I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   7 1 9 8 ~ 7 2 1 0   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 14 i 6 . pp 7 1 9 8 - 7 2 1 0           7198       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A  deep  learning - b a sed surv eilla nce  sy stem f o r en ha ncing   p ublic  sa fet y  t hro ug h  i nt ernet  o f  thi ng s   a nd dig ital te chno lo g y  using   Ra spberry  P i       Sh re edev i K a re pp a   Sa na pa n na v a r,   Cha y a dev i My s o re   L a k s hm a na g o wda ,   G ee t ha   Su nd a ra ra j a n   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   B N M   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   5 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 3 1 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   6 ,   2 0 2 4       In   p u b li c   sp a c e s,  in d i v i d u a ls  e n c o u n ter  c h a ll e n g e s  d u e   to   th e   p re v a len c e   o f  m a li c io u s  a c ti v it ies   li k e   t h e ft  a n d   k id n a p p i n g .   As   th e   in ter n e t  o f  th in g s  (Io T)   a n d   d ig i tal  tec h n o l o g y   c o n ti n u e   to   e x p a n d   ra p id l y ,   e ffo rts  to   c re a te  sa fe   e n v iro n m e n ts  a re   b e c o m in g   in c re a sin g ly   so p h isti c a ted .   T o   a d d r e ss   th e se   se c u rit y   c o n c e rn s,   a   p r o p o se d   s o lu ti o n   in v o l v e s  th e   u ti li z a ti o n   o f  v i d e o - c a p tu rin g   tec h n o lo g y   with   t h e   h e lp   o f  a   Ra sp b e rry   P i   we b   c a m e ra .   Vid e o s  o f   th e   su rro u n d in g s  a re   re c o rd e d ,   a   d ig it a l  sig n a tu re   a lg o rit h m   is   a p p li e d   t o   p ro tec t  t h e   v i d e o s,  a n d   th e y   a re   th e n   tran sm it te d   to   a u th o rize d   i n d iv i d u a ls   wh o   u se   th e m   f o r  f o re n sic   a n a l y si s.  Th is   p r o c e ss   a ll o ws   fo r   th e   id e n ti fica ti o n   a n d   i n v e sti g a ti o n   o f  a n y   su sp ici o u s  o r   c rimin a l   a c ti v it ies .   Th e   c a p t u re d   v id e o   d a ta  is  c o m p a re d   with   a   sta n d a rd   d a tas e t  u sin g   a   d e e p   lea rn in g   p r o c e ss .   By   a n a ly z in g   th e   c o n ten t  o f  t h e   v i d e o s  a n d   i d e n ti f y in g   t h e   p o te n t ial  th re a t  o b jec ts,  we   c a n   a ll o w  fo r  p ro m p t  in ter v e n ti o n   o r  f u rth e r  i n v e sti g a ti o n   b y   re lev a n t  a u t h o rit ies .   K ey w o r d s :   C lo u d   s to r ag e   E llip tic  cu r v e  d ig ital sig n atu r e   a lg o r ith m     I n ter n et  o f   th in g s     Pu b lic  s p ac es    VGG1 6   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sh r ee d ev i K ar ep p a  San ap a n n a v ar   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   B NM   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   27 th  cr o s s ,   1 2 th   Ma in ,   B SK I I   s tag e,   B en g alu r u   5 6 0 0 7 0 ,   I n d ia   E m ail: sh r ee d ev is r @ b n m it.in       1.   I NT RO D UCT I O N   T h is   wo r k   u tili ze s   th e  in ter n et  o f   th in g s   ( I o T ) ,   wh ich   d en o tes  to   a  n etwo r k   o f   in ter co n n ec t ed   d ev ices  ca p ab le  o f   co m m u n icatin g   an d   ex ch a n g in g   d ata  ac r o s s   th e  I n ter n et  with o u t   h u m a n   in ter v e n tio n .   T h e  r an g e  o f   s u ch   d ev ices  ca n   ex ten d   f r o m   s im p le  s en s o r s   an d   ac tu ato r s   to   co m p lex   in d u s tr ial  m ac h in er y   an d   c o n s u m er   elec tr o n ics.  C lo u d   s to r a g e  is   a  s er v ice  th at  allo ws  y o u   t o   s to r e  d ata   s ec u r ely   o n   r em o te  s er v er s   ac ce s s ed   v ia   th e  in ter n et,   r ath er   th an   s to r in g   it  o n   y o u r   lo ca l  h a r d   d r iv e  o r   o th er   p h y s ical  s to r ag e  d ev i ce s .   W h en   u tili zin g   clo u d   s to r ag e,   y o u r   d ata  is   s to r ed   o n   s er v er s   m ain tain ed   b y   a  th ir d - p ar ty   p r o v id e r ,   wh ich   ar e  o f ten   lo ca ted   in   d ata  ce n ter s   ar o u n d   th e  wo r l d .   T h e  ellip tic  cu r v e  d ig ital  s ig n atu r e  alg o r ith m   ( E C DSA)   is   a  cr y p to g r ap h ic  ap p r o ac h   em p l o y ed   t o   cr ea te  d ig ital  s ig n atu r es,  r ely in g   o n   e llip tic  cu r v e  cr y p to g r ap h y .   I t  i s   a  v ar iatio n   o f   th e   d ig ital  s ig n atu r e  alg o r ith m   ( DSA)   s tan d ar d ized   b y   NI ST.   E C DSA  o f f er s   a  h ig h   lev el  o f   s ec u r ity   with   r elativ ely   s m aller   k ey   s izes  co m p ar ed   t o   o th er   tr ad itio n al  d ig ital  s ig n atu r e  s ch em es.  T h e  co r e  o f   E C DSA  r elies o n   th e  p r o p er ties   o f   ellip tic  cu r v es o v er   f in ite  f ield s .   A n   ellip tic  cu r v e  is   d ef i n ed   b y ,     2 = 3 +  +     w h e r e     a n d     a r e   c o n s t a n t s ,   a n d   t h e   c u r v e   i s   d e f i n e d   w i t h i n   a   f i n i t e   f i e l d .   E C D SA   f u n c t i o n s   w i t h i n   s p e ci f ic  e l l i p ti c   c u r v e   d o m a i n   p a r a m e te r s ,   w h i c h   e n c o m p a s s   t h e   c u r v e   e q u a t i o n ,   b as e   p o i n t ,   o r d e r ,   a n d   o t h e r   r e l at e d   p a r a m e t e r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       A  d ee p   lea r n in g - b a s ed   s u r ve illa n ce   s ystem  fo r   en h a n cin g   p u b lic   …   ( S h r ee d ev i Ka r ep p a   S a n a p a n n a v a r )   7199   VGG1 6   is   a   d ee p   co n v o lu tio n al  n eu r al   n etwo r k   ar ch itectu r e   p r o p o s ed   b y   th e  v is u al  g eo m etr y   g r o u p   ( VGG)   at  th e  U n iv er s ity   o f   O x f o r d .   I t   f in d s   ex ten s iv e  a p p li ca tio n   in   im ag e  class if icatio n   an d   r elate d   task s   in   co m p u ter   v is io n .   T h e   “ 16 ”   i n   VGG1 6   d en o tes  th e  n u m b e r   o f   weig h t  lay e r s   in   th e  n etw o r k ,   e x clu d in g   th e  p o o lin g   a n d   ac tiv atio n   lay er s .   I t   i s   ch ar ac ter ized   b y   its   s im p licity ,   u s in g   s m all  3 × 3   f ilter s   an d   d ee p er   n etwo r k s .   