H.265在智能分析儀上的應用

2014年可以說是H.265的元年，海思推出首款H.265的編碼芯片3516A，隨著這顆具有跨時代意義芯片的誕生，高清時代所必須的高清晰、低帶寬實現(xiàn)了“更上一層樓”。從H.264誕生到今年已經有十個年頭，在這十年間H.264對推動高清的發(fā)展和普及立下了汗馬功勞，從而實現(xiàn)了“江湖一統(tǒng)”的局面。

　　目前市面上幾乎所有的網絡編碼都是基于H.264編碼，但是隨著對分辨率要求的不斷提升，更大路數的聯(lián)網以及存儲空間的激增，讓H.264的編碼壓縮變得越來越難以應付?；谶@一點，H.265在2013年1月被國際電聯(lián)(ITU)通過為下一代高清標準，通過提供更多不同的工具來降低碼率，在同等帶寬條件下，H.265將原有畫質提升50%，為整個安防行業(yè)帶來新的變革。H.264統(tǒng)治了過去的十年，而未來的五年甚至十年，將會被H.265所引領，開啟安防新的時代。

　　如果說H.265給高清IPC帶來了前所未有的機遇，那么后端的相關產品同樣也迎來了契機，接入帶寬更大了，存儲能力更強了，豐富的智能分析功能。說到智能分析，就不得不說H.265后端的芯片3536，這是海思針對H.265推出的一款編解碼芯片，下面我們先看看這款新品的主要參數：業(yè)界第一顆專業(yè)H.265/HEVC超高清視頻監(jiān)控存儲和顯示產品處理器Hi3536。該Hi3536處理器采用海思半導體高性能的視頻編解碼器，最高可實時解碼16路1080P H.265/HEVC視頻流或者4路4K H.265/HEVC視頻流，支持視頻以4K@60幀的速率顯示，或者同時支持多達9路1080P@30幀高清顯示輸出。同時，Hi3536靈活的高性能4核ARM Cortex-A17處理器(性能是同頻率Cortex-A9處理器的1.6倍)，主頻高達1.6GHz，同時集成一顆ARM頂級GPU---Mali T720，支持客戶實現(xiàn)各種完美的UI和智能相關輔助功能設計，并配合海思半導體自有的第二代智能分析協(xié)處理單元IVE2.0，提供車牌、周界、人臉識別等多達40種智能分析應用。Hi3536集成多達4個SATA3.0接口，滿足超高清存儲需求，同時支持雙GMAC，網絡速率高達640Mbit/秒。

　　相比之前的3535除了提升接入和解碼能力外，更重要一點是智能分析相比之前有了很大程度的提升，這樣使得智能分析精準度更高，功能更加全面。天地偉業(yè)針對目前監(jiān)控針對智能分析功能的需求推出重磅產品：智能分析儀。智能分析儀通過對監(jiān)控攝像機拍攝視頻進行實時的分析，檢測監(jiān)控畫面中出現(xiàn)的異常事件，觸發(fā)即時的報警，把用戶現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機變得“智能”。

　　隨著整個社會對生命財產安全的關注日益增加，越來越多的視頻監(jiān)控系統(tǒng)被安裝和使用。這些視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅包括在普通建筑物、企業(yè)內部安全保衛(wèi)等方面的應用，也大量地被應用于國防、社會安全、交通管理等眾多領域。

　　不僅被安裝和使用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越多，每個視頻監(jiān)控系統(tǒng)中所部署的監(jiān)控攝像機數量也急劇增加。數量眾多的監(jiān)控攝像機為保障社會安全，加強企業(yè)管理等方面帶來了很多的便利，但是，如何合理有效地利用監(jiān)控攝像機的拍攝畫面也為安防系統(tǒng)的設計和維護，以及這些系統(tǒng)的日常使用帶來了越來越大的挑戰(zhàn)。

　　現(xiàn)在所廣泛使用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控攝像機畫面通常直接被硬盤錄像機(DVR/NVR)進行錄像存儲，以備事后查看，并不能實時地檢測到監(jiān)控畫面中的異常事件。有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中把部分攝像機的監(jiān)控畫面通過電視墻等設備進行顯示，由安全保衛(wèi)人員肉眼進行畫面的實時觀察，希望能發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面中的異常事件。然而，科學實驗發(fā)現(xiàn)，面對眾多來自攝像機的監(jiān)控畫面，無論多么有責任心的安全保衛(wèi)人員，都無法長期保持足夠的注意力來發(fā)現(xiàn)畫面中所有的異常事件。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的方案設計者和用戶迫切地需要能夠每天24小時連續(xù)工作，不會有注意力無法集中問題，永不疲倦的“安全保衛(wèi)人員”。

