H.265在智能分析儀上的應用

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

　　目前市面上幾乎所有的網(wǎng)絡(luò )編碼都是基于H.264編碼，但是隨著(zhù)對分辨率要求的不斷提升，更大路數的聯(lián)網(wǎng)以及存儲空間的激增，讓H.264的編碼壓縮變得越來(lái)越難以應付?；谶@一點(diǎn)，H.265在2013年1月被國際電聯(lián)(ITU)通過(guò)為下一代高清標準，通過(guò)提供更多不同的工具來(lái)降低碼率，在同等帶寬條件下，H.265將原有畫(huà)質(zhì)提升50%，為整個(gè)安防行業(yè)帶來(lái)新的變革。H.264統治了過(guò)去的十年，而未來(lái)的五年甚至十年，將會(huì )被H.265所引領(lǐng)，開(kāi)啟安防新的時(shí)代。

　　如果說(shuō)H.265給高清IPC帶來(lái)了前所未有的機遇，那么后端的相關(guān)產(chǎn)品同樣也迎來(lái)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(shuō)到智能分析，就不得不說(shuō)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(zhuān)業(yè)H.265/HEVC超高清視頻監控存儲和顯示產(chǎn)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(shí)時(shí)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(shí)支持多達9路1080P@30幀高清顯示輸出。同時(shí)，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(shí)集成一顆ARM頂級GPU---Mali T720，支持客戶(hù)實(shí)現各種完美的UI和智能相關(guān)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(chē)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(gè)SATA3.0接口，滿(mǎn)足超高清存儲需求，同時(shí)支持雙GMAC，網(wǎng)絡(luò )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(diǎn)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)針對目前監控針對智能分析功能的需求推出重磅產(chǎn)品：智能分析儀。智能分析儀通過(guò)對監控攝像機拍攝視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析，檢測監控畫(huà)面中出現的異常事件，觸發(fā)即時(shí)的報警，把用戶(hù)現有視頻監控系統中的攝像機變得“智能”。

　　隨著(zhù)整個(gè)社會(huì )對生命財產(chǎn)安全的關(guān)注日益增加，越來(lái)越多的視頻監控系統被安裝和使用。這些視頻監控系統不僅包括在普通建筑物、企業(yè)內部安全保衛等方面的應用，也大量地被應用于國防、社會(huì )安全、交通管理等眾多領(lǐng)域。

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

　　現在所廣泛使用的視頻監控系統中，監控攝像機畫(huà)面通常直接被硬盤(pán)錄像機(DVR/NVR)進(jìn)行錄像存儲，以備事后查看，并不能實(shí)時(shí)地檢測到監控畫(huà)面中的異常事件。有的視頻監控系統中把部分攝像機的監控畫(huà)面通過(guò)電視墻等設備進(jìn)行顯示，由安全保衛人員肉眼進(jìn)行畫(huà)面的實(shí)時(shí)觀(guān)察，希望能發(fā)現監控畫(huà)面中的異常事件。然而，科學(xué)實(shí)驗發(fā)現，面對眾多來(lái)自攝像機的監控畫(huà)面，無(wú)論多么有責任心的安全保衛人員，都無(wú)法長(cháng)期保持足夠的注意力來(lái)發(fā)現畫(huà)面中所有的異常事件。視頻監控系統的方案設計者和用戶(hù)迫切地需要能夠每天24小時(shí)連續工作，不會(huì )有注意力無(wú)法集中問(wèn)題，永不疲倦的“安全保衛人員”。

　　天地偉業(yè)的智能視頻分析技術(shù)，采用具有自主知識產(chǎn)權的獨特技術(shù)，通過(guò)對音視頻監控內容的實(shí)時(shí)分析幫助提升監控效率。與傳統的視頻運動(dòng)偵測技術(shù)不同，采用先進(jìn)的運動(dòng)目標檢測與跟蹤技術(shù)(VOT，Video Object Tracking)，能分析畫(huà)面中的運動(dòng)目標，而不是所有的畫(huà)面變化，從而可以濾除監控畫(huà)面中光影、樹(shù)葉、潮汐等非重要內容的變化，專(zhuān)注于用戶(hù)實(shí)際關(guān)心的異常事件，減少誤報。

　　通過(guò)對視頻監控系統中的監控畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析，根據監控畫(huà)面中運動(dòng)目標的行為特征和用戶(hù)自行設定的判斷規則，判斷畫(huà)面中是否出現了異常事件。當有異常事件發(fā)生的時(shí)候，不但可以在實(shí)時(shí)視頻中疊加目標跟蹤軌跡和突出報警顯示，而且可以通過(guò)TCP/IP網(wǎng)口、RS485串口按照通訊協(xié)議輸出即時(shí)報警信息或實(shí)現聯(lián)動(dòng)報警，IO輸出外端子也可外接觸發(fā)聲光報警器進(jìn)行報警，提醒安全保衛人員注意當前畫(huà)面。豐富的報警接口使該設備可自如地無(wú)縫接入任何形式的視頻監控系統中，使普通視頻監控系統在最短的時(shí)間內采用最簡(jiǎn)易的方式迅速升級成為具有智能分析自動(dòng)報警功能的智能化監控報警安防系統。

　　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(wǎng)絡(luò )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、監視器等主控設備，具有報警輸入和報警聯(lián)動(dòng)輸出。

　　2、模擬視頻輸入，數字視頻輸出。適用于模數混合的監控方案，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(jìn)行H.264編碼后IP輸出，可以連接NVR、IPSAN等設備，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )視頻解碼器對數字視頻進(jìn)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(dòng)輸出。

