El documento describe un sistema de detección de alarmas basado en análisis semántico para sistemas de videovigilancia. El sistema utiliza cámaras para detectar movimiento y enviar los datos a un centro de control. El centro de control aprende patrones de movimiento como caminos y áreas de entrada/salida y les asigna significados semánticos como calles o pasos de peatones usando una ontología. Esto permite detectar alarmas cuando los objetos violan las condiciones esperadas, como un coche detenido en una acera.
UIMP: Redes de sensores, fundamentos y aplicaciones.Gerardo DeMiguel
Las redes de sensores son un componente esencial de los sistemas de inteligencia ambiental. Permiten obtener datos del entorno que constituyen los datos de contexto necesarios para que los dispositivos de computación ubicua hagan su labor y el usuario pueda interactuar con el sistema sin ser consciente de la tecnología subyacente.
tres diferentes aplicaciones modernas que permiten mayor seguridad y serán la nueva vía del futuro para seguridad de todo tipo: NFC, lector de huellas y lector biométrico de retina
PERFORMANCE EVALUATION OF A DIRECT SAMPLING GNSS RECEIVERTELECOM I+D 2011
The proliferation of different GNSS systems (GPS L2 & L5, Galileo, etc) opens new possibilities in the design of new receivers which could take advantage of the different options available. The use of extra GNSS systems can improve end user accuracy and service availability. A very interesting option is to produce an all digital receiver which has the advantage of not increasing the hardware elements while providing the flexibility needed in order to cope with different signals. In this letter a special digital signal processing is used in order to employ a single front-end for different frequency bands: GPS L1 and Galileo E5 bands. We gauge the competence of a hardware implementation on a FPGA of such a front-end aided with a code tracking loop and show empirical results of the effects of a jammering signal on the system.
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE UN ESQUEMA DE APAGADO SELECTIVO EN ...TELECOM I+D 2011
En la actualidad, la gran mayoría de usuarios hacen uso de las tecnologías móviles de segunda generación, sin embargo los operadores y proveedores de servicio comienzan a invertir en agresivos despliegues de redes móviles de banda ancha que permitan proporcionar un acceso inalámbrico a Internet con todas las funciones. Mientras el foco principal de la investigación se ha concentrado en mejorar la capacidad de este tipo de redes, pocos avances se han registrado en relación a su eficiencia energética. El primordial objetivo de este artículo consiste en estudiar, por medio de modelos analíticos, cuáles son las posibilidades en términos de reducción de consumo energético a partir de esquemas simples de gestión de red. Considerando el peor caso que típicamente se usa para el diseño de estas redes, presentamos cuáles podrían ser los límites de un enfoque de gestión de red en el que algunas de las estaciones dando servicio a un área concreta se apaguen. Para la evaluación se utilizarán modelos de tráfico tanto teóricos como reales.
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PERFORMANCE EVALUATION OF A DIRECT SAMPLING GNSS RECEIVERTELECOM I+D 2011
The proliferation of different GNSS systems (GPS L2 & L5, Galileo, etc) opens new possibilities in the design of new receivers which could take advantage of the different options available. The use of extra GNSS systems can improve end user accuracy and service availability. A very interesting option is to produce an all digital receiver which has the advantage of not increasing the hardware elements while providing the flexibility needed in order to cope with different signals. In this letter a special digital signal processing is used in order to employ a single front-end for different frequency bands: GPS L1 and Galileo E5 bands. We gauge the competence of a hardware implementation on a FPGA of such a front-end aided with a code tracking loop and show empirical results of the effects of a jammering signal on the system.
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE UN ESQUEMA DE APAGADO SELECTIVO EN ...TELECOM I+D 2011
En la actualidad, la gran mayoría de usuarios hacen uso de las tecnologías móviles de segunda generación, sin embargo los operadores y proveedores de servicio comienzan a invertir en agresivos despliegues de redes móviles de banda ancha que permitan proporcionar un acceso inalámbrico a Internet con todas las funciones. Mientras el foco principal de la investigación se ha concentrado en mejorar la capacidad de este tipo de redes, pocos avances se han registrado en relación a su eficiencia energética. El primordial objetivo de este artículo consiste en estudiar, por medio de modelos analíticos, cuáles son las posibilidades en términos de reducción de consumo energético a partir de esquemas simples de gestión de red. Considerando el peor caso que típicamente se usa para el diseño de estas redes, presentamos cuáles podrían ser los límites de un enfoque de gestión de red en el que algunas de las estaciones dando servicio a un área concreta se apaguen. Para la evaluación se utilizarán modelos de tráfico tanto teóricos como reales.