　　天地偉業(yè)的智能視頻分析技術，采用具有自主知識產權的獨特技術，通過對音視頻監(jiān)控內容的實時分析幫助提升監(jiān)控效率。與傳統(tǒng)的視頻運動偵測技術不同，采用先進的運動目標檢測與跟蹤技術(VOT，Video Object Tracking)，能分析畫面中的運動目標，而不是所有的畫面變化，從而可以濾除監(jiān)控畫面中光影、樹葉、潮汐等非重要內容的變化，專注于用戶實際關心的異常事件，減少誤報。

　　通過對視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控畫面進行實時的分析，根據監(jiān)控畫面中運動目標的行為特征和用戶自行設定的判斷規(guī)則，判斷畫面中是否出現(xiàn)了異常事件。當有異常事件發(fā)生的時候，不但可以在實時視頻中疊加目標跟蹤軌跡和突出報警顯示，而且可以通過TCP/IP網口、RS485串口按照通訊協(xié)議輸出即時報警信息或實現(xiàn)聯(lián)動報警，IO輸出外端子也可外接觸發(fā)聲光報警器進行報警，提醒安全保衛(wèi)人員注意當前畫面。豐富的報警接口使該設備可自如地無縫接入任何形式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，使普通視頻監(jiān)控系統(tǒng)在最短的時間內采用最簡易的方式迅速升級成為具有智能分析自動報警功能的智能化監(jiān)控報警安防系統(tǒng)。

　　智能分析儀不僅可以接入模擬視頻，還可以接入高清/標清的網絡視頻，具體接入方式如下：

　　1、模擬視頻輸入，模擬視頻輸出。適用于模擬監(jiān)控方案，前端模擬攝像機或球云臺接入到視頻分析器，視頻分析器根據需要對圖像做相應的視頻分析功能的疊加，對疊加分析功能后的視頻還是模擬輸出，可以連接矩陣、DVR、監(jiān)視器等主控設備，具有報警輸入和報警聯(lián)動輸出。

　　2、模擬視頻輸入，數字視頻輸出。適用于模數混合的監(jiān)控方案，前端模擬攝像機或球云臺接入到視頻分析器，視頻分析器具有編碼功能，可以將模擬視頻和視頻分析功能進行H.264編碼后IP輸出，可以連接NVR、IPSAN等設備，可以通過網絡視頻解碼器對數字視頻進行解碼還原模擬視頻，連接顯示設備，還原的視頻具有視頻分析功能，具有報警輸入和報警聯(lián)動輸出。

　　3、數字視頻輸入，數字視頻輸出。適用于全數字監(jiān)控方案，前端高清或標清攝像機或球云臺接入到視頻分析器，視頻分析器根據需要對圖像做相應的視頻分析功能的疊加，對疊加分析功能后的視頻采用與輸入相同的視頻分辨率輸出，可以連接NVR、IPSAN等設備，可以通過高清或標清網絡視頻解碼器對數字視頻進行解碼還原高/標清視頻，連接顯示設備，還原的視頻具有視頻分析功能，具有報警輸入和報警聯(lián)動輸出。

　　天地偉業(yè)智能分析儀安裝靈活方便，采用工業(yè)級設計，可以承受-35℃～70℃的溫度環(huán)境，無論是放到前端還是中心機房完全根據現(xiàn)場的實際需要。如果硬件已經非常突出，那智能分析功能就更是它的特色之處。

智能分析技術

　　智能分析技術支持各種智能應用及擴展，可實現(xiàn)區(qū)域警戒、人口密度、圖像異常、車輛人員流量統(tǒng)計、車牌識別、人臉監(jiān)測甚至面部識別比對等功能，通過與綜合平臺管理系統(tǒng)的結合，對信息分類處理，為實時報警和后續(xù)錄像回放提供準確信息分析服務。主要應用特點舉例如下：

　　區(qū)域警戒：對于用戶設定區(qū)域內的人員移動自動監(jiān)測和報警，比如檢測是否有行人或車輛進入預定區(qū)域(或越線)并提示報警，在此技術上，可擴展人員擁擠聚集監(jiān)測。

　　行為分析：對于人員打架斗毆或劇烈運動自動監(jiān)測和報警。

　　車牌識別：對車輛的車牌進行抓拍并識別。

　　物品遺留/物品丟失：對于可疑人物或車輛在指定的區(qū)域內長時間徘徊或停留自動監(jiān)測和報警，當其余內的人物或車輛突然消失時自動監(jiān)測和報警。