T h e  ar ch itectu r e  h a s   n o   co m p lex   elem en ts   lik e  r esid u al  co n n ec tio n s   o r   in ce p tio n   m o d u les,  m ak in g   it  s tr aig h tf o r war d   to   u n d er s tan d   an d   im p lem e n t.  I t   i s   co m p u tatio n ally   in ten s iv e  co m p a r ed   to   m o r e  m o d er n   ar ch itectu r es  lik e  r esid u al  n etwo r k   ( R esNet)   an d   I n ce p tio n   d u e  to   its   d ee p er   d esig n .   T h is   ar ticle  p r o p o s es  a   s y s tem   th at  estab lis h es a   co n f id en t a n d   s ec u r e  p u b lic  s p ac e  with in   a  s m ar t c ity .   Ou r   r esear ch   aim s   t o   c r ea te  an   in tellig en t  s u r v eillan ce   s ec u r ity   s y s tem   ca p a b le  o f   d etec tin g   wea p o n s ,   s p ec if ically   g u n s   o r   k n iv es.   I n   p u r s u it  o f   th is   o b jectiv e,   w e  u tili ze d   d i v er s e  co m p u ter   v i s io n   tech n iq u es  an d   d ee p   lear n in g   al g o r ith m s   to   id en tify   wea p o n s   f r o m   ca p tu r ed   im ag es.  R ec en t  a d v an ce m en ts   in   m ac h i n e - lear n in g   an d   d ee p   lear n i n g ,   p ar ticu lar ly   with   m o d els  lik e  VGG1 6 ,   h av e  s h o wn   s ig n if ican t  p r o g r ess   in   d etec tin g   o b jects  an d   r ec o g n i tio n ,   esp ec ially   i n   im ag es.   Ob ject  id en tific atio n   an d   class if icatio n   ar e   cr u cial   in itial  s tep s   in   an y   v id e o   s u r v eillan ce   s y s tem ,   as  th ey   p a v e  th e  way   f o r   f u r th e r   o b ject - tr ac k in g   task s .   T o   ac co m p lis h   th is ,   we  tr ain ed   a  class if ier   m o d el  u s in g   th e  C OC O,   i.e . ,  “ C o m m o n   o b jects in   co n te xt ”   d ataset.   T h is   p ap er   aim s   t o   cr ea te  a   s y s tem   ca p ab le  o f   s wif tly   d e tectin g   g u n s   an d   k n iv es  wh il e  u tili zin g   m in im al  co m p u tatio n al  r eso u r ce s .   W ith   th e  r ap id   ad v an ce m en t  o f   tech n o lo g y ,   it  h as  b ec o m e  in cr ea s in g ly   cr u cial  to   d etec t  an y   p o te n tial  th r ea ts   in   p u b lic  ar ea s .   T h er e f o r e,   o u r   p r o p o s ed   s y s tem   h as  th e  p o ten tial  to   b e   ef f ec tiv ely   in teg r ated   in to   th e  s u r v eillan ce   s y s tem .   T h e  p r o p o s ed   s ec u r ity   m ea s u r es  to   p r o m p tly   id en tif y   f ir ea r m s   o r   e d g ed   wea p o n s   ar e   s h o wn   in   Fig u r e   1 .           Fig u r e  1 .   W ea p o n s   d etec tio n   t y p es       2.   L I T E R AT U RE   SU RVE Y   Par k in g   s ca r city   in   u r b a n   ar ea s ,   in clu d in g   u n iv er s ity   ca m p u s es,  n ec ess itate s   a  s m ar t  p a r k i n g   s y s tem .   J ab b ar   et  a l.   [ 1 ]   in tr o d u ce s   an   I o T - b ased   R asp b er r y   Pi  p ar k in g   m a n ag em e n t  s y s tem   ( I o T - PiP MS)   th at   ef f icien tly   m atch es  d r iv er s   with   v ac an t  s p o ts ,   r ed u ce s   co n g esti o n   an d   s av es  co s ts .   T h e  s y s tem   m o n ito r s   p ar k in g   o cc u p an c y ,   g u id es  d r iv er s   v ia   a  s m ar tp h o n e   ap p ,   an d   u p d ates  d ata  i n   r ea l   tim e.   I t  e n h an ce s   ac ce s s ib ilit y   an d   u s er   ex p er ie n ce ,   with   f o r th c o m in g   in te n tio n s   f o r   ex p a n s io n   an d   im p r o v e d   p r iv ac y   m ea s u r es.   Stu d ies   [ 2 ]   p r esen ts   a  n o v el  u n if ied   m eth o d   f o r   au to m atica lly   d etec tin g   v eh icles  an d   licen s e  p lates  in   u r b an   s u r v eillan ce   s y s tem s .   Ou r   ap p r o ac h   id en tifie s   h ig h - e n er g y   f r eq u en cy   ar ea s   in   d ig ital c am er a  im ag es,  r ed u cin g   d ata  v o l u m e.   W e  in t r o d u ce   a   n o v el  f ilter   f o r   th is   p u r p o s e   an d   s h o w   its   ef f ec tiv en ess   in   I o T   a n d   s m ar t   city   ap p licatio n s .   T ec h n o lo g y   h as r ev o lu tio n ize d   o u r   wo r ld ,   i n cl u d in g   h o m e   s ec u r ity   [ 3 ] .   W e  p r o p o s e  a   R asp b er r y   Pi - b ased   h o m e  s ec u r ity   s y s te m   u s in g   h ar d war e  lik e  R asp b er r y   Pi,  a  ca m er a,   a  t o u ch   s cr ee n ,   an d   a n   An d r o id   m o b ile.   Ou r   s y s tem ,   a  s m ar t  m ir r o r ,   s er v es b o th   in f o r m atio n al  an d   s ec u r ity   p u r p o s es,  r es p o n d in g   to   to u ch   an d   m o b ile  co m m an d s .   I t  s en d s   aler t  m ess ag es  with   clea r   in tr u d er   p h o to s   to   th e  o wn e r ' s   m o b ile  u p o n   d etec tio n .   T r ain ed   with   y o u   o n ly   lo o k   o n ce   ( YOL O)   an d   Haa r   tec h n iq u es,  o u r   s y s tem   ac h iev e s   9 6 %  ac cu r ac y   in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 1 9 8 - 7 2 1 0   7200   d etec tin g   h u m an   in tr u d er s .   I t   ca n   p o ten tially   a u th en ticate  u s er s   b y   co m p ar in g   ca p tu r e d   f ac es  with   s to r ed   p h o to s ,   b u t th is   p r esen ts   ch allen g es in   clea r   im ag e  ca p tu r e  d u r in g   a u th en ticatio n .   As u r b an   p ar k in g   ch allen g es   [ 4 ]   g r o w  with   in c r ea s in g   v e h i cle  n u m b e r s ,   th is   ar ticle  in tr o d u ce s   a  d u al - len s   m illi m eter   wav e  ( MM W )   r ad ar   an ten n a  f o r   I o T - b ased   s m ar t  p ar k in g   s y s tem s .   I t  f ea tu r es  a  f lat  d ielec tr ic  p u n ch   len s   to   b o o s t  tr an s m itti n g   an ten n a  g ain   a n d   a  d ielec tr ic  r o d   le n s   f o r   wid e   b ea m wid th   an d   s tab le  p er f o r m an ce .   T h e   co m b in ed   d u al - len s   d esig n   en h a n ce s   r ad ar   ac cu r ac y   an d   s tab ilit y   at  2 4   GHz .   T r an s m itti n g   an ten n a   g ain   m ea s u r es  1 5 . 8   d B i,  r ec eiv in g   an ten n a  g ain   7 . 9   d B i ,   with   a  3   d B   b ea m wid th   o f   6 5   d eg r ee s .   T h e  an ten n a  o f f er s   s tab le  p er f o r m a n ce ,   s u itab le  f o r   MM W   r ad ar   s m ar t   p ar k in g   s y s tem s ,   an d   is   co s t - e f f ec tiv e  co m p ar ed   to   ar r a y - b as ed   s o lu tio n s .   C lo u d   co m p u ti n g   is   m ain s tr ea m   b u t  with   u r b an izatio n ,   t h er e   i s   m o r e  s u r v eillan ce   d ata   [ 5 ] .   