淺談視頻智能化的發(fā)展與應用

　　一、前端智能VS后端智能

　　目前安防行業(yè)智能分析主要分為兩類(lèi)實(shí)現方式：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(cháng)一段時(shí)間內，國內視頻監控系統的智能分析功能都是采用中心分析的方式來(lái)實(shí)現，即通過(guò)智能分析服務(wù)器獲取前端攝像機采集的視頻流，將視頻流中的靜態(tài)背景與動(dòng)態(tài)移動(dòng)目標分離，根據預設的不同規則提取出目標的相關(guān)信息，一般來(lái)說(shuō)其又可分為存儲視頻數據分析與前端視頻實(shí)時(shí)分析。存儲視頻分析側重于如何更方便、更簡(jiǎn)單有效地“事后查證”，把有價(jià)值的信息從海量的數據中盡快檢索出來(lái)，最常見(jiàn)的應用是智能視頻濃縮和智能視頻摘要。前端視頻實(shí)時(shí)分析則側重于“事中報警”形成強大的預警系統，根據不同的分析算法產(chǎn)生不同的智能應用，比如智能行為分析：一旦發(fā)現移動(dòng)目標在設定的報警區域內進(jìn)入、翻越、停止、徘徊、離開(kāi)等行為或者在警戒區域內出現的遺留物或者物體的搬移超過(guò)設定的時(shí)間等就會(huì )觸發(fā)報警，這種方式將監控應用的被動(dòng)局面轉化為事件發(fā)生即報警通知相關(guān)人員部門(mén)采取預案的主動(dòng)預警系統。后端智能因為采用服務(wù)器集中處理模式，計算性能大大增強，能夠同時(shí)運行多種功能算法，同時(shí)兼容性強，但后端智能基本都采用服務(wù)器運行模式，穩定性投入相對較大，同時(shí)后端存儲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(lái)越多的智能前置產(chǎn)品層出不窮。從目前來(lái)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)目標的軌跡在輸出上得以體現，方便客戶(hù)監看。智能分析DVS輸入的也是模擬信號，但輸出的是數字信號，其有自己的報警輸出，可以設置規則，報警對接相關(guān)的聯(lián)動(dòng)報警設備，比如喇叭、警笛、警燈、發(fā)郵件、短信、彩信、視頻等。從目前來(lái)看，智能前置方式有效解決了后端智能分析存在的一些問(wèn)題，成為近年來(lái)智能發(fā)展的新方向。其優(yōu)勢主要表現有：比如精確度和實(shí)時(shí)性提升，規避了單點(diǎn)故障，降低風(fēng)險，保證整個(gè)系統的可靠性，系統建設成本降低，節省網(wǎng)絡(luò )帶寬等。

　　但我們也應清晰認識到，前端智能不是萬(wàn)能的，其也有不可忽視的短板：第一，智能前置對攝像機的性能要求很高，“智能”一般都依賴(lài)于對應的軟硬件計算能力，因此攝像機必須具備足夠強大的芯片才能支撐起多種智能分析算法，這樣無(wú)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(chǎng)家的IPC設備，項目需要增加智能分析，那么分析設備的兼容性是比較大的挑戰。另外，在原有的監控系統增加分析，往往需要重復安裝攝像頭，這不利于舊的項目改造，更不利于一些原有系統比如已經(jīng)采用多廠(chǎng)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(zhù)后端將走向末路，今后兩者的發(fā)展會(huì )出現明顯的分工，同時(shí)各自的定位會(huì )逐漸清晰。