CAPACIDAD Y GRADO DE SERVICIO EN DESPLIEGUES MASIVOS DE FEMTOCELDAS 3GTELECOM I+D 2011
Femtocells are low-power low-cost small cellular base stations that increase indoor coverage for current voice and high-speed data services as well as provide a basis for next-generation convergent services. Beside that, femtocells offer a seamless transition to the fixed environment. They are an alternative way to take advantage of the benefits of Fixed Mobile Convergence, offering an ubiquitous user experience across all environments, and making use of existing personalized wireless devices, without requiring new dual-mode handsets which work with 3G base stations and Wi-Fi access points. In this paper 3G-femtocell auto-deployments performance in residential scenarios have been studied in terms of capacity and grade of service, analyzing the requirements for a successful deployment of femtocells as a fixed mobile convergent solution.
A HYBRID DTN/MANET COMMUNICATION MODEL FOR ENERGY CRITICAL INFRASTRUCTURE PRO...TELECOM I+D 2011
This paper summarizes the work carried out within DMRS Project, which defines an advanced communications model capable of improving the security and resilience for critical infrastructures, especially against man-made attacks (terrorism) or natural disasters. This model is based on a hybrid network architecture, which combines the advantages of different wireless technologies, such as Delay/Disruptive Tolerant Networking, Mobile Ad-hoc Networks, and Wireless Sensor Networks. The project has been partially funded by the Directorate-General for Home Affairs of the EU, addressing 18 months of research, starting in October 2009 and involving 3 partners: Universidad Politécnica de Madrid (UPM), REPSOL and INDRA (acting as coordinator).
ANÁLISIS DE VIABILIDAD Y RENDIMIENTO DE UN SISTEMA LTE COGNITIVOTELECOM I+D 2011
La Radio Cognitiva (CR) emerge como una posible solución al problema del uso ineficiente de espectro ocasionado por una política de asignación fija de frecuencias. De entre los mecanismos facilitados por CR destaca el acceso dinámico al espectro donde se pretende hacer un uso oportunista de ciertas bandas licenciadas a otros servicios siempre y cuando éstas estén disponibles. Dicha operación requiere de una consciencia espectral para no provocar interferencias con los sistemas licenciados en dichas bandas. En este escenario, cobra especial relevancia el estudio de sistemas de comunicaciones móviles capaces de mejorar su rendimiento mediante el acceso cognitivo a bandas adicionales a las ya asignadas. En el contexto del proyecto CORAGE (COgnitive RAdio GEneration), este trabajo aborda la viabilidad y el rendimiento de un sistema basado en el estándar LTE (Long Term Evolution) capaz de operar de forma cognitiva en las bandas correspondientes al dividendo digital y al sistema TETRA (TErrestrial Trunked RAdio). Para ello, un estudio basado en simulación ha sido llevado a cabo con el objetivo de evaluar las prestaciones de dicho sistema cognitivo. Para dicha evaluación, se ha considerado un servicio de transmisión de video a distintos niveles de calidad, dado su alto requerimiento en cuanto a recursos, bajo la premisa de alta carga o congestión. Los resultados obtenidos sobre un despliegue real de LTE en la Comunidad de Murcia demuestran que el sistema cognitivo es capaz de sacar un mayor rendimiento al ancho de banda disponible. Este mayor rendimiento del sistema CORAGE se traduce no sólo en una mayor tasa transmitida, sino también en unas mejores prestaciones extremo a extremo del servicio de transmisión de vídeo.
"ALL YOUR DATA ARE BELONG TO US" OR HOW THE INTERNET GIANTS MAY HAVE A CARD U...TELECOM I+D 2011
While many people are concerned about the amount of data Internet giants like Google or Facebook have acquired over the years, it is still not clear how much of that data are they using or what they are using it for. Also, it seems to be a common belief that companies of the digital age are only present in the digital world, and that only traditional companies may operate on both sides. This paper will discuss the kinds of data Internet giants have access to, and will present some examples on how to use that data for profit, showing how Internet-based companies may jump into traditional business markets, just like traditional companies have moved part of their business to the on-line world.