E d g e   co m p u tin g   o f f er s   a  s o lu tio n .   Ou r   s tu d y   in v esti g ates  u s in g   it   f o r   s m ar t  p ar k in g   s u r v eillan ce .   W e  ac h iev ed   o v er   9 5 %  ac cu r ac y   in   r ea l - wo r ld   te s ts .   T h is   s y s tem   co u ld   b e  cr u c ial  f o r   s m ar t  cities  an d   tr an s p o r tatio n .   Ou r   p ap er   d escr ib es  th e  d ev elo p m en t   an d   test in g   o f   th is   s m ar t  p ar k in g   s u r v eillan ce   s y s tem ,   wh ich   is   am o n g   t h e  f ir s t  to   u s e  ed g e  co m p u tin g   in   r ea l - w o r ld   p ar k in g   s u r v eillan ce .   W e  ac h iev ed   9 5 . 6 %  ac cu r ac y   in   d iv er s e  co n d itio n s ,   o f f er in g   ad v an tag es  o v er   ex i s tin g   s y s tem s   an d   p o ten tial  f o r   s m ar t  cities  an d   tr a n s p o r t atio n .   Ku m b h ar   [ 6 ]   in tr o d u ce s   a n   I o T - b ased   s ec u r ity   s y s tem   f o r   r esid en ce s   u t ilizin g   R asp b er r y   Pi  3 ,   Pi  ca m er a,   a n d   p ass iv e  in f r ar ed   ( PIR )   s en s o r .   I t  s en d s   em ail  aler ts   to   h o m eo wn er s   an d   m em b e r s   u p o n   d etec tin g   in tr u s io n ,   an d   ca n   also   ac tiv ate  a  s ec u r ity   alar m .   Peo p le  h a v e  th e   ab ilit y   to   m o n ito r   r e m o tely   t h eir   r esid en ce s   an d   r ec ei v e  aler ts   o n   th eir   d e v ices,  p r e v en tin g   u n au th o r ize d   ac ce s s .   T h e   in ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   m e r g es  d e v ices  in to   n etwo r k s   f o r   ad v a n ce d   s er v ices,  b u t  p r i v ac y   an d   s ec u r ity   a r e  cr itical   [ 7 ] .  T h i s   p a p e r   e x p l o r e s   I o T   a t ta c k   m o d e l s   a n d   M L - b a s e d   s e c u r it y   s o l u ti o n s ,   f o c u s i n g   o n   a u t h e n t i c a t i o n ,   a c c es s   co n t r o l ,   m a l w a r e   d e t e ct i o n ,   a n d   s e c u r e   o f f l o a d i n g .   C h a l le n g e s   r e m a i n   i n   i m p l e m e n t i n g   t h e s e   t e c h n i q u es   i n   r e a l - w o r l d   I o T   s y s t e m s .   K i e u - Do - N g u y e n   e t   a l .   [ 8 ]   i n t r o d u c e s   a  m u l t i - f u n c ti o n a l  e l l i p t i c   c u r v e   c r y p t o g r a p h y   ( E C C )   h a r d w a r e   d es i g n   s u p p o r t i n g   E C D S A  a n d   E d w a r d s - c u r v e   d i g it a l   s i g n a t u r e   a l g o r i t h m   ( E d D S A )   a l g o r i t h m s .   I t   i s   e f f i ci e n t ,   l o w - c o s t ,   an d   d o e s   not   r el y   o n   d i g i t a l   s i g n a l   p r o c es s o r   ( DS P ) .   T h e   c o r e   r u n s   u p   t o   1 1 2 . 2   M H z   w i t h   V i r t e x - 7   d e v i c es ,   u s i n g   o n l y   1 0 , 2 5 9   s l i c e s .   I t   a c c o m m o d a t e s   m u lt i p l e   E C C   a l g o r i t h m s   ( E d 2 5 5 1 9 ,   E C DS A   w it h   N I S T   P - 2 5 6 ,   P - 3 8 4 ,   a n d   P - 5 2 1 )   i n   o n e   d e s i g n ,   e n a b l i n g   it s   c o m p a ti b i lit y   w i t h   d i v e r s e   h a r d w a r e   p l at f o r m s   w i t h o u t   n e ce s s i ta t i n g   r e d esi g n .     Pu th iy id am   et  a l.   [ 9 ]   s u g g es ts   a  tim estam p - b ased   ap p r o a ch   to   im p r o v e  E C DSA  f o r   I o T   d ev ice  au th en ticatio n .   I t  p r ev en ts   s ig n atu r e  r e u s e  an d   f ak e   s ig n atu r e  g en er atio n   b y   g e n er atin g   u n i q u e  s ig n atu r es  ea ch   tim e.   T h is   en h an ce s   s ec u r ity   a n d   ef f icien c y ,   o u t p er f o r m in g   m o s t  E C DSA  v ar ian ts .   Ou r   ex p er im en ts   co n f ir m   its   ef f ec tiv en ess   with   m in i m al  o v er h ea d .   Fu tu r e  wo r k   in clu d es  im p r o v in g   ex ec u t io n   ef f icien cy   a n d   ad d r ess in g   q u an tu m   co m p u ti n g   s ec u r ity .   He  et   a l.   [ 1 0 ]   p r o p o s es  a  lo w - laten cy   E C DSA  ar ch itectu r e,   s ig n if ican tly   r ed u cin g   d o u b le   p o in t  m u ltip licatio n   ( DPM)   ca lcu latio n   to   f iv e  clo ck   cy cles  p er   lo o p .   Ou r   d esig n   o u tp er f o r m s   ex is tin g   o n es,  ac h iev in g   DPM  tim es  o f   3 . 5 8 4 ,   5 . 6 5 6 ,   an d   7 . 4 5 3   µ s   o v er   GF( 2 1 6 3 ) ,   GF( 2 2 3 3 ) ,   an d   GF( 2 2 8 3 ) ,   r esp ec tiv ely ,   with   im p r o v ed   th r o u g h p u t e f f icien cy .     Sm ar t  h o m es    im p r o v e  liv in g   s tan d ar d s   b u t  f a ce   d ata  s e cu r ity   ch allen g es   [ 1 1 ] .   W e  p r o p o s e  a   b lo ck ch ain - b ased   m u lti - clo u d   s to r ag e  m o d el  an d   a n   ef f i cien t  id en tity - b ased   p r o x y   a g g r eg ate  s ig n at u r e   ( I B PAS)   s ch em e  to   en h an c e  s ec u r ity   a n d   c o n s er v e   r e s o u r ce s .   Ou r   ex p e r im en ts   d em o n s tr ate  n o tab le   en h an ce m e n ts   in   co m m u n icatio n   ex p en s es  an d   s to r a g e  ef f ec tiv en ess   wh en   ju x tap o s ed   with   co n v en tio n al   m eth o d s .   T h is   m eth o d o lo g y   g u ar an tees  th e  in teg r ity   an d   d e p en d ab ilit y   o f   d ata  in   s m ar t  h o m e  en v ir o n m en ts .   R ajash r ee   et  a l.   [ 1 2 ]   in tr o d u ce s   a  R asp b er r y   Pi - b ased   s ec u r it y   s y s tem   f o r   en tr a n ce   v is ito r   v alid atio n ,   u tili zin g   E C DSA  w ith   Wi - Fi .   I t  ca p tu r es,  tim estam p s ,   an d   au th en ticates  v is ito r   im ag es,  s en d in g   th em   f o r   v er if icatio n   v ia  em ail  o n   W in d o ws  o r   L i n u x .   C o m p o n en ts   in clu d e   R asp b er r y   Pi  3 ,   R asp b er r y   Pi  C am er a,   MI R AC L   s o f twar e  lib r ar y ,   a   tactile  s wit ch ,   an d   a  b r ea d b o a r d .     T h e   l a t e s t   t r e n d s   l i k e   I o T ,   s m a r t   c i t i es ,   a n d   d i g i t a l   t r a n s f o r m a t io n   a r e   f u e l i n g   h u g e   d a t a   g r o w t h ,   m a k i n g   c l o u d   s t o r a g e   c r u c i a l   [ 1 3 ] .   Y e t ,   s e c u r i t y   c o n c e r n s   p e r s is t .   