淺談視頻智能化的發(fā)展與應(yīng)用
一、前端智能VS后端智能
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/332980.htm目前安防行業(yè)智能分析主要分為兩類實(shí)現(xiàn)方式:即前端硬件分析和后端服務(wù)器分析。
在智能化發(fā)展進(jìn)程中,很長一段時(shí)間內(nèi),國內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能分析功能都是采用中心分析的方式來實(shí)現(xiàn),即通過智能分析服務(wù)器獲取前端攝像機(jī)采集的視頻流,將視頻流中的靜態(tài)背景與動(dòng)態(tài)移動(dòng)目標(biāo)分離,根據(jù)預(yù)設(shè)的不同規(guī)則提取出目標(biāo)的相關(guān)信息,一般來說其又可分為存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)分析與前端視頻實(shí)時(shí)分析。存儲(chǔ)視頻分析側(cè)重于如何更方便、更簡單有效地“事后查證”,把有價(jià)值的信息從海量的數(shù)據(jù)中盡快檢索出來,最常見的應(yīng)用是智能視頻濃縮和智能視頻摘要。前端視頻實(shí)時(shí)分析則側(cè)重于“事中報(bào)警”形成強(qiáng)大的預(yù)警系統(tǒng),根據(jù)不同的分析算法產(chǎn)生不同的智能應(yīng)用,比如智能行為分析:一旦發(fā)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)在設(shè)定的報(bào)警區(qū)域內(nèi)進(jìn)入、翻越、停止、徘徊、離開等行為或者在警戒區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的遺留物或者物體的搬移超過設(shè)定的時(shí)間等就會(huì)觸發(fā)報(bào)警,這種方式將監(jiān)控應(yīng)用的被動(dòng)局面轉(zhuǎn)化為事件發(fā)生即報(bào)警通知相關(guān)人員部門采取預(yù)案的主動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)。后端智能因?yàn)椴捎梅?wù)器集中處理模式,計(jì)算性能大大增強(qiáng),能夠同時(shí)運(yùn)行多種功能算法,同時(shí)兼容性強(qiáng),但后端智能基本都采用服務(wù)器運(yùn)行模式,穩(wěn)定性投入相對較大,同時(shí)后端存儲(chǔ)管理和傳輸帶寬的壓力比較大。
近幾年前端智能化發(fā)展很迅速,目前市面上越來越多的智能前置產(chǎn)品層出不窮。從目前來看,前端智能化分析產(chǎn)品的形態(tài)主要有:智能分析儀、DVS、智能IPC。智能分析儀和智能分析DVS的主要區(qū)別在于,智能分析儀采集的是模擬信號,其有一個(gè)環(huán)出,能把移動(dòng)目標(biāo)的軌跡在輸出上得以體現(xiàn),方便客戶監(jiān)看。智能分析DVS輸入的也是模擬信號,但輸出的是數(shù)字信號,其有自己的報(bào)警輸出,可以設(shè)置規(guī)則,報(bào)警對接相關(guān)的聯(lián)動(dòng)報(bào)警設(shè)備,比如喇叭、警笛、警燈、發(fā)郵件、短信、彩信、視頻等。從目前來看,智能前置方式有效解決了后端智能分析存在的一些問題,成為近年來智能發(fā)展的新方向。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)有:比如精確度和實(shí)時(shí)性提升,規(guī)避了單點(diǎn)故障,降低風(fēng)險(xiǎn),保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性,系統(tǒng)建設(shè)成本降低,節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬等。
但我們也應(yīng)清晰認(rèn)識到,前端智能不是萬能的,其也有不可忽視的短板:第一,智能前置對攝像機(jī)的性能要求很高,“智能”一般都依賴于對應(yīng)的軟硬件計(jì)算能力,因此攝像機(jī)必須具備足夠強(qiáng)大的芯片才能支撐起多種智能分析算法,這樣無形增加了硬件的成本,提升了產(chǎn)品的價(jià)格。如果把算法集成在硬件配置低的攝像機(jī)上,處理速度慢就會(huì)影響分析效果。第二,如果前端已經(jīng)裝好了其他廠家的IPC設(shè)備,項(xiàng)目需要增加智能分析,那么分析設(shè)備的兼容性是比較大的挑戰(zhàn)。另外,在原有的監(jiān)控系統(tǒng)增加分析,往往需要重復(fù)安裝攝像頭,這不利于舊的項(xiàng)目改造,更不利于一些原有系統(tǒng)比如已經(jīng)采用多廠家的IPC增加分析的要求。第三,前端分析只能分析單路,對于有多路分析需求的項(xiàng)目往往成為前端分析的一個(gè)短板。因此,雖然智能前置有很多優(yōu)勢,但目前還不能完全替代后端智能分析的方式。智能前置化趨勢不意味著后端將走向末路,今后兩者的發(fā)展會(huì)出現(xiàn)明顯的分工,同時(shí)各自的定位會(huì)逐漸清晰。
二、智能分析的廠家類型