SATURNO: UN NUEVO CONCEPTO DE DISTRIBUCIÓN DE CONTENIDOS AVANZADOS EN EL HOGARTELECOM I+D 2011
Durante los últimos años, la demanda de redes de distribución de alta capacidad en el hogar ha incrementado de manera significativa. La migración de contenidos a formatos HD, 3D y televisión híbrida, así como la disposición en el mercado de múltiples dispositivos de recepción son algunos de los factores que explican esta necesidad. Asimismo, la mejora de la capacidad de transmisión de las principales redes de acceso demanda una solución en el campo de distribución en el hogar. Este aspecto es clave para la distribución de contenidos vía satélite, ya que conforma hoy por hoy, la mayor oferta de servicios avanzados del mundo. Las redes de distribución actuales proporcionan soluciones punto-multipunto de bajo coste tales como SMATV ("Satellite Master Antenna Television"), utilizando múltiples señales satélite para conformar una única señal en frecuencia intermedia. Sin embargo, ¿Pueden las redes SMATV soportar la demanda actual? En este contexto, el artículo presenta una solución innovadora que permite el acceso de servicios satelitales a diferentes dispositivos tales como tablets, smart-phones, servidores multimedia o displays, sin la necesidad de instalar nueva infraestructura en el hogar. Con este objetivo, se diseña un nuevo prototipo de cabecera/set-top-box compatible con DLNA (Digital Living Network Alliance) y distribución IP en redes de Gigaconectividad. Las prestaciones de la solución son elevadas, obteniéndose velocidades en el rango de 200 Mbps a 1Gbps, cumpliéndose la demanda de ancho de banda de los contenidos. El sistema de distribución es compatible con las tecnologías de acceso desplegadas en el hogar: PLC, WIFI, fibra óptica y coaxial entre otras. Además, se presentan soluciones escalables en función al escenario considerado: instalaciones individuales, colectivas y especiales (hoteles, cruceros, hospitales, etc.). El trabajo presentado en el artículo recoge los resultados más importantes del proyecto SATURNO "SATellite Universal Redistribution NetwOrk", aprobado dentro del Plan Avanza I+D Competitividad 2010.
DVB-NGH, LA NUEVA GENERACIÓN DE TV DIGITAL MÓVILTELECOM I+D 2011
En este artículo se detallan las principales soluciones técnicas del futuro estándar de TV digital móvil DVB-NGH (Digital Video Broadcast - Next Generation Hanheld). DVB-NGH es la evolución móvil del estándar de TDT de segunda generación DVB-T2 (Digital Video Broadcasting - 2nd Generation Terrestrial). El proceso de estandarización de DVB-NGH empezó a principios del año 2010, y su finalización está prevista para finales de 2011. Algunas de las principales características de DVB-NGH son: la utilización de codificación de video escalable SVC (Scalable Video Coding), MIMO (Multiple Input Multiple Output), TFS (Time Frequency Slicing), la inclusión de una componente satelital para posibilitar un despliegue híbrido terrestre-satelital, y la definición de un perfil específicamente diseñado para IP (Internet Protocol) utilizando RoHC (Robust Header Compression). Todas estas soluciones tecnológicas, conjuntamente con las altas prestaciones de DVB-T2, hacen que DVB-NGH sea realmente una tecnología de nueva generación de TV móvil con unas prestaciones nunca vistas por un sistema de radiodifusión multimedia móvil.
Tras el éxito del 3D en el cine y las primeras experiencias de televisión en 3D, aparecen nuevos retos y paradigmas que se deben resolver para su implantación definitiva. En este marco, el proyecto europeo JEDI surgió con el objetivo de estudiar la evolución prevista para la 3DTV y analizar las diferentes alternativas tecnológicas con el objetivo final de desarrollar un sistema "end-to-end" de TV 3D estereoscópica. En este artículo se describen algunos de los resultados obtenidos en el proyecto JEDI, tomando como punto de partida el análisis de las técnicas de codificación avanzadas (SVC y MVC) que darán un valor añadido a la 3D actual, permitiendo tanto la mejora de la calidad de imagen como la transmisión simultánea de distintos servicios (SD, HD y 3D) sobre una misma trama. El objetivo es analizar estas técnicas desde un punto de vista técnico y comercial con el fin de identificar las ventajas e inconvenientes que presentan respecto a la situación actual. Se presenta también un caso práctico en el que se analizan las posibilidades de la codificación SVC y MVC en una plataforma Direct-To-Home (DTH) vía satélite.