　　二、智能分析的廠(chǎng)家類(lèi)型

　　從目前行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，現在國內做智能分析的廠(chǎng)家有專(zhuān)門(mén)做特征分析的，也有做行為分析的廠(chǎng)家，這些廠(chǎng)家中又分有專(zhuān)賣(mài)智能算法類(lèi)的，一般這類(lèi)廠(chǎng)家會(huì )找一些做IPC設備的廠(chǎng)家進(jìn)行合作，把自己的算法集成在設備廠(chǎng)家的IPC產(chǎn)品上面，這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是價(jià)格比較低，使用簡(jiǎn)單。目前智能算法需要有比較強有力的設備硬件支持，由于各個(gè)廠(chǎng)家的IPC設備質(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(lèi)企業(yè)是專(zhuān)賣(mài)智能網(wǎng)絡(luò )攝像機或者智能分析儀、智能分析編碼器，這類(lèi)廠(chǎng)家目前比較流行，但其問(wèn)題是用戶(hù)買(mǎi)了智能的IPC，如果供應商不提供配套的智能分析管理軟件，那么報警分析的結果不好處理，另外在應用中還牽涉到與其他系統及平臺的接入。智能分析不僅要有分析結果，更重要的是對報警結果的應用，目前這對各個(gè)廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)是一個(gè)短板。第三，專(zhuān)賣(mài)中心視頻分析服務(wù)器類(lèi)的廠(chǎng)家，這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是產(chǎn)品兼容性強，分析性能有保障，分析結果能很好處理。

　　總的來(lái)說(shuō)，目前智能分析技術(shù)的發(fā)展還是不太均衡，有些廠(chǎng)家有算法但沒(méi)有很好的產(chǎn)品形態(tài)，有些廠(chǎng)家有算法和產(chǎn)品但沒(méi)有配套的智能分析系統管理軟件，這些都大大制約了產(chǎn)品的推廣與客戶(hù)的使用。這些都需要廠(chǎng)家持續發(fā)展，智能分析才能有更好的進(jìn)步。

　　三、產(chǎn)品的應用情況

　　智能分析經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品形態(tài)呈現百家爭鳴、百花齊放的局面，其大分類(lèi)可以分為安全類(lèi)應用和非安全類(lèi)應用，安全類(lèi)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(chē)輛識別、非法滯留、煙火檢測等。非安全類(lèi)主要有：人流統計、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(chē)輛識別與檢測。近年來(lái)，與安全相關(guān)的智能視頻分析是最主要的應用，目前安防領(lǐng)域的產(chǎn)品應用可以區分為：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(chē)牌識別、顏色識別等;智能行為分析，主要針對移動(dòng)的目標進(jìn)行分析，它又分為常見(jiàn)行為分析和異常行為分析。常見(jiàn)行為分析主要包括入侵、進(jìn)入、離開(kāi)、出現、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(lái)看，最能給客戶(hù)帶來(lái)良好體驗并被客戶(hù)認可的應用主要是正常行為分析，即常應用于監獄、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)客流統計也因準確度高越來(lái)越受到客戶(hù)好評。對于異常行為分析，比如人群聚集、劇烈運動(dòng)(原來(lái)叫打架誤報太多后改為劇烈運動(dòng))、起身檢測等，這些主要應用在特殊領(lǐng)域的特殊需求，比如平安城市維穩需要，監獄監倉的防止打架斗毆的需要等等，這些應用由于行為規律性不強，應用場(chǎng)景復雜，誤報率比較高，影響客戶(hù)的使用體驗和使用的滿(mǎn)意度，這是目前各個(gè)廠(chǎng)家需要突破的技術(shù)問(wèn)題。

　　對于目前的應用挑戰，如光線(xiàn)的過(guò)大變化，場(chǎng)景里跟蹤目標過(guò)于密集比如擁擠的火車(chē)站，冷光源比如車(chē)燈、電燈的影響，影子的影響，行動(dòng)過(guò)快的物體等等，這些問(wèn)題大多數都是目前算法技術(shù)無(wú)法很好解決的。但對于光線(xiàn)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(hù)對其應用望而卻步。另外，對于目前智能分析算法而言，想要達到理想的分析效果，也需要注意攝像機的安裝高度和角度問(wèn)題，比如周界高度在5米以上，角度要大于15度，計數攝像機安裝高度在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，另外要準確地對畫(huà)面里的目標進(jìn)行校準，只有這樣才能更好地保證分析的效果。筆者接觸的客戶(hù)就有因安裝攝像機角度問(wèn)題影響分析效果的，所以在應用上對于低照度、高度、角度、視野等的選擇與把握都很重要。因為智能分析并非萬(wàn)能，它是在一定環(huán)境、一定安裝要求、一定設置，一定規則下才能達到最好的效果，才能最大限度的提升客戶(hù)的滿(mǎn)意度。