　　3、數字視頻輸入，數字視頻輸出。適用于全數字監控方案，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(guò)高清或標清網(wǎng)絡(luò )視頻解碼器對數字視頻進(jìn)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(dòng)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(wú)論是放到前端還是中心機房完全根據現場(chǎng)的實(shí)際需要。如果硬件已經(jīng)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(shù)

　　智能分析技術(shù)支持各種智能應用及擴展，可實(shí)現區域警戒、人口密度、圖像異常、車(chē)輛人員流量統計、車(chē)牌識別、人臉監測甚至面部識別比對等功能，通過(guò)與綜合平臺管理系統的結合，對信息分類(lèi)處理，為實(shí)時(shí)報警和后續錄像回放提供準確信息分析服務(wù)。主要應用特點(diǎn)舉例如下：

　　區域警戒：對于用戶(hù)設定區域內的人員移動(dòng)自動(dòng)監測和報警，比如檢測是否有行人或車(chē)輛進(jìn)入預定區域(或越線(xiàn))并提示報警，在此技術(shù)上，可擴展人員擁擠聚集監測。

　　行為分析：對于人員打架斗毆或劇烈運動(dòng)自動(dòng)監測和報警。

　　車(chē)牌識別：對車(chē)輛的車(chē)牌進(jìn)行抓拍并識別。

　　物品遺留/物品丟失：對于可疑人物或車(chē)輛在指定的區域內長(cháng)時(shí)間徘徊或停留自動(dòng)監測和報警，當其余內的人物或車(chē)輛突然消失時(shí)自動(dòng)監測和報警。

　　人流量統計：對于指定一個(gè)/多個(gè)出入口或單一方向/雙向的人群流動(dòng)自動(dòng)監測，提供比較準確的人群流動(dòng)量和人群流動(dòng)方向的統計分析。在此技術(shù)上，可以對人群密度分級，設定閥值及時(shí)預警，避免造成擁擠**故。

　　離崗檢測：對視頻區域內設定特殊區域，對特殊區域內的人員離開(kāi)進(jìn)行監測。

　　智能跟蹤：當有人或物體以運動(dòng)的方式進(jìn)入視頻圖像范圍內時(shí)，前端智能分析設備聯(lián)動(dòng)球型攝像機或云臺跟蹤，同時(shí)聯(lián)動(dòng)攝像機變倍和聚焦看清楚人或物。同時(shí)可以配合入侵檢測功能，設定警戒線(xiàn)或警戒區域，當有觸發(fā)的情況發(fā)生時(shí)，進(jìn)行聯(lián)動(dòng)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(shí)，觸發(fā)報警。

　　人臉檢測：對經(jīng)過(guò)設定區域的行人進(jìn)行人臉檢測和跟蹤，篩選出人臉圖像實(shí)時(shí)布控，并為后期查詢(xún)提供依據。

　　智能分析技術(shù)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(shí)現，可以根據實(shí)際項目的需求和成本預算靈活配置。智能分析技術(shù)的優(yōu)劣主要考量準確率，這就對現場(chǎng)攝像機的選型和部署提出了具體要求，比如人流量統計可應用于大門(mén)、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(huì )帶來(lái)不同影響)。

　　視頻診斷技術(shù)

　　視頻診斷技術(shù)可對各種圖像質(zhì)量進(jìn)行綜合評估，給出視頻的品質(zhì)評價(jià)結果，對視頻圖像出現的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫(huà)面凍結、增益失衡和云臺失控等常見(jiàn)攝像頭故障做出準確判斷并發(fā)出報警信息。該系統還可以檢測視頻信號有無(wú)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(zhì)量問(wèn)題及所帶來(lái)的不必要的損失，并及時(shí)檢測破壞監控設備的不法行為。主要檢測內容舉例如下：

　　信號缺失檢測：自動(dòng)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)節故障而引發(fā)的間發(fā)性或持續性的視頻缺失現象。

　　清晰度異常檢測： 自動(dòng)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(dòng)檢測鏡頭對準無(wú)意義物體的情況。

　　信號亮度異常檢測：自動(dòng)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?huà)面過(guò)暗、過(guò)亮或黑屏。

　　視頻噪聲檢測：自動(dòng)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(diǎn)、刺、線(xiàn)狀干擾導致的圖像模糊、扭曲、雪花、抖動(dòng)或滾屏等噪聲現象。

　　視頻偏色檢測：自動(dòng)檢測由于線(xiàn)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(huà)面偏色現象，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(shù)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中，在聯(lián)網(wǎng)系統中，使用更加靈活，通過(guò)定時(shí)巡檢網(wǎng)絡(luò )內的所有視頻，及時(shí)發(fā)現故障，加快維修的反應速度，保證系統可靠運行。

　　安防市場(chǎng)在經(jīng)歷了14年的價(jià)格戰、同質(zhì)化等洗禮之后，整個(gè)發(fā)展的步伐越加穩健，可以遇見(jiàn)未來(lái)的趨勢一定是朝著(zhù)高分辨率，高幀率，高智能、低帶寬占用這四個(gè)方向發(fā)展。H.265的推出可謂是占據了天時(shí)、地利、人和。天地偉業(yè)作為海思的基線(xiàn)客戶(hù)之一同步推出獨具特色的智能系列產(chǎn)品將智能化應用邁向了一個(gè)新臺階，更貼近實(shí)戰的智能，更貼近用戶(hù)的實(shí)用。H.265讓我們15年拭目以待。