Analítica de áudio: Melhorar as câmaras IP com ouvidos inteligentes

Ao perceber ameaças, o nosso cérebro depende de todas as nossas faculdades para avaliar o perigo. Foi um escape de carro ou um disparo de arma de fogo? Foi uma janela a partir-se ou alguém que simplesmente deixou cair um vidro? Foi uma voz a gritar de raiva ou a gritar de alegria? Acrescentar um contexto visual pode tornar mais fácil discernir a diferença. Mas, muitas vezes, temos apenas um instante para fazer essas avaliações.

No mundo da segurança física, as câmaras de vigilância aumentam essa percepção utilizando analíticas incorporadas para imitar o processo humano de analisar inteligentemente os dados sensoriais e concluir se existe uma real ameaça.

A maioria de nós está familiarizada com a analítica de vídeo. Estas aplicações operam no domínio visual – capturando, analisando e apresentando a consciência situacional das coisas vistas. Permitem às câmaras medir o tamanho de uma multidão, alertar-nos para alguém que vagueia ou detectar intrusos que atravessam áreas restritas.

Por outro lado, a analítica de áudio opera no domínio acústico, detectando e identificando sons diferentes mesmo quando a câmara aponta na direcção oposta. Estas aplicações podem alertar o pessoal de segurança para sons específicos como agressão verbal, um vidro a ser estilhaçado ou mesmo uma arma a ser disparada.

Compreender os princípios básicos da analítica de áudio

O software de detecção de som ouve uma combinação complexa de características desde o nível de decibel até à energia em diferentes frequências ao longo do tempo. Programadas para ignorar ruídos de fundo como tráfego, conversas, música, etc., estas aplicações desencadeiam um alerta quando ouvem um padrão acústico muito específico. Isto ajuda a minimizar o risco de falsos positivos (ou falsos negativos) mesmo em ambientes desafiantes, como plataformas de comboios e blocos de celas de prisões.

Ao contrário da funcionalidade separada de streaming de áudio de uma câmara de vídeo, a análitica de áudio não grava som continuamente. O programa funciona apenas em modo buffer, gravando alguns segundos antes e depois da detecção para permitir à segurança verificar o som e preservá-lo para provas forenses.

Incorporar a analítica de áudio em dispositivos como  network cameras, network door stations, network speakers e network audio bridges apresenta várias vantagens.

• O processamento de áudio tem lugar dentro do dispositivo, eliminando a necessidade de um servidor central.

• O streaming de vídeo só ocorre quando desencadeado por um evento áudio, reduzindo o consumo de largura de banda e as necessidades de armazenamento.

• Melhora a vigilância em tempo real, porque o alerta dirige imediatamente a atenção da segurança para o potencial incidente.

O aumento dos sistemas de videovigilância com analítica de áudio não só proporciona uma camada extra de protecção às instalações, como os alertas imediatos permitem que a segurança seja mais proactiva na identificação e resposta a ameaças.

Tomar uma boa decisão: O que se ouve informa sobre o que se faz

Dadas as modernas técnicas de machine learning, o número potencial de sons catalogados numa biblioteca analítica poderia ser quase infinito, limitado apenas pela capacidade de processamento no interior da câmara. Num contexto de segurança, alguns padrões de som mais comuns que os analistas ouvem incluem agressões, alarmes de carros, tiros e vidros partidos.

• A detecção de agressão identifica a agressão verbal antes que esta degenere em agressão. O software analítico ouve padrões sonoros associados a coação, raiva ou medo.  Curiosamente, a Associação Psicológica Americana descobriu que 90 por cento de todos os incidentes agressivos são precedidos pela raiva. Quando a tecnologia de detecção de agressão reconhece qualquer uma destes padrões sonoros únicas, o sistema dispara automaticamente um alarme e/ou transmite imagens de vídeo em tempo real para uma sala de controlo ou dispositivo móvel. Com um aviso prévio, o pessoal pode intervir rapidamente e gerir o incidente antes que as hostilidades se tornem físicas. Incorporando a aplicação nas câmaras, o pessoal de segurança pode assistir ao desenrolar dos eventos e fornecer uma consciência situacional adicional para os responsáveis a caminho do local.
• A detecção de alarme automóvel ouve o padrão de som específico produzido pelos sistemas de alarme automóvel mais comuns no mercado. A análise pode detectar o padrão de som num raio considerável à volta da câmara, tornando a aplicação particularmente útil em parques de estacionamento. Ao enviar alertas em tempo real com informações de localização, a análise ajuda o pessoal de segurança a reagir mais rapidamente a incidentes e a prevenir roubo ou vandalismo.
• A detecção de tiros reconhece o som de disparos de uma variedade de armas de fogo: pistolas, espingardas e armas automáticas. Assim que o software detecta uma arma a ser descarregada, desencadeia um alerta imediato ao pessoal de segurança que pode reproduzir instantaneamente o som para verificação e utilizar as câmaras de vídeo para avaliar melhor a ameaça de modo a que possam responder ao evento de forma rápida e segura.
• A detecção de vidro partido reconhece o som de vidro partido quer o painel seja laminado, placa simples ou dupla, temperado ou com fio. Uma vez detectado, o software envia um alerta à segurança para investigar a quebra. O facto de a análise residir dentro da câmara poupa as despesas de instalação de sensores de movimento em cada janela.