MAPEO DE CALIDAD DE SERVICIO ENTRE REDES DIFFSERV Y WIMAXTELECOM I+D 2011
Aun cuando las comunicaciones extremo a extremo tienen lugar utilizando el protocolo IP, en un escenario heterogéneo pueden existir diferentes mecanismos y políticas de calidad de servicio para los distintos dominios involucrados en la comunicación. En el escenario planteado en este trabajo el tráfico de una red TCP/IP va a atravesar un segmento WiMAX para unir dominios cableados. En estos dominios fuera de WiMAX la arquitectura DiffServ se puede identificar como la más adecuada para la provisión de calidad de servicio, principalmente por su simplicidad y su escalabilidad. El segmento WiMAX, ofrece de forma nativa diferenciación de tráfico con sus propios mecanismos. Cuando el tráfico procedente de los dominios externos entra en el segmento WiMAX, se produce un conflicto al no existir una correspondencia uno a uno entre las clases de tráfico DiffServ y las que ofrece WiMAX. En este artículo se va a hacer una revisión de los mecanismos que utilizan DiffServ y WiMAX para aplicar calidad de servicio para posteriormente proponer una solución que permita el envío de tráfico DiffServ sobre redes WiMAX, de manera que la calidad de servicio sea la requerida por el usuario final.
4. Introducción
• Aumento progresivo de la presencia de
sistemas de videovigilancia
– Presentes en entornos donde la seguridad es
crítica: bancos, instalaciones militares, etc.
– Bajada del precio del hardware
– Sin embargo el aumento de la presencia de
cámaras no se ve acompañado por operadores
que las controlen
– Se abandona la función preventiva
– Muchos son desatendidos y con fin de obtención
de pruebas o simplemente disuasorios
5. Introducción
• Una solución es la utilización de inteligencia
artificial para el análisis de las señales de
videovigilancia
• Se abre la puerta al despliegue de sistemas de
videovigilancia de areas amplias
• Algunos proyectos en marcha
– Chicago OEMC
– Londres Surveillance System
6. Introducción
• Inteligencia artificial aplicada al análisis de
imágenes de videovigilancia:
– Detección de movimiento
– Identificación de objetos
– Identificación de comportamientos
– Identificación de personas
– Combinación de datos de diferentes cámaras
8. Proyecto HuSIMS
• HuSIMS = Human SItuation Monitoring
System
• Proyecto Celtic/Eureka, financiado en España
por el Ministerio de Industria, Turismo y
Comercio dentro del plan Avanza
• Objetivo: diseñar una red de videovigilancia…
– automatizada
– altamente flexible
– de dimensiones metropolitanas
– que pretende detectar alarmas y situaciones
anómalas y/o potencialmente peligrosas de muy
diversa índole, incluyendo incendios, variedad
de accidentes de tráfico, actos vandálicos, etc.
9. Proyecto HuSIMS
• Puntos clave del sistema HuSIMS:
– Maximizar el número de sensores desplegados
• Minimizar el procesado y la inteligencia en la red de
cámaras
• Minimizar la cantidad de datos a transmitir por la red
– …por lo tanto:
• La detección de alarmas se basa en los parámetros del
movimiento
– Distribución de alarmas en tiempo real
– Utilizar soluciones de conectividad altamente
flexibles
10. Proyecto HuSIMS
Segmento 1: Red de Sensores
‐ Red wireless tipo malla
‐ Tolerante a fallos
‐ Dimensión metropolitana
‐ Despliegue áltamente flexible
‐ Detección de movimiento
Segmento 2: Centro de control
Segmento 3: Red de Distribución de
Alarmas ‐ Recogida e integración de datos
‐ Interfaz para operadores
‐ Soporte a especialistas humanos
‐ Detección de alarmas
‐ En tiempo real y en movilidad
‐ Procesado por tres motores de
‐ Con video en streaming bajo
demanda inferencia diferentes y
complementarios
12. Detección de Alarmas
• Con el fin de minimizar el procesado en los
sensores/cámaras, al centro de control sólo se
envían los parámetros de movimiento de los
objetos detectados
– Las cámaras procesan las imágenes y extraen los
parámetros del movimiento
– El centro de control aplica sobre esos datos los
algoritmos de detección de alarmas
• Tres motores de procesado en paralelo:
– Semántico
– Estadístico
– Fusión de datos
13. Detección de Alarmas
• Detección de alarmas basada en análisis
semántico:
– Se basa en la utilización de los parámetros de
movimiento de los objetos (lugares, velocidades,
tamaño, etc.) para construir un modelo de
“caminos, fuentes y sumideros” del escenario
vigilado:
• Caminos son las zonas de la imagen por las que
habitualmente transitan objetos
• Fuentes y sumideros son las zonas de la imagen por las
que habitualmente aparecen/desaparecen objetos
14. Detección de Alarmas
Raw
Pixel
Data Identificación
Cámara de Objetos
móviles
SENSOR XML/Objetos
Aprendizaje Operación
XML Ontología
Objetos
Preprocesad Enriquecido Razonador
o JENA Semántico
Identificación Framework
de Caminos Semántico Caracterización
Modelo de Semántica de escena
Caminos
CENTRO DE CONTROL
15. Detección de Alarmas
• Identificación de caminos:
– Se estudian las trayectorias de los objetos móviles.