　　人流量統(tǒng)計：對于指定一個/多個出入口或單一方向/雙向的人群流動自動監(jiān)測，提供比較準確的人群流動量和人群流動方向的統(tǒng)計分析。在此技術上，可以對人群密度分級，設定閥值及時預警，避免造成擁擠**故。

　　離崗檢測：對視頻區(qū)域內設定特殊區(qū)域，對特殊區(qū)域內的人員離開進行監(jiān)測。

　　智能跟蹤：當有人或物體以運動的方式進入視頻圖像范圍內時，前端智能分析設備聯(lián)動球型攝像機或云臺跟蹤，同時聯(lián)動攝像機變倍和聚焦看清楚人或物。同時可以配合入侵檢測功能，設定警戒線或警戒區(qū)域，當有觸發(fā)的情況發(fā)生時，進行聯(lián)動跟蹤。

　　聚集檢測：目標在限定的檢測范圍之內，人數從少突然增多時，觸發(fā)報警。

　　人臉檢測：對經過設定區(qū)域的行人進行人臉檢測和跟蹤，篩選出人臉圖像實時布控，并為后期查詢提供依據。

　　智能分析技術可以有多種應用方式，不但可以在前端攝像機中集成，還可以在后端管理平臺軟件中實現(xiàn)，可以根據實際項目的需求和成本預算靈活配置。智能分析技術的優(yōu)劣主要考量準確率，這就對現(xiàn)場攝像機的選型和部署提出了具體要求，比如人流量統(tǒng)計可應用于大門、樓道和電梯口甚至室外通道等，需要考慮攝像頭與地面夾角、攝像機與人流方向夾角、光照條件和天氣狀況(晴天陰天和雨雪均會帶來不同影響)。

　　視頻診斷技術

　　視頻診斷技術可對各種圖像質量進行綜合評估，給出視頻的品質評價結果，對視頻圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結、增益失衡和云臺失控等常見攝像頭故障做出準確判斷并發(fā)出報警信息。該系統(tǒng)還可以檢測視頻信號有無和前端云臺攝像機的運行情況，有效預防因硬件導致的圖像質量問題及所帶來的不必要的損失，并及時檢測破壞監(jiān)控設備的不法行為。主要檢測內容舉例如下：

　　信號缺失檢測：自動檢測因前端云臺、攝像機工作異常、損壞、人為惡意破壞或視頻傳輸環(huán)節(jié)故障而引發(fā)的間發(fā)性或持續(xù)性的視頻缺失現(xiàn)象。

　　清晰度異常檢測： 自動檢測視頻中由于聚焦不當、鏡頭損壞或異物遮蔽引起的視野主體部分的圖像模糊。自動檢測鏡頭對準無意義物體的情況。

　　信號亮度異常檢測：自動檢測視頻中由于攝像頭故障、增益控制紊亂、照明條件異?；蛉藶閻阂庹趽醯仍蛞鸬漠嬅孢^暗、過亮或黑屏。

　　視頻噪聲檢測：自動檢測視頻圖像中混有雜亂的“橫道”、“波紋”、或一陣陣雜亂的飛點、刺、線狀干擾導致的圖像模糊、扭曲、雪花、抖動或滾屏等噪聲現(xiàn)象。

　　視頻偏色檢測：自動檢測由于線路接觸不良、外部干擾或攝像頭故障等原因造成的視頻中的畫面偏色現(xiàn)象，主要包括全屏單一偏色或多種顏色混雜的帶狀偏色。

　　視頻診斷技術也包括多種應用方式，可以集成在前端攝像機，但更適于部署在后端管理軟件系統(tǒng)中，在聯(lián)網系統(tǒng)中，使用更加靈活，通過定時巡檢網絡內的所有視頻，及時發(fā)現(xiàn)故障，加快維修的反應速度，保證系統(tǒng)可靠運行。

　　安防市場在經歷了14年的價格戰(zhàn)、同質化等洗禮之后，整個發(fā)展的步伐越加穩(wěn)健，可以遇見未來的趨勢一定是朝著高分辨率，高幀率，高智能、低帶寬占用這四個方向發(fā)展。H.265的推出可謂是占據了天時、地利、人和。天地偉業(yè)作為海思的基線客戶之一同步推出獨具特色的智能系列產品將智能化應用邁向了一個新臺階，更貼近實戰(zhàn)的智能，更貼近用戶的實用。H.265讓我們15年拭目以待。