O u r   p a p e r   r e v i ew s   c l o u d   s t o r a g e   s e c u r it y   c o m p r e h e n s i v e l y ,   c o v e r i n g   c h a l l e n g e s ,   e n c r y p t i o n   m e t h o d s ,   a n d   o p e n   r e s e a r c h   t o p i cs .   W e ed s   a r e   a   s u b s ta n t i al  h u r d l e   f o r   c o r n   p r o d u c t i o n .   Y an g   e t   a l .   [ 1 4 ]   p r o p o s e d   SE - V GG 1 6 ,   a   d e e p   l ea r n i n g   m o d e l ,   t o   a c c u r a t e l y   i d e n t i f y   w e e d s   i n   c o r n   f i e l d s .   S E - V GG1 6   i m p r o v e s   o n   V G G 1 6   b y   i n c o r p o r a t i n g   t h e   S E   a t t e n ti o n   m e c h a n i s m ,   r e d u c i n g   c o n v o l u t i o n a l   k e r n e l   s i ze ,   a n d   u s i n g   L e a k y   r e ct i f i e d   l i n e a r   u n i t   ( L e a k y   R e L U )   a ct i v a ti o n   f u n c t i o n s .   I t  a c h i e v e s   9 9 . 6 7 %   a c c u r a c y ,   o u t p e r f o r m in g   o t h e r   m o d e l s .   T h e   s t u d ie s   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ]   a s s es s e d   T i m o h o   l e a f   e x t r a c t   ( T L E )   a s   a  c o r r o s i o n   i n h i b i t o r   f o r   3 0 4   s t a in l e s s   s t e el   ( 3 0 4 S S )   i n   0 . 5   M   H 2 S O 4 .   T L E ,   e f f e c t i v e   a t   0 – 6 g / L ,   r e d u c e d   c o r r o s i o n   b y   9 9 . 3 7 %   a t   3 g / L .   M i x e d   a d s o r p t i o n   w a s   i d e n t i f ie d   a s   t h e  i n h i b i t i o n   m e c h a n is m .   M a c h in e   l e a r n i n g   ( C NN - V G G 1 6 )   p r e d i c t e d   c o r r o s i o n   w i t h   9 6 %   a c c u r a c y .   P h e n o l   i n   T L E   p l a y e d   a n   e s s e n t i a l   f u n c ti o n   i n   a d s o r p t i o n   o n   3 0 4 S S .   Q u a n t u m   c h e m i s t r y   im p r o v e d   c o m p r e h e n s i o n   o f   t h e   a d s o r p t i o n   p r o c e s s .   A d v a n c em e n t s   i n   s e n s o r   t e c h   a n d   b r o a d b a n d   n e t w o r k s   a r e   d r i v i n g   t h e   e m e r g e n c e   o f   t h e   i n t e r n e t   o f   e v e r y t h i n g   ( I o E )   a n d   m o b i l e   I o T   [ 1 7 ] .   H o w e v e r ,   m o b i l e   I o T   n e tw o r k s   f a c e   c h a ll e n g e s   f r o m   c o m p l e x   c o m m u n i c a t i o n   e n v i r o n m e n t s   a n d   e n e r g y - i n t e n s i v e   d a t a   p r o c e s s i n g .   I n   r e s p o n s e   t o   t h i s ,   w e   s u g g e s t   an   i m p r o v e d   C N N - b a s e d   a l g o r i t h m   f o r   p r e d i c t i n g   o u t a g e   p r o b a b i l i t y   ( O P )   i n   m o b i l e   I o T   n e t w o r k s ,   i n t e g r a t i n g   t r a n s m i t   a n t e n n a   s el e c ti o n   ( T AS )   a n d   c o o p e r a t i v e   s c h e m e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       A  d ee p   lea r n in g - b a s ed   s u r ve illa n ce   s ystem  fo r   en h a n cin g   p u b lic   …   ( S h r ee d ev i Ka r ep p a   S a n a p a n n a v a r )   7201   Ob ject  d etec tio n   is   cr u cial  in   a u to n o m o u s   d r iv i n g ,   u tili zin g   a lg o r ith m s   lik e  YOL Ov 3   o n   d a tasets   lik e   C OC O  to   id en tify   o b jects a cc u r ately .   T h is   tech n o l o g y     is   ess en tial f o r   s af e  d r iv in g ,   as seen   in   in n o v atio n s   lik e   T esla's   s elf - d r iv in g   ca r s ,   wh i ch   aim   to   r ed u ce   p o llu ti o n   a n d   tr af f ic   [ 1 8 ] .   O b ject  d etec t io n   en s u r es  th ese   v eh icles  ca n   ac cu r ately   p er c eiv e  th eir   s u r r o u n d i n g s ,   d etec tin g   v e h icles,  p ed estrian s ,   a n d   tr a f f ic  s ig n s   to   p r ev en t  ac ci d en ts   an d   e n s u r e  s af e  tr av el.   T h is   p ap er   o f f e r s   a  co m p r eh e n s iv e  s u r v e y   o f   s tate - of - th e - ar t  wea p o n   d etec tio n   m eth o d s ,   f o cu s in g   o n   s p ec if ic  c h allen g es  an d   a p p licatio n s   [ 1 9 ] .   I n   r esp o n s e  t o   in cr ea s in g   cr im e,   Kay a   et  a l.   [ 2 0 ]   in tr o d u ce s   a   s u p er io r   d ee p   lear n i n g   m o d e l,  ac h iev in g   9 8 . 4 0 %  ac cu r ac y   in   d etec tin g   s ev en   wea p o n   ty p es.  T ested   o n   d iv e r s e  b ac k g r o u n d s ,   it  en h an ce s   s ec u r ity   ef f icac y   an d   in s p ir es  f u r th er   r esear ch   in   r ea l - tim e  m o n ito r i n g   an d   co n ce aled   g u n   d etec tio n .   Nag a p p an   an d   R an i   [ 2 1 ]   en h an ce s   s ec u r ity   th r o u g h   r ea l - tim e  wea p o n   d etec tio n   u s in g   c lo s ed - cir cu it  telev is io n   ( C C T V)   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   B y   em p lo y in g   a d v an ce d   alg o r ith m s   lik e  YOL O v 5 ,   we  ac h iev ed   a   h ig h   F1 - s co r e  o f   9 1 %,  e n s u r in g   s af ety   a n d   attr ac tin g   in v e s tm en t.  Glo b al  g u n   v io len ce   p r o m p ts   ac tio n   [ 2 4 ]   YOL O v 3   s y s tem   d etec ts   f ir ea r m s   ef f icien tly ,   e n h an cin g   s u r v eillan ce .   Ou tp er f o r m in g   tr ad itio n al   m et h o d s ,   it   o f f er s   co s t - ef f ec tiv e  s o lu tio n s ,   r e v o lu tio n izin g   s af ety   th r o u g h   r o b o tics .   Ou r   co m b i n ed   [ 2 5 ]   Dee p E AST  an d   Ker as  o p tical  ch ar ac ter   r ec o g n itio n   ( OC R )   m o d el  en h an ce s   tex t  d etec tio n   an d   r ec o g n itio n   i n   v id eo s .   W h ile  ef f ec tiv e  o n   d atasets   lik e  I C DAR  2 0 1 5 ,   im p r o v em en ts   ar e  n ee d ed ,   p ar ticu lar ly   f o r   R o ad T ex t - 1 K.   Su b s eq u en t e f f o r ts   aim   to   in teg r ate  p r e - tr ain e d   m o d els to   en h an ce   p er f o r m a n ce   ac r o s s   d iv er s e  co n d itio n s .   B h a tti   et  a l.   [ 2 6 ]   r ef e r s   to   test in g   v ar io u s   alg o r ith m s   in clu d in g   VGG1 6 ,   I n ce p tio n - V3 ,   an d   I n ce p tio n - R esNetV2 .   C h ay ad ev i   et  a l.   [ 2 7 ]   cr ea t ed   an   au to m ate d   s ec u r ity   s y s tem   f o r   au to m ated   teller   m ac h in es  ( AT M s ) ,   u s in g   im ag e  p r o ce s s in g .   I t  r ec o g n izes  f ac es  with   V io la - J o n es  an d   d etec ts   wea p o n s   with   s u p p o r t  v ec to r   m ac h in e   ( SVM)   an d   r an d o m   f o r ests .   T en s o r Flo w  d r iv es  th e  m ac h in e  lear n in g .   