從目前行業(yè)的發(fā)展來看,現(xiàn)在國內(nèi)做智能分析的廠家有專門做特征分析的,也有做行為分析的廠家,這些廠家中又分有專賣智能算法類的,一般這類廠家會(huì)找一些做IPC設(shè)備的廠家進(jìn)行合作,把自己的算法集成在設(shè)備廠家的IPC產(chǎn)品上面,這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是價(jià)格比較低,使用簡單。目前智能算法需要有比較強(qiáng)有力的設(shè)備硬件支持,由于各個(gè)廠家的IPC設(shè)備質(zhì)量各不相同,這樣就造成各家產(chǎn)品的分析效果和效率差異很大。還有一類企業(yè)是專賣智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或者智能分析儀、智能分析編碼器,這類廠家目前比較流行,但其問題是用戶買了智能的IPC,如果供應(yīng)商不提供配套的智能分析管理軟件,那么報(bào)警分析的結(jié)果不好處理,另外在應(yīng)用中還牽涉到與其他系統(tǒng)及平臺的接入。智能分析不僅要有分析結(jié)果,更重要的是對報(bào)警結(jié)果的應(yīng)用,目前這對各個(gè)廠家來說是一個(gè)短板。第三,專賣中心視頻分析服務(wù)器類的廠家,這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是產(chǎn)品兼容性強(qiáng),分析性能有保障,分析結(jié)果能很好處理。
總的來說,目前智能分析技術(shù)的發(fā)展還是不太均衡,有些廠家有算法但沒有很好的產(chǎn)品形態(tài),有些廠家有算法和產(chǎn)品但沒有配套的智能分析系統(tǒng)管理軟件,這些都大大制約了產(chǎn)品的推廣與客戶的使用。這些都需要廠家持續(xù)發(fā)展,智能分析才能有更好的進(jìn)步。
三、產(chǎn)品的應(yīng)用情況
智能分析經(jīng)過這么多年的發(fā)展,其技術(shù)和產(chǎn)品形態(tài)呈現(xiàn)百家爭鳴、百花齊放的局面,其大分類可以分為安全類應(yīng)用和非安全類應(yīng)用,安全類的智能分析包括:高級移動(dòng)偵測、物體的搬移和遺棄物、物體的跟蹤、人物的面部識別、車輛識別、非法滯留、煙火檢測等。非安全類主要有:人流統(tǒng)計(jì)、人體行為分析(打架、搶奪、突然倒地)、人群控制、人物面部識別、注意力控制、交通流量控制、車輛識別與檢測。近年來,與安全相關(guān)的智能視頻分析是最主要的應(yīng)用,目前安防領(lǐng)域的產(chǎn)品應(yīng)用可以區(qū)分為:特征分析,這主要是針對靜態(tài)的物體特征進(jìn)行分析,比如人面識別、車牌識別、顏色識別等;智能行為分析,主要針對移動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行分析,它又分為常見行為分析和異常行為分析。常見行為分析主要包括入侵、進(jìn)入、離開、出現(xiàn)、消失、徘徊、方向、物體搬移、遺棄物等,異常行為分析主要有突然加速、劇烈運(yùn)動(dòng)、起身、人群聚集、突然跌倒等;另外還有一些工業(yè)上用的智能分析,比如產(chǎn)品的擺放方向、產(chǎn)品是否有瑕疵、產(chǎn)品是否有油污等,這些可以叫圖像對比分析。
從目前來看,最能給客戶帶來良好體驗(yàn)并被客戶認(rèn)可的應(yīng)用主要是正常行為分析,即常應(yīng)用于監(jiān)獄、看守所、油庫、電站、博物館等周邊的周界功能、入侵、徘徊檢測、電子圍墻等,另外商業(yè)客流統(tǒng)計(jì)也因準(zhǔn)確度高越來越受到客戶好評。對于異常行為分析,比如人群聚集、劇烈運(yùn)動(dòng)(原來叫打架誤報(bào)太多后改為劇烈運(yùn)動(dòng))、起身檢測等,這些主要應(yīng)用在特殊領(lǐng)域的特殊需求,比如平安城市維穩(wěn)需要,監(jiān)獄監(jiān)倉的防止打架斗毆的需要等等,這些應(yīng)用由于行為規(guī)律性不強(qiáng),應(yīng)用場景復(fù)雜,誤報(bào)率比較高,影響客戶的使用體驗(yàn)和使用的滿意度,這是目前各個(gè)廠家需要突破的技術(shù)問題。
對于目前的應(yīng)用挑戰(zhàn),如光線的過大變化,場景里跟蹤目標(biāo)過于密集比如擁擠的火車站,冷光源比如車燈、電燈的影響,影子的影響,行動(dòng)過快的物體等等,這些問題大多數(shù)都是目前算法技術(shù)無法很好解決的。但對于光線方面,如果采用熱成像將能很好地解決,但目前熱成像產(chǎn)品的價(jià)格昂貴,一些客戶對其應(yīng)用望而卻步。另外,對于目前智能分析算法而言,想要達(dá)到理想的分析效果,也需要注意攝像機(jī)的安裝高度和角度問題,比如周界高度在5米以上,角度要大于15度,計(jì)數(shù)攝像機(jī)安裝高度在2米以上角度要大于45度,最好是90度垂直向下,比如跟蹤球的高度要在4米以上等等,另外要準(zhǔn)確地對畫面里的目標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn),只有這樣才能更好地保證分析的效果。筆者接觸的客戶就有因安裝攝像機(jī)角度問題影響分析效果的,所以在應(yīng)用上對于低照度、高度、角度、視野等的選擇與把握都很重要。因?yàn)橹悄芊治霾⒎侨f能,它是在一定環(huán)境、一定安裝要求、一定設(shè)置,一定規(guī)則下才能達(dá)到最好的效果,才能最大限度的提升客戶的滿意度。
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