Trí tuệ hình ảnh kết hợp với an ninh: Thiết kế khóa thông minh thế hệ mới

Khi các hộ gia đình và doanh nghiệp ngày càng ưu tiên vấn đề an ninh, khóa thông minh đã trở thành một thành phần cốt lõi của hệ thống kiểm soát truy cập hiện đại. Các thiết bị này không chỉ vượt xa hệ thống mở cửa không cần chìa khóa truyền thống mà còn tích hợp kết nối không dây, điều khiển qua ứng dụng di động và xác thực sinh trắc học để mang lại trải nghiệm người dùng liền mạch và an toàn. Trong khi nhiều hệ thống hiện tại vẫn phụ thuộc vào camera chuông cửa riêng biệt để xác minh hình ảnh, thế hệ mới của khóa thông minh tích hợp camera đang định hình lại phân khúc này – kết hợp camera và khóa thành một thiết bị thông minh duy nhất.

Các giải pháp tích hợp này không chỉ mang lại sự tiện lợi. Chúng cho phép giám sát từ xa, truy cập nhật ký thời gian thực và cảnh báo can thiệp, giúp người dùng quản lý an ninh tài sản từ bất kỳ đâu trên thế giới. Dù là nâng cao tính tiện lợi hay bảo vệ quyền riêng tư thông qua xử lý hình ảnh tại biên, khóa thông minh video đại diện cho một bước tiến vượt bậc về cả tính năng và sự an tâm.

Các yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn cảm biến hình ảnh cho khóa thông minh video

Khóa thông minh dựa trên video phụ thuộc vào chất lượng hình ảnh cao, vì độ chính xác của các hành động tiếp theo ảnh hưởng đến an toàn và thiệt hại tài sản. Các sản phẩm này được tích hợp nhiều công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML), cùng với các tính năng mà chúng cung cấp. Chất lượng hình ảnh kém có thể dẫn đến việc quá tải các bộ xử lý, gây hao hụt năng lượng và làm chậm quá trình hoạt động.

Độ phân giải tối ưu cũng rất quan trọng để đảm bảo hình ảnh được chụp có đủ chi tiết để máy có thể nhận diện các đặc điểm của người và thực hiện các hành động phù hợp. Độ phân giải thấp hơn thiếu chi tiết và có thể dẫn đến nhầm lẫn trong việc nhận diện người/vật thể.

Khóa thông minh thường được cấp nguồn bằng pin, vì việc đưa nguồn điện đến khu vực khóa là không thực tế và hầu như không thể thực hiện được. Các thiết bị/hệ thống tiêu thụ ít năng lượng là lựa chọn lý tưởng để kéo dài chu kỳ sạc pin và đảm bảo hoạt động ổn định mà không gặp sự cố ngừng hoạt động.

Khóa thông minh có thiết kế rất cụ thể. Chúng cần phải gọn nhẹ, với các chức năng cơ bản bao gồm cơ chế khóa và camera chuông cửa. Với nhiều cảm biến, bộ xử lý, kết nối và bộ pin, đây là một hệ thống điện tử phức tạp hiện nay. Điều quan trọng là tất cả các thành phần này phải được thiết kế tối ưu không chỉ về chức năng và độ tin cậy mà còn về hình thức.

Cảm biến hình ảnh Hyperlux LP

Dòng cảm biến hình ảnh Hyperlux™ LP được thiết kế và phát triển với mục tiêu tiêu thụ điện năng cực thấp. Các dòng sản phẩm AR0544 và AR0830 bao gồm tất cả ba biến thể mảng bộ lọc màu (CFA) – Mono, RGB và RGB-IR. Kiến trúc silicon và pixel được tối ưu hóa để đảm bảo chất lượng hình ảnh vượt trội cả ngày lẫn đêm, từ đó giảm thiểu nhu cầu sử dụng đèn LED hồng ngoại công suất cao. Các tính năng như Wake-on-Motion (WoM) với vùng quan tâm có thể cấu hình, chế độ kích hoạt và tiêu thụ điện năng cực thấp giúp tiết kiệm pin cho thời gian hoạt động lâu nhất trên một lần sạc/thay pin. Điều này giúp giảm thiểu lượng điện năng tiêu thụ của hệ thống khóa thông minh và giảm đáng kể chi phí vật liệu (BoM).