An   An d r o id   a p p   aler ts   au th o r ities ,   an d   th er e   i s   a  s p ee ch   aler t f o r   th e  v is u ally   im p air ed .       3.   SYST E M   ARCH I T E CT U R E   T h is   s ec tio n   o u tlin es  th e  m eth o d o lo g y   u s ed ,   r esear ch   m ater ials   em p lo y ed ,   s y s tem   d esig n ,   an d   f ab r icatio n   p r o ce s s .   T h e  id ea   ex p lo r ed   in   t h is   p ap er   in v o lv es  co m b in in g   I o T   with   t h e  id ea   o f   s m ar t   p u b lic  s p ac es.  Ou r   m ain   f o cu s   is   to   en s u r e  th e  s y s tem   o p er ates  ef f ec tiv ely   in   b o th   t h e  p r o to t y p e  an d   r ea l - wo r ld   en v ir o n m en ts .   T h is   co m p r eh e n s iv e  s y s tem   en s u r es  b o th   th e  s ec u r ity   o f   th e   ca p tu r e d   f o o tag e  an d   p r o ac tiv e   m ea s u r es in   r esp o n s e  to   p o ten t ial  th r ea ts ,   wh ich   is   as sh o wn   in   Fig u r e  2 .           Fig u r e  2 .   R asp b er r y   Pi  b ased   s m ar t p u b lic  s p ac es m an a g em e n t sy s tem   ar ch itectu r e       3 . 1 .     Select io n o f   co m po nents   T h e  m ater ials   an d   co m p o n en t s   ar e  s elec ted   b ased   o n   n ee d s   an d   co m p atib ilit y ,   d ete r m in ed   th r o u g h   a  th o r o u g h   liter atu r e  r ev iew.   Du r in g   th is   r ev iew,   we  ex am in e d   v ar io u s   d esig n   v a r iatio n s   an d   co m p o n e n ts   u s ed ,   as  well  as  th eir   f u n ctio n s   in   s m ar t  p u b lic  p r em is es  s y s tem s .   Har d war e  a n d   s o f twar e  c h o ic es  ar e  m ad e   d u r in g   th e  co m p o n en t  s elec tio n   p h a s e.   T h e  s elec ted   h ar d war e  c o m p o n en ts   in clu d e  R asp b er r y   Pi  3   m o d el  V1 . 3 ,   R asp b er r y   Pi  web   ca m er a   with   USB   ca b le,   128 - b it   Mic r o   SD  ca r d   a n d   L E D  lig h ts .   So f twar e  to o ls   ch o s en   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 1 9 8 - 7 2 1 0   7202   in clu d e  th e  R asp b er r y   Pi  o p er atin g   s y s tem ,   Py th o n ,   m u lti - p r ec is io n   in teg er   r atio n al  ar ith m etic  cr y p to   lib r a r y   ( MI R AC L ) ,  an d   o th e r s .   Af ter   co m p letin g   th e  c o m p o n en t  s elec tio n ,   th e  s y s tem   ar c h itectu r e  is   estab lis h ed .   T h is   s u b s ec tio n   o f f er s   a  s u m m ar y   o f   th e  ch o s en   c o m p o n en ts .   T h e  in ter co n n ec tio n   o f   th e  co m p o n en ts   is   d ep icted   in   Fig u r e  3 .           Fig u r e  3 .   C o n n ec tio n   b etwe en   R asp b er r y   Pi an d   Pi we b   ca m er a       3 . 1 . 1 .   Ra s pb er ry   P i 3   M o del V 1 . 3   T h e  R asp b er r y   Pi  3   m o d el   V1 . 3   was  c h o s en   f o r   th is   p r o ject  p r im a r ily   f o r   its   r o b u s t  p r o ce s s in g   ca p ab ilit ies  as  a   s in g le - b o ar d   em b ed d e d   co m p u te r .   I t  ex ce ls   in   co n n ec tin g   to   th e  in ter n et ,   o f f er in g   o p tio n s   v ia   eith er   an   E th er n et  p o r t  o r   wir eless ly   th r o u g h   W i - Fi  o r   B lu eto o th .   I ts   ea s e  o f   in ter n et  co n n ec tiv ity   s tan d s   o u t   as  o n e  o f   R asp b er r y   Pi' s   ad v an tag es  o v e r   Ar d u in o .   Ad d iti o n ally ,   R asp b er r y   Pi  s u p p o r ts   a  d iv er s e  r an g e  o f   p r o g r a m m in g   lan g u ag es,  in cl u d in g   Py th o n ,   J av a,   C ,   C ++ ,   Per l,  R u b y ,   an d   B ASI C .   I n   co n tr ast,  Ar d u in o   is   lim ited   to   Ar d u in o   o r   C /C ++ .   I t  h as  B r o ad co m   B C M2 8 3 7 B 0 ,   C o r tex - A5 3   ( AR Mv 8 )   6 4 - b it  So C   @ 1 . 4   GHz     1   GB   L PDDR 2   SDR AM .   T h e  Pi  web   ca m er a  n ee d s   s u b s tan tial  p r o ce s s in g   p o wer   to   c ap tu r e  a n d   p r o ce s s   v id eo s   ef f ec tiv ely .   T h er e f o r e,   th e  R asp b er r y   Pi  3   is   ty p ically   b etter   s u ited   f o r   o u r   s y s tem   an d   p r o v id es  b etter   p er f o r m an ce   f o r   v i d eo   ca p t u r i n g   an d   s tr ea m in g .     3 . 1 . 2 .   P i  web  ca m er a   T h e  Pi  web   ca m er a   is   ch o s e n   f o r   th e   p r o p o s ed   s y s tem   d u e  to   its   co m p atib ilit y   an d   p u r p o s e - b u ilt  d esig n   f o r   R asp b er r y   Pi.  I t  is   id ea l  f o r   tak in g   v id eo   r ec o r d i n g s .   Af ter   p lu g g in g   th e  ca m er a  in to   th e  Pi  b o ar d   an d   g iv in g   it  a  f ew  co m m a n d s ,   u s er s   ca n   u tili ze   th e  ca m er a  im m ed iately .   I t  also   h as  th e  ca p ab ilit y   o f   ca p tu r in g   i m ag es  with   a  r eso lu tio n   o f   5   MP.   R eg ar d in g   th e  p r ices,  th is   ca m er a  co m es  at  a  v er y   l o w  co s t,   wh ich   is   ex ce llen t  v alu e  co n s id er in g   th e  f ea tu r es  an d   p er f o r m an ce   it  o f f er s .   T h e  co m m an d   th at  n ee d s   to   ca p tu r e  v id e o   is :        −   1280 × 1024   −   −   10   − −    ℎ   = 100%    1 .      3 . 1 . 3 .   Ra s pb ia n   R asp b ian   is   a  f r ee   o p er atin g   s y s tem   tailo r ed   f o r   cu s to m i zin g   o r   p r o g r am m in g   all  R asp b er r y   Pi   m o d els.  I t  co m es  p r e - i n s talled   with   a  v ar iety   o f   ap p licatio n s   f o r   g en er al  u s e,   p r o g r am m i n g ,   an d   e d u ca tio n al  p u r p o s es.  R asp b ian   s u p p o r ts   p r o g r am m in g   lan g u ag es  s u c h   as  Py th o n ,   J av a ,   Scr atch ,   an d   m o r e.   T o   u s e  R asp b ian ,   o n e   wo u ld   in s tall  it  o n to   a  p e r s o n al  c o m p u te r   ( PC )   o r   Mic r o   SD  ca r d ,   a n d   th e n   in s er t  it  in t o   th e   R asp b er r y   Pi.  Af ter   co n n ec ti n g   a   m o n ito r   t o   th e   Pi  b o a r d ,   it  f u n ctio n s   lik e   a  n o r m al   PC .   R asp b ian   allo ws  u s er s   to   ea s ily   in s tall  n u m e r o u s   s o f twar e  p ac k ag es f r o m   its   o p en - s o u r ce   s o f twar e  r ep o s ito r y   at  n o   co s t.  I n   t h is   p r o ject,   Py th o n   is   em p l o y ed   t o   d ev elo p   th e   n ec ess ar y   co d e   f o r   g ath er in g   d ata  f r o m   v ar i o u s   s en s o r s   to   th e   R asp b er r y   Pi an d   u p lo ad in g   it  to   th e  I o T   clo u d .     