Aumentar as soluções de videovigilância com estas e outras analíticas de áudio personalizadas eleva a consciência situacional a um nível completamente novo. Equipar os sistemas com analítica inteligente sobre o que está a ser ouvido e visto ajuda a segurança a determinar rapidamente a natureza de uma ameaça e a agir adequadamente.

Mas só para esclarecer, quando se trata de “ouvir”, a analitica de áudio apenas detecta e identifica certos padrões acústicos de som, e não de discurso real. Esta é uma distinção importante porque na maioria dos estados existem regulamentos rigorosos para dispositivos de gravação.

Do desenho ao mundo real: duas histórias de utilizadores

Uma coisa é falar da tecnologia em abstracto, mas como ela funciona no mundo real demonstra o seu potencial real. Portanto, vejamos (ou devo dizer ouvir) como três entidades diferentes estão a integrar a análise de áudio nas suas soluções de videovigilância

Departamento de Polícia de Billerica: Criação de blocos de celas mais seguros

Na cidade de Massachusetts de Billerica, a analítica de áudio desempenha um grande papel na manutenção da segurança prisional. O Departamento de Polícia instalou câmaras de vídeo Axis no tecto de cada bloco de celas e incorporou a análise de Detecção Sonora  Inteligente de Agressão nas câmaras para ouvir ondas sonoras hostis, tais como a gritaria de uma pessoa.

Quando a analítica detecta este padrão acústico, envia um alerta para a Axis Camera Station nas instalações da polícia, bem como para o telemóvel do chefe de serviço. A notificação mostra o número do bloco de celas onde a perturbação está a ocorrer, bem como transmite o vídeo da câmara para verificação visual do tumulto.

Quando questionado sobre o valor da tecnologia, o Tenente Greg Katz, Director de Acreditação e Tecnologia do Departamento de Polícia Billerica comentou: “O bom da analítica de som é que permite aos agentes serem proactivos. Quanto mais cedo souberem que algo se passa, mais rapidamente poderão responder antes que qualquer dano possa acontecer”.

O tenente Katz observou também que ser uma tecnologia baseada em IP significa que a analítica de áudio pode integrar-se facilmente com outras tecnologias de segurança baseadas em rede. O próximo passo do Departamento de Polícia é instalar um altifalante de rede Axis no centro da estação para reportar qualquer agitação. Por exemplo, se  detectar agressão, pode desencadear um alerta verbal, tal como “Perturbação no bloco de celas dois”. Enviar agente imediatamente”.

Escolas Rock Hill: Impedir que as disputas se tornem físicas

As Rock Hill Schools decidiram instalar a Detecção Sonora  Inteligente de Agressão na Rock Hill High School para ajudar os oficiais de recursos e o pessoal a refrear as lutas estudantis. Um integrador incorporou a aplicação nas câmaras de vídeo Axis existentes na escola para ouvir vozes agressivas e desencadear alertas aos administradores.

“O que se passa com os alunos do liceu é que eles podem estar a brincar num minuto e no minuto seguinte um miúdo empurra outro com demasiada força e passa a uma agressão física”, explicou Kevin Wren, Director de Gestão de Emergências de Segurança de Risco de  Rock Hill.

No passado, os administradores dependiam de alguém premir um botão para pedir ajuda. Isso poderia atrasar o tempo de resposta em dois minutos. “Agora a analítica de áudio notifica automaticamente o administrador que envia imediatamente um oficial de segurança”, disse Wren. “Isto faz baixar o nosso tempo de resposta para segundos em vez de minutos”.

Como os microfones são mapeados para as câmaras, quando o administrador recebe um alerta e o clip de áudio, a transmissão de vídeo ao vivo também aparece para determinar se o alerta é real.

Embora ainda seja cedo, Wren está optimista. “Temos 2.300 crianças apenas nesta escola secundária. Se conseguirmos reduzir o número de lutas em 10% ou mais, será uma grande vitória para nós”.

Porquê juntar ouvidos inteligentes com olhos inteligentes?

Na sua infância, as câmaras de vigilância eram apenas dispositivos de gravação. Como o poder de processamento incorporado aumentou ao longo dos anos, ganharam a capacidade de serem muito mais inteligentes. Hoje em dia, a análise de vídeo fornece câmaras com olhos inteligentes para ajudar o pessoal de segurança a interpretar o que a câmara vê. Quando dotamos as câmaras de analítica de áudio, temos agora ouvidos inteligentes para ouvir e discernir a importância do que mais nos pode estar a faltar.

Para saber mais sobre a integração da analítica de áudio em soluções de videovigilância, ver “Listen Up”, James Marcella, Security Industry Association Magazine, Abril de 2018.

Embora ainda seja cedo, Wren está optimista. “Temos 2.300 crianças apenas nesta escola secundária. Se conseguirmos reduzir o número de lutas em 10% ou mais, será uma grande vitória para nós”.

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