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實現(xiàn)方式：即前端硬件分析和后端服務器分析。

　　在智能化發(fā)展進程中，很長一段時間內，國內視頻監(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現(xiàn)，即通過智能分析服務器獲取前端攝像機采集的視頻流，將視頻流中的靜態(tài)背景與動態(tài)移動目標分離，根據(jù)預設的不同規(guī)則提取出目標的相關信息，一般來說其又可分為存儲視頻數(shù)據(jù)分析與前端視頻實時分析。存儲視頻分析側重于如何更方便、更簡單有效地“事后查證”，把有價值的信息從海量的數(shù)據(jù)中盡快檢索出來，最常見的應用是智能視頻濃縮和智能視頻摘要。前端視頻實時分析則側重于“事中報警”形成強大的預警系統(tǒng)，根據(jù)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(xiàn)移動目標在設定的報警區(qū)域內進入、翻越、停止、徘徊、離開等行為或者在警戒區(qū)域內出現(xiàn)的遺留物或者物體的搬移超過設定的時間等就會觸發(fā)報警，這種方式將監(jiān)控應用的被動局面轉化為事件發(fā)生即報警通知相關人員部門采取預案的主動預警系統(tǒng)。后端智能因為采用服務器集中處理模式，計算性能大大增強，能夠同時運行多種功能算法，同時兼容性強，但后端智能基本都采用服務器運行模式，穩(wěn)定性投入相對較大，同時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，其有一個環(huán)出，能把移動目標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，其有自己的報警輸出，可以設置規(guī)則，報警對接相關的聯(lián)動報警設備，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：比如精確度和實時性提升，規(guī)避了單點故障，降低風險，保證整個系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)建設成本降低，節(jié)省網(wǎng)絡帶寬等。

　　但我們也應清晰認識到，前端智能不是萬能的，其也有不可忽視的短板：第一，智能前置對攝像機的性能要求很高，“智能”一般都依賴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，這樣無形增加了硬件的成本，提升了產(chǎn)品的價格。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(zhàn)。另外，在原有的監(jiān)控系統(tǒng)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(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目往往成為前端分析的一個短板。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)展會出現(xiàn)明顯的分工，同時各自的定位會逐漸清晰。

　　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，一般這類廠家會找一些做IPC設備的廠家進行合作，把自己的算法集成在設備廠家的IPC產(chǎn)品上面，這類產(chǎn)品的特點是價格比較低，使用簡單。目前智能算法需要有比較強有力的設備硬件支持，由于各個廠家的IPC設備質量各不相同，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)絡攝像機或者智能分析儀、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(tǒng)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，目前這對各個廠家來說是一個短板。第三，專賣中心視頻分析服務器類的廠家，這類產(chǎn)品的特點是產(chǎn)品兼容性強，分析性能有保障，分析結果能很好處理。

　　總的來說，目前智能分析技術的發(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步。

　　三、產(chǎn)品的應用情況

　　智能分析經(jīng)過這么多年的發(fā)展，其技術和產(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用和非安全類應用，安全類的智能分析包括：高級移動偵測、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、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，與安全相關的智能視頻分析是最主要的應用，目前安防領域的產(chǎn)品應用可以區(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，主要針對移動的目標進行分析，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、劇烈運動、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并被客戶認可的應用主要是正常行為分析，即常應用于監(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)計也因準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、劇烈運動(原來叫打架誤報太多后改為劇烈運動)、起身檢測等，這些主要應用在特殊領域的特殊需求，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，這些應用由于行為規(guī)律性不強，應用場景復雜，誤報率比較高，影響客戶的使用體驗和使用的滿意度，這是目前各個廠家需要突破的技術問題。

　　對于目前的應用挑戰(zhàn)，如光線的過大變化，場景里跟蹤目標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，行動過快的物體等等，這些問題大多數(shù)都是目前算法技術無法很好解決的。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)品的價格昂貴，一些客戶對其應用望而卻步。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題，比如周界高度在5米以上，角度要大于15度，計數(shù)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，另外要準確地對畫面里的目標進行校準，只有這樣才能更好地保證分析的效果。筆者接觸的客戶就有因安裝攝像機角度問題影響分析效果的，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能，它是在一定環(huán)境、一定安裝要求、一定設置，一定規(guī)則下才能達到最好的效果，才能最大限度的提升客戶的滿意度。