (SoC), είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που συνδυάζει πολλαπλά στοιχεία/υποσυστήματα, που συνήθως συναντάμε σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Όλα αυτά τα υποσυστήματα έρχονται σε ένα ενιαίο chip, που ονομάζουμε SoC.

Ένα σύστημα σε ένα τσιπ (SoC), είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που συνδυάζει πολλαπλά στοιχεία/υποσυστήματα, που συνήθως συναντάμε σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Όλα αυτά τα υποσυστήματα έρχονται σε ένα ενιαίο chip, που ονομάζουμε SoC.

Η αγορά των SoC αναμένεται να αυξηθεί ακόμα περισσότερο αγγίζοντας τα 207 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2023, σύμφωνα με μια έκθεση που δημοσιεύθηκε το προηγούμενο έτος. Η τεχνολογία “System on a Chip” βρίσκεται σε όλες τις βιομηχανίες και σε όλα τις συσκευές που χρησιμοποιούμε στην καθημερινότητα μας. Ένα SoC μπορεί να περιλαμβάνει τα πάντα. Με άλλα λόγια έρχεται με πολλαπλά τμήματα επεξεργασίας, όπως μία CPU και μία GPU, μία μνήμη, ένα 4G/5G μόντεμ, ένα WiFi ή bluetooth και άλλα βασικά εξαρτήματα κατασκευάζονται σε ένα ενιαίο τσιπ που στη συνέχεια τοποθετείται στην πλακέτα ενός κυκλώματος. Περιττό να πούμε ότι οι σύγχρονες κάμερες παρακολούθησης βίντεο περιλαμβάνουν εξελιγμένα SoC, τα οποία κάνουν τις κάμερες πιο «έξυπνες». Ας δούμε πως επιτυγχάνεται αυτό.

Ανάμεσα στα διάφορα εξαρτήματα μιας κάμερας, το SoC είναι αυτό που ξεχωρίζει και διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη βιντεοεπιτήρηση. Όσον αφορά τη συνολική απόδοση της κάμερας, τα στοιχεία της κάμερας που καθορίζουν την ποιότητα της εικόνας είναι ο φακός, ο αισθητήρας και το chip. Η επεξεργασία εικόνας του chip/SoC είναι σημαντική τόσο για την συνολική ποιότητα της εικόνας όσο και για την ικανότητα συμπίεσης βίντεο και το bitrate, που απαιτούνται για το streaming και την αποθήκευση βίντεο.

Το SoC επηρεάζει επίσης και την ικανότητα ανάλυσης των καμερών, κάτι που γίνεται περισσότερο αντιληπτό στις μέρες μας όπου στην αγορά βλέπουμε ολοένα και περισσότερες κάμερες με ενσωματωμένους αλγόριθμους AI. Το chip δεν είναι υπεύθυνο μόνο για την απόδοση της κάμερας, αλλά στην πραγματικότητα επιτρέπει σε προηγμένες δυνατότητες, όπως η βαθιά εκμάθηση, να γίνουν πραγματικότητα. Για παράδειγμα, στο παρελθόν χρησιμοποιούσαμε την τεχνολογία ανίχνευσης κίνησης για να ειδοποιήσουμε τους χειριστές ότι κάτι ή κάποιος βρίσκεται σε μία απαγορευμένη περιοχή. Με ένα system on a chip επόμενης γενιάς, τα αναλυτικά στοιχεία μπορούν να εφαρμοστούν σε μια σκηνή για να μας υποδείξουν ακριβώς ποιο αντικείμενο έχει ενεργοποιήσει μια ειδοποίηση, είτε πρόκειται για ζώο, άτομο ή για κάποιο όχημα. Το αποτέλεσμα είναι γνωστό, οι χειριστές και οι ομάδες ασφαλείας μπορούν να λάβουν αποφάσεις σχετικά με το αν θα αγνοήσουν ή θα διερευνήσουν περαιτέρω, το αντικείμενο ή το άτομο που ανιχνεύθηκε σε μία σκηνή.