Biến thể RGB-IR cung cấp một phương pháp đơn giản để tạo ra hình ảnh hồng ngoại (IR) với độ phân giải 1 MP hoặc 2 MP, cung cấp dữ liệu đáng kể về độ sâu — lựa chọn lý tưởng cho các khóa thông minh tích hợp pixel hồng ngoại. Việc tích hợp pixel hồng ngoại vào cảm biến hình ảnh có thể loại bỏ khả năng giả mạo bằng ảnh 2D. Bằng cách sử dụng quét ánh sáng cấu trúc của đối tượng, các biến đổi đường viền có thể được nhận diện để xác định độ sâu, từ đó xây dựng bản đồ 3D, đồng thời giúp phát hiện tính sống động của đối tượng.

Một lợi ích bổ sung của cảm biến hình ảnh này là khả năng truy cập dữ liệu hồng ngoại (IR) trong quá trình hoạt động bình thường, có thể được sử dụng để loại bỏ hiện tượng rò rỉ hồng ngoại (IR bleed) không thể tránh khỏi khi các khóa thông minh tiếp xúc với môi trường ngoài trời. Điều này mang lại hình ảnh có độ trung thực cao và phản ánh chính xác cảnh quan thực tế.

Thiết kế tham chiếu khóa thông minh

Để triển khai khóa thông minh thế hệ mới, onsemi đã hợp tác với các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) chuyên về SoC/FPGA. Cùng với AMD và MakarenaLabs, một thiết kế tham chiếu khóa thông minh lai 2D/3D đã được phát triển, sử dụng cảm biến hình ảnh AR0830 của onsemi. Cảm biến hình ảnh RGB-IR này có khả năng thu thập cả dữ liệu 2D và 3D, cung cấp cho các bộ xử lý/máy học (ML) để thực hiện nhận diện khuôn mặt và xác thực khuôn mặt.

Dữ liệu 2D được đưa vào các mô hình AI để phân tích xem có khuôn mặt con người hiện diện hay không và có thể xác minh với cơ sở dữ liệu xem người đó có phải là người dùng được ủy quyền hay không. Hình ảnh 3D là yếu tố quan trọng để xác định xem có người thật đang đứng trước camera hay không, nhằm tránh tình trạng giả mạo bằng hình ảnh 2D.

Dữ liệu 3D hồng ngoại (IR 3D) từ AR0830 và máy chiếu VCSEL được sử dụng để tạo ra đám mây điểm của khuôn mặt người thật, giúp thực hiện quá trình tái tạo khuôn mặt 3D. Chỉ khi cả thông tin 2D và 3D đều được xác minh, cửa sẽ được mở khóa.

Thiết kế tham chiếu cung cấp một giải pháp nhanh chóng để triển khai khóa thông minh cho mục đích phát triển trước khi đầu tư nguồn lực cho sản xuất. Các cảm biến hình ảnh của onsemi đã được tích hợp sẵn với phần cứng và phần mềm cần thiết để thiết kế các khóa thông minh này.

Khóa thông minh đang trở thành một thành phần quan trọng trong hệ sinh thái thông minh cho gia đình và doanh nghiệp, kết hợp an ninh, công nghệ và trải nghiệm người dùng thành một giải pháp thông minh duy nhất. Khi công nghệ xác thực sinh trắc học ngày càng chính xác và dễ tiếp cận hơn, khóa thông minh đang được áp dụng rộng rãi hơn như một phần của hạ tầng an ninh thế hệ mới. Các cảm biến hình ảnh đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu cần thiết cho việc phát hiện và nhận diện khuôn mặt/hành vi dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI).

Các nhà cung cấp khóa thông minh nay có thể tập trung vào các giá trị khác biệt của mình ở cấp độ ứng dụng bằng cách tận dụng các tính năng từ cảm biến hình ảnh, bộ xử lý hệ thống (SoC)/mạch tích hợp lập trình được (FPGA) và các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI)/học máy (ML) để mang lại trí tuệ cho các giải pháp của họ. Tìm hiểu thêm về thiết kế tham chiếu khóa thông minh này cùng với tất cả các yêu cầu phần cứng và phần mềm. Liên hệ với chúng tôi để nhận bộ kit phát triển phần cứng AR0830 đầy đủ cùng với nền tảng phát triển phần mềm DevSuite để hỗ trợ bạn trong việc đánh giá hệ thống.