Aquellas que aparecen de forma recurrente se
consideran caminos
• Identificación de fuentes/sumideros
– Se almacenan los puntos en los que aparecen y
desaparecen los objetos. El conjunto de puntos
obtenido se procesa con un algoritmo de clustering.
Las áreas de la escena contenidas en cada cluster son
las fuentes/sumideros
• Los caminos en condiciones normales unen
fuentes y sumideros
17. Detección de Alarmas
• Interpretación semántica:
– La ontología es un modelo de conocimiento específico
de un dominio dado (tráfico, control de personas,
etc.)
• Se especifican clases de objetos y las relaciones entre ellos.
Ej.: Se define la clase “persona” y las relaciones “es padre de”,
“es hijo de”, “es hermano de” y “es tío de”. El individuo “Juan” de
la clase persona puede estar relacionado con el individuo “Pedro”
de la misma clase a través de la relación “es hijo de”.
• Se puede razonar sobre la ontología para extraer
información implícita
Si “Juan” es hijo de “Pedro”, y “Pedro” es hermano de “Javier”,
un razonador semántico puede determinar que “Javier” es tío de
“Juan” y “Pedro” es padre de “Juan”.
19. Detección de Alarmas
• Interpretación semántica:
• Dependiendo de las características de los objetos, y de
acuerdo a cómo define la ontología de cada dominio, a los
caminos, fuentes/sumideros y objetos se les va asignando
un significado (semántica).
• Por ejemplo, en el dominio del tráfico:
Dependiendo de su velocidad y tamaño medios, un objeto será un
coche o un peatón
Dependiendo de la velocidad media de los objetos que circulan
por un camino, el camino será una calzada o una acera
Una zona de intersección entre calzada y acera será un paso de
peatones
Una fuente y sumidero puede ser el extremo de la imagen, la
puerta de un garaje, o un semáforo (los coches parados dejan de
considerarse objetos en movimiento)
20. Detección de Alarmas
• Detección semántica de
alarmas:
– La ontología especifica
igualmente las
condiciones de las
alarmas:
• Un objeto se identifica
por tamaño y velocidad
media como un coche.
• Está parado en una acera
‐> salida de vía
22. Conclusiones
• El sistema de videovigilancia presenta varias
ventajas que permiten un despligue a gran
escala en un área metropolitana:
– Coste contenido de los sensores (baja capacidad
de procesado)
– Red de tipo malla
– Detección y distribución automatizada de alarmas
23. Conclusiones
• El sistema de detección de alarmas basado en
semántica presenta ventajas:
– Modelo de conocimiento detallado del dominio:
las alarmas se disparan a través de conceptos con
significado, existe gran cantidad de información
sobre las mismas
– Información de alto nivel, entendible por
especialistas humanos, que permite bajar el
tiempo de respuesta
– Permite la implementación de lógica semántica
para automatizar respuestas a alarmas
24. Conclusiones
• …Pero también desventajas:
– El modelo de conocimiento tiene que estar
implementado por un humano
– La eficiencia del sistema depende de la calidad del
modelo
– La capacidad de respuesta del sistema se limita a los
dominios modelados
• Si la ontología modela el dominio de los accidentes de
tráfico, el sistema no puede detectar actos de vandalismo
• La combinación de este motor de detección con
otros complementarios permite sobreponerse a
estas desventajas