3 . 1 . 4 .   M I RAC L   MI R AC L ,   wh ic h   s t an d s   f o r   m u lt ip r e cisi o n   i n t e g e r   a n d   r a ti o n al   a r it h m et ic  c r y p t o g r a p h ic  li b r a r y ,   is   a   s o f twa r e   l ib r a r y   cr u cia l  f o r   c r y p t o g r ap h i c  o p e r a ti o n s   i n v o lv in g   la r g e  n u m b er s .   I t   e f f ic ie n tl y   h a n d les   a r i th m e tic   o p e r at io n s   o n   la r g e  in te g e r s   an d   r at io n als,  m ak in g   i t  s u ita b le   f o r   i m p le m e n ti n g   a lg o r it h m s   li k e  E C C   a n d   R iv es t – S h am i r – A d le m a n   ( R S A )   e n c r y p t io n .   MI R AC L   is   o p t im i ze d   f o r   r es o u r c e - c o n s tr ai n e d   en v i r o n m en ts   an d   s u p p o r ts   v a r i o u s   c r y p to g r a p h i c  s c h e m es  wh ile  m a in tai n i n g   s ec u r it y   t h r o u g h   r eg u l ar   u p d at es  a n d   a u d its .   I t   i s   a   v it al   t o o l  f o r   i m p le m e n ti n g   h i g h - p r e cisi o n   cr y p t o g r ap h i c  al g o r it h m s   ef f i cie n t ly   a n d   s ec u r el y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       A  d ee p   lea r n in g - b a s ed   s u r ve illa n ce   s ystem  fo r   en h a n cin g   p u b lic   …   ( S h r ee d ev i Ka r ep p a   S a n a p a n n a v a r )   7203   3 . 1 . 5 .  E CDSA  a lg o rit hm   T h er e  ar e  3   s tep s :   −   Key   g en er atio n   First,  a  u s er   g en er ates  a  k ey   p air   co n s is tin g   o f   a  p r iv ate  k ey   ( )   r an d o m ly   s elec ted   in te g er   in   th e   r an g e  [ 1 ,   n - 1 ] .     ∈ [ 1 , − 1 ]   ( 1 )     a n d   a   c o r r e s p o n d i n g   p u b l i c   k e y   ( )   w h i c h   is   c a lc u l a t e d   by   m u lt i p l y i n g   t h e   b as e   p o i n t     by   t h e   p r i v a t e   k e y   .      =    ( 2 )     Her e,   th e  m u ltip licatio n   r ef er s   to   s ca lar   m u ltip licatio n   o n   th e   ellip tic  cu r v e,   m ea n in g     tim es th e  p o in t  .   −   Sig n in g   T o   s ig n   a  m ess ag e  ,   th e  s ig n er   f ir s t  co m p u tes  a  u n iq u e  v a lu e    f r o m   th e  m ess ag e  u s in g   a  h ash   f u n ctio n .     =  ( )     ( 3 )     T h en ,   a   r an d o m   n u m b er     is   ch o s en   an d   u s ed   to   c o m p u te  a  p o in t  ( 1 , 1 )   o n   th e  ellip tic  c u r v e.   T h e     - co o r d i n ate  o f   ( 1 , 1 )   m o d u lo   th e  o r d er   o f   th e  c u r v e  g i v es  th e    co m p o n e n t  o f   th e  s ig n atu r e.   T h e    co m p o n en t is ca lcu lated   as  ( 4 ) ,       = − 1 ( +  )        ( 4 )     wh er e    is   th e  p r iv ate  k ey ,     is   th e  o r d er   o f   th e  c u r v e,   an d   − 1   is   t h e  m o d u lar   m u ltip licativ e  in v er s e  o f     m o d u lo   .   −   Ver if icatio n     T o   v e r if y   th e  s ig n atu r e,   t h e  v er if ier   u s es  th e   s ig n er ' s   p u b lic  k ey   ,   th e  m ess ag e  ,   an d   t h e  s ig n atu r e   ( , ) .   First,  ( 3 )   is   ca lcu lated   f r o m   th e  m ess ag e.   T h en ,     = − 1      ( 5 )     1 =       , 2 =           ( 6 )     ar e  ca lcu lated .   Fin ally ,   th e   p o i n t      ( 1 , 1 ) = 1 + 2   ( 7 )     is   co m p u ted ,   wh er e    is   th e  b ase  p o in t  o f   th e   cu r v e .   I f   ( 1 , 1 )   eq u als  ( , 1 ) ,   th e  s ig n atu r e  is   v alid ;   o th er wis e,   it   i s  in v alid .     3 . 2 .     Sy s t em   a rc hite ct ure   T o   ac q u ir e   p u b li c  s p ac e  f o o t ag e,   a   R a s p b er r y   Pi   web c am   is   u ti li ze d ,   an d   th e  ca p tu r e d   v id eo s   ar e   s af eg u a r d ed   u s in g   th e  el lip t ic  cu r v e   d ig it al   s ig n at u r e   a lg o r i t h m   ( E C D SA )   to   p r ev en t  u n au th o r i ze d   a cc e s s   b y   h ac k e r s   o r   h ija ck e r s .   T h e s e   s ec u r e d   v id eo s   ar e  th e n   tr an s m it ted   to   an   au t h o r i ze d   in d i v id u a l  wh o   u t i li ze s   th em   f o r   f o r en s ic   an aly s is .   I n   th e  ev en t o f   a n y   m al ic io u s   ac t iv i ti e s ,   th e   v id eo s   ar e   s cr u tin i ze d   to   a s ce r t ain   th e  ty p e s   o f   s h a r p   o b je ct s   in v o lv ed ,   f ac il it at ed   b y   d e ep   le ar n i n g   m o d e l s   s u ch   a s   V G G1 6 .   T h e  VG G1 6   m o d e l   em p lo y s   co n v o l u t io n a l  n eu r al   n etw o r k s   ( C N N s )   to   id en tif y   wh et h er   t h e  p er p et r a to r   i s   w ie ld in g   a  g u n   o r   a   k n if e .   I f   s u ch   o b je ct s   ar e   d e t ec t ed ,   a  n o ti f i ca tio n   i s   s en t   t o   th e   R a s p b er r y   P i,  p r o m p t in g   i t  to   a ct iv a te  an   ala r m   s y s t em .     3 . 3 .     Resea rc h in  deep  lea rn ing     Ou r   r esear ch   em p lo y s   a  th o r o u g h   m et h o d o l o g y ,   wh ich   is   s y s tem atica lly   d iv id ed   in to   t h r ee   d is tin ct  s ec tio n s .   T h is   s tr u ctu r ed   ap p r o ac h   allo ws  f o r   a  clea r   an d   o r g an ized   p r esen tatio n   o f   o u r   r esear ch   p r o ce s s .   Fig u r e  4   v is u ally   illu s tr ates  th ese  s ec tio n s ,   p r o v id in g   a   d etai led   o v e r v iew  o f   h o w   ea ch   co m p o n e n t  co n tr ib u tes  to   o u r   o v er all  r esear c h   s tr ateg y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 1 9 8 - 7 2 1 0   7204       Fig u r e  4 .   T h e  f lo w  o f   r esear ch   in   d ee p   lear n in g       3 . 3 . 1 .   O bje ct   det ec t i o n   I n itially ,   th e  v id eo s   o b tain ed   f r o m   th e  R asp b er r y   Pi  web   ca m er a  ar e  f ed   i n to   th e  s y s tem .   T h ese   v id eo s   ar e  th en   d ec o m p o s ed   in to   m u ltip le  f r am es,  wh ich   allo ws  f o r   a  m o r e  g r an u lar   an aly s is   o f   th e  v is u al  d ata.   On ce   th e  v id e o s   h av e  b e en   tr an s f o r m e d   in to   f r am es,  a   s er ies  o f   im ag e  p r ep r o ce s s in g   s tep s   ar e  ap p lied .   