Για την υποστήριξη πολύπλοκων αλγορίθμων βασισμένων σε βαθιά μάθηση, το SoC θα πρέπει να συνεργάζεται με έναν επιταχυντή AI. Ένας επιταχυντής τεχνητής νοημοσύνης (AI accelerator) είναι μια παράλληλη μηχανή υπολογισμού υψηλής απόδοσης που έχει σχεδιαστεί ειδικά για την αποτελεσματική επεξεργασία του φόρτου εργασίας της τεχνητής νοημοσύνης.
Το SoC της κάμερας πρέπει να ενσωματώσει έναν επεξεργαστή AI για να παρέχει αναλυτικά στοιχεία βασισμένα σε βαθιά μάθηση. Πολλοί κατασκευαστές  παρέχουν αυτή τη δυνατότητα μαζί με άλλα χαρακτηριστικά όπως υψηλή απόδοση, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, κ.λπ.

Τι κάνουν οι κατασκευαστές
Οι κατασκευαστές και γενικότερα οι εταιρίες που προμηθεύουν κάμερες ασφαλείας λαμβάνουν τα SoC τους κυρίως με δύο τρόπους. Είτε τα αγοράζουν από άλλους μεγάλους προμηθευτές που ειδικεύονται σε αυτό είτε χρησιμοποιούν τα δικά τους chipsets. Κάθε μέθοδος έχει τα πλεονεκτήματά της.
Η ανάπτυξη SoC, μπορεί να είναι μία αρκετά δαπανηρή διαδικασία, ειδικά σήμερα που συναντάμε chip των 5nm. Τα νεότερα σχέδια (5 nm), όπως και άλλες διαδικασίες παραγωγής πριν από αυτά, υπόσχονται καλύτερη απόδοση ισχύος, όμως το κόστος σήμερα έχει αυξηθεί και όλο και λιγότερες εταιρείες μπορούν να δικαιολογήσουν την ανάπτυξη του δικού τους SoC. Επιπλέον, οι περισσότεροι κατασκευαστές καμερών διαθέτουν ένα ευρύ φάσμα προϊόντων που καλύπτει διαφορετικές ανάγκες. Κάθε Chip και κάθε κάμερα, ανάλογα με τη χρήση, αποδίδει διαφορετικά και οι απαιτήσεις σήμερα είναι τόσες πολλές όπου ένα SoC είναι αδύνατο ανταποκριθεί σε αυτές. Ακόμα και οι πιο γνωστοί κατασκευαστές, διαθέτουν πολλές σειρές προϊόντων (chip) με διαφορετικά χαρακτηριστικά και δυνατότητες, για να ανταποκριθούν στις σύγχρονες απαιτήσεις των καμερών. Βέβαια, ορισμένοι κατασκευαστές καμερών χρησιμοποιούν τα δικά τους SoC, έτσι ώστε να ανταποκρίνονται στις ολοένα αυξανόμενες ανάγκες των πελατών τους.

Πως γίνεται η αξιολόγηση στο κλάδο της ασφάλειας
Αν χρειαζόταν να αξιολογήσουμε ένα SoC, τότε θα έπρεπε να λάβουμε υπόψη μας μία σειρά παραγόντων όπως την επεξεργασία εικόνας, την προηγμένη μείωση θορύβου, αλλά και την ικανότητα της συσκευής να ανταποκρίνεται σε δύσκολες συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Σύμφωνα με τους ειδικούς, παρακάτω είναι τα πράγματα που πρέπει να προσέξει ο χρήστης κατά την αξιολόγηση ενός SoC:

• Επεξεργασία υψηλού δυναμικού εύρους για καταγραφή λεπτομερειών εικόνας σε σκηνές που παρουσιάζουν υψηλές αντιθέσεις φωτισμού.
• Εξαιρετικά αποδοτική συμπίεση βίντεο, με την ταυτόχρονη χρήση και των δύο προτύπων H.264, H.265, κ.λπ.
• Λειτουργία Dewarping στις εικόνες που επιτρέπει στις fisheye κάμερες να αποδίδουν ευρυγώνια πλάνα, χωρίς παραμορφώσεις.
• Υψηλή ανάλυση και συμπίεση για την παροχή περισσότερων λεπτομερειών σε μεγαλύτερες αποστάσεις.
• Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
• Δυνατότητα ταυτόχρονης δημιουργίας πολλαπλών stream βίντεο με διαφορετικές αναλύσεις και bitrates.
• Δυνατότητα σύνδεσης με πολλούς αισθητήρες εικόνας και απόδοση εικόνας 360°.
• Υποστήριξη τεχνητής νοημοσύνης με προηγμένα αναλυτικά στοιχεία.
• Ταυτόχρονη εκτέλεση πολλαπλών λειτουργιών τεχνητής νοημοσύνης.