T h is   in clu d es  tech n iq u es  s u ch   as  im ag e  tr an s latio n ,   wh ich   in v o lv es  s h if tin g   th e  p ix els   o f   th e  im ag e  to   a  ce r tain   d ir ec tio n ,   s h ea r in g ,   w h ich   d is to r ts   th e   im ag e   alo n g   an   a x is ,   n o r m aliza tio n ,   wh ic h   ad ju s ts   th e   p ix el  v alu es  to   a  s tan d ar d ized   r an g e ,   an d   ed g e  d etec tio n ,   wh ich   id en tifie s   th e  ed g es  o r   b o u n d ar i es  o f   o b jects  with in   th e  im ag e  as d ep icted   in   Fig u r e  5 .                     Fig u r e   5 .   Pre p r o ce s s ed   im ag es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       A  d ee p   lea r n in g - b a s ed   s u r ve illa n ce   s ystem  fo r   en h a n cin g   p u b lic   …   ( S h r ee d ev i Ka r ep p a   S a n a p a n n a v a r )   7205   Af ter   p r e p r o ce s s in g ,   th e  s y s te m   p r o ce ed s   to   p er f o r m   o b ject  d etec tio n   an d   id en tific atio n   in   th e  in itial  s ec tio n .   T h is   in v o lv es  d etec tin g   an d   r ec o g n izin g   o b jects  with in   th e  f r am es  u s in g   te ch n iq u es  s u ch   as  co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NN s )   o r   o th er   m ac h in e  le ar n in g   alg o r ith m s .   Ob ject  d et ec tio n   id en tifie s   th e  p r esen ce   an d   lo ca ti o n   o f   o b je cts  in   th e  f r am es,  w h ile  o b ject   id en tific atio n   d eter m i n es  wh a t  th o s e  o b jects  ar e,   o f ten   b y   m atch in g   th em   to   p r ed ef in e d   ca teg o r ies  o r   class es.  T h is   p r o ce s s   en ab les  t h e  s y s tem   to   e x tr ac t   m ea n in g f u l in f o r m atio n   f r o m   t h e  v id eo   d ata,   f ac ilit atin g   task s   s u ch   as su r v eillan ce ,   tr ac k in g ,   o r   a n aly s is .   T ab le  1   p r o v id es   a  c o m p r e h e n s iv e  b r ea k d o wn   o f   t h e  v id e o   s am p les  u tili ze d   f o r   test in g   p u r p o s es.  Sp ec if ically ,   a  to tal  o f   s ev en   v id eo s   wer e  d e d icate d   to   k n if e  d etec tio n ,   co llectiv e ly   s eg m en ted   in to   ap p r o x im ately   3 5 , 6 0 0   f r am es,   ea ch   ex clu s iv ely   d ep ictin g   k n iv es.  Ad d itio n ally ,   ei g h t  v id eo s   wer e  allo ca ted   f o r   g u n   d etec tio n ,   s eg m en te d   i n to   ap p r o x im ately   4 2 , 3 4 0   f r a m es,  ea ch   s o lely   co n tain i n g   g u n s .        T ab le  1 .   Nu m b er   o f   an n o tated   f r am es a n d   n u m b e r   o f   v id eo s   W e a p o n s   N o .   o f   f r a m e s   N o .   o f   v i d e o s   K n i f e   3 5 , 6 0 0   7   G u n   4 2 , 3 4 0   8   To t a l   7 7 , 9 4 0   15       3 . 3 . 2 .   Ana ly s is   Af ter   o b ject  id en tific atio n ,   th e  f r am es  co n tain in g   th e  d ete cted   o b jects  ar e  s u b jecte d   to   a  tr ain in g   p h ase.   Du r i n g   th is   p h ase,   th e   s y s tem   lear n s   f r o m   t h e  d etec ted   o b jects  to   im p r o v e  its   ab ili ty   to   r ec o g n ize  a n d   class if y   s im ilar   o b jects  in   th e  f u tu r e.   T h e  tr ain in g   d ata,   co m p r is in g   th e  d etec ted   o b jects,  is   u s ed   to   r ef in e  th e   s y s tem ' s   u n d er s tan d in g   o f   o b j ec t f ea tu r es a n d   ch ar ac ter is tics .   T h e  tr ain in g   d ata  is   th en   f ed   in to   a  class if icatio n   m o d el,   s u ch   as  VGG1 6 ,   r ec o g n ized   f o r   its   ef f icac y   in   im ag e  class if icatio n   en d ea v o r s .   VGG1 6   h as  m u ltip le  lay er s   o f   c o n v o lu tio n   an d   p o o lin g   o p er atio n s   t h at  lear n   h i er ar ch ical  ch a r ac ter is tics   ex tr ac ted   f r o m   th e   in p u t  im ag es,  en ab lin g   ac cu r ate  cl ass if icatio n .   I n   th e  tr ain in g   p r o ce s s ,   VGG1 6   lear n s   to   as s o ciate   th e  d etec ted   o b jects with   s p ec if ic  class es o r   ca teg o r ies.     3 . 3 . 3 .   Act io n   Up o n   d etec tio n   o f   o b jects  s u c h   as  g u n s   o r   k n iv es  b y   t h e  m o d el,   a  n o tific atio n   s ig n al  is   g e n er ated   a n d   tr an s m itted   to   th e  R asp b er r y   Pi.  Up o n   r ec eiv in g   th is   n o t if icatio n ,   th e  R asp b er r y   Pi  in itiates   a  r esp o n s e  m ec h an is m ,   wh ic h   in cl u d es  a ctiv atin g   a   b u zz e r   to   s o u n d   a n   alar m .   T h is   alar m   s er v es  a s   an   aler t   to   n o tif y   r elev an t p ar ties   ab o u t th e  p r esen ce   o f   p o ten tially   d a n g er o u s   o b jects.     3 . 4 .     VG G 1 6   m o del   VGG1 6   is   a  co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN)   ar ch i tectu r e  s p ec if ically   d esig n ed   f o r   im a g e   class if icatio n   an d   r ec o g n itio n   task s .   T h is   ar ch itectu r e  ex ce ls   at  id en tify in g   an d   ca teg o r i zin g   o b jects  with in   im ag es.  Fig u r e   6   d is p lay s   a   r an g e  o f   s am p le  im ag es   f r o m   t h e  s tan d ar d   c o m m o n   o b jects  i n   co n tex t  ( C OC O)   d ataset,   wh ich   ar e  f o r m atted   a s   ". jp g "  f iles .   Sp ec if ically ,   Fig u r e  6 ( a)   th r o u g h   Fig u r e   6 ( e )   s h o w  s am p le   im ag es  o f   g u n s ,   wh ile  Fig u r e  6 ( f )   t h r o u g h   Fig u r e  6 ( j)   p r esen t sam p le   im ag es o f   k n iv es.                   ( a)   ( b )   ( c)   ( d )   ( e)                       (f)   ( g )   ( h )   ( i)   ( j)     Fig u r e  6 .   Sam p le  im a g es f r o m   g ath er ed   d ataset   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 1 9 8 - 7 2 1 0   7206   T h e  ar ch itectu r e  co n s is ts   o f   f i v e  d is tin ct  lay er s ,   ea c h   s er v i n g   a  s p ec if ic  f u n ctio n   with in   th e  s y s tem .   T h ese  lay er s   wo r k   to g eth e r   to   en s u r e  th e   s ea m less   o p er atio n   an d   in teg r atio n   o f   th e  o v er a ll  d esig n .   Fig u r e   7   p r o v id es a   d etailed   illu s tr atio n   o f   th ese  lay er s ,   h ig h lig h tin g   t h eir   in d iv id u al  r o les an d   in ter a ctio n s .   −   I n p u t  lay e r :  VGG1 6   tak es  an   in p u t  im a g e  o f   f ix ed   s i ze   ( u s u ally   2 2 4 × 2 2 4   p ix els) ,   b u t  we  tak e    300 × 3 0 0   p i x els.   −   C o n v o lu tio n   lay er s :  VGG1 6   co m p r is es  o f   1 3   c o n v o lu tio n al  lay er s ,   ea ch   s u cc ee d ed   b y   a  R eL U  ac tiv atio n   f u n ctio n   an d   3 × 3   co n v o lu tio n al  f ilter s .   T h ese   co n v o lu tio n al   lay er s   ar e   s tr u ctu r ed   to   d etec t v ar io u s   f ea tu r es   in   th e  in p u t  im ag e,   s u ch   as  ed g es,  tex tu r es,  an d   s h ap es,  at  d if f er en t  lev els  o f   ab s tr ac tio n .   R eL U  is   m ath em atica lly   d ef in e d   as ,     ( ) = ma x   ( 0 , )     w h er e    is   th e  in p u t to   th e  f u n ct io n .   −   Po o lin g   l ay er s :  Af ter   s o m e  c o n v o lu ti o n al  la y er s ,   VGG1 6   em p lo y s   m a x - p o o lin g   lay er s   with   2 × 2   f ilter s   an d   a   s tr id e  o f   2 .   Po o lin g   lay er s   r ed u ce   th e   s p atial  d im e n s io n s   o f   th e   f ea tu r e  m a p s ,   m a k in g   th e   n etwo r k   m o r e  co m p u tatio n ally   ef f icien t a n d   r ed u cin g   t h e  r is k   o f   o v e r f itti n g .   −   Fu lly   co n n ec ted   lay er s :  VGG1 6   co n tain s   th r ee   f u lly   c o n n ec ted   lay er s   f o llo wed   b y   R eL U  ac tiv atio n   f u n ctio n s .   T h e  f ir s t  two   f u lly   co n n e cted   lay e r s   h av e   4 , 0 9 6   n eu r o n s   ea ch ,   an d   th e   th ir d   f u lly   co n n ec ted   lay er   h as  1 , 0 0 0   n e u r o n s ,   wh i ch   co r r esp o n d   to   th e  1 , 0 0 0   c lass es  in   th e  d ataset  VGG1 6   was  o r ig in ally   tr ain ed   o n .   −   Ou tp u t  lay er :   T h e   o u tp u t  lay e r   o f   VGG1 6   u s es  th e  s o f tm ax   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   wh ich   co n v er ts   th e  f in al   lay er ' s   o u tp u ts   in to   p r o b ab ilit ies.  T h is   co n v o lu tio n al  lay er   is   r esp o n s ib le  f o r   th e  d etec tio n   o f   wea p o n s   with in   th e  in p u t  im a g es.  T h e   r esu ltan t  o u tp u t  f ea tu r e  m ap s ,   wh ich   h ig h lig h t  t h e  p r esen ce   o f   d etec ted   wea p o n   f ea tu r es,  ar e  d e p icted   in   Fig u r es 8 ( a)   a n d   8 ( b ) .           Fig u r e  7 .   VGG  1 6   co n v o lu tio n   n eu r al  n etwo r k                   Fig u r e  8 .   Ou t p u t o f   m alicio u s   o b ject  d etec ted   ( a )   k n i f e  an d   ( b )   g u n       3 . 5 .     I nte rf a cing   s y s t em s :   t ra ns m i t t ing   pa ck et s   t o   Ra s pb er ry   P i   W ir esh ar k   ca n   in d ee d   b e   u s ed   to   an aly ze   th e  n etwo r k   tr a f f i c  b etwe en   a  s y s tem   an d   a  R asp b er r y   Pi.  B y   ca p tu r in g   a n d   in s p ec tin g   th e  p ac k ets s en t b etwe en   th ese  d ev ices,  y o u   ca n   tr o u b lesh o o t c o n n ec tiv ity   is s u es,  an aly ze   p r o t o co ls ,   an d   e n s u r e  th e  s ec u r ity   o f   th e  c o m m u n icatio n .   T h is   ca n   b e  p ar ticu lar ly   u s ef u l  wh en   s ettin g   u p   n etwo r k ed   a p p licatio n s   o r   d iag n o s in g   n etwo r k - r elate d   p r o b le m s   in   p r o jects  in v o lv in g   R asp b er r y   Pi .   R ec eiv in g   th e  s im p le  s er v ice  d is co v er y   p r o to c o l  ( SS DP)   p a ck ets  f r o m   t h e  s y s tem   I P  ad d r ess   to   R asp b er r y   Pi,  as  illu s tr ated   in   Fig u r e  9 .   W h en   th e  s y s tem   d etec ts   g u n s   o r   k n iv es,  it  tr ig g er s   a  n o tific atio n   to   b e  s en t  to   t h e   R asp b er r y   Pi,  wh ich   in   tu r n   ac tiv ates a n   aler t b u zz   to   t h e  p u b lic.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       A  d ee p   lea r n in g - b a s ed   s u r ve illa n ce   s ystem  fo r   en h a n cin g   p u b lic   …   ( S h r ee d ev i Ka r ep p a   S a n a p a n n a v a r )   7207       Fig u r e  9 .   Pack ets f r o m   th e  s y s tem   to   R asp b er r y   Pi       4.   RE SU L T S   T h e  o u tp u t  f r o m   th e  VGG1 6   m o d el  is   au to m atica lly   s av ed   as  a  . tx t  f ile  o n   t h e  lo ca l   d ev ic e  as  s h o wn   in   Fig u r e  9 .   Su b s eq u e n tly ,   th i s   tex t  f ile  is   tr an s m itted   f r o m   th e  clien t  s id e,   r u n n in g   Py th o n   3 . 1 2 . 3   o n   a  lo ca l   d ev ice,   t o   th e   s er v er ,   wh ich   is   h o s ted   o n   a   R asp b er r y   Pi.  I f   t h e  s er v er   r ec eiv es d ata  in d icatin g   a n   in te g er   v alu e   o f   1 ,   s ig n if y in g   th e  d etec tio n   o f   a  Gu n   o r   Kn if e,   it  tr ig g er s   an   aler t  v ia  a  b u zz e r   co n n ec ted   to   th e  R asp b er r y   Pi.  Oth er wis e,   it d is p lay s   th e  m ess ag e  “ YOU  AR E   I N  SA F E . ”   T h e  r esu lts   ar e  s h o wn   b elo w.   W h en   f ir ea r m s   ar e  d etec ted ,   th e  r esu lts   will  b e  d is p lay ed   o n   th e  clien t - s id e  in ter f ac e,   p r o v id in g   im m ed iate  f ee d b ac k   to   u s er s .   Simu ltan eo u s ly ,   th is   in f o r m atio n   will  also   b e  s h o wn   o n   th e  s er v er - s id e   in ter f ac e,   e n s u r in g   th at  th e   d a ta  is   av ailab le  f o r   b ac k en d   p r o ce s s in g   an d   m o n ito r in g .   Fig u r e  1 0   d em o n s tr ates  h o w  th e  r esu lts   ap p ea r   o n   th e  clien t - s id e  in ter f ac e,   w h ile  Fig u r e  1 1   illu s tr ates  th eir   p r esen tatio n   o n   th e  s er v er - s id e  in ter f ac e.   I f   n o   f ir ea r m s   a r e  d etec ted ,   a   n o tific atio n   m ess ag e  will  b e  d is p lay ed   o n   th e  clien t - s id e   i n ter f ac e  t o   in f o r m   u s er s   o f   th e  a b s en ce   o f   th r ea ts .   At  th e  s am e  tim e,   th is   s tatu s   m es s ag e  will a l s o   b e  s h o wn   o n   th e  s er v er - s id e  in ter f ac e,   en s u r in g   th at  b ac k en d   s y s tem s   ar e  u p d ated   a cc o r d in g l y .   Fig u r e  1 2   illu s tr at es  h o w  th is   m es s ag e   ap p ea r s   o n   t h e  clien t - s id e  in ter f ac e,   wh ile  Fig u r e  1 3   s h o ws its   p r esen tatio n   o n   t h e  s er v er - s i d e  in ter f ac e.           Fig u r e  1 0 .   Dete cted   f ir ea r m s   o n   clien t - s id e  o u tp u t           Fig u r e  1 1 .   Dete cted   f ir ea r m s   o n   s er v er - s id e  o u tp u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.