智能攝像機監(jiān)控系統(tǒng)分析算法及核心技術(shù)

　　隨著計算機技術(shù)、視頻分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)等的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控信息的采集、管理、存儲等環(huán)節(jié)已經(jīng)大幅度提高和完善。盡管如此，視頻監(jiān)控的最重要環(huán)節(jié)仍舊是需持續(xù)的監(jiān)控。而人工監(jiān)控不光成本高，而且通常會存在無法避免的弊端，譬如人總是會眨眼睛，或人還會疲勞、會注意力不集中等等，所以人工監(jiān)控漏掉重要信息的概率非常高。而將智能處理算法加載在攝像機內(nèi)，形成智能攝像機的智能安防系統(tǒng)，能夠及時、自動地從原始視頻信息中只提取有用信息。

　　以完成視頻傳輸、保存和檢索，也可以驅(qū)動其他數(shù)據(jù)、觸發(fā)其他行為，從而輕而易舉地完成人力很難完成的任務(wù)。該類智能視頻系統(tǒng)前端攝像機不但能采集前端的視頻，還能對從前端接收的視頻流進(jìn)行智能分析處理，從而去聯(lián)動相應(yīng)的安全防范設(shè)備。對此，深圳貝爾信科技有限公司研發(fā)部經(jīng)理張濤解釋說，智能攝像機之所以受到用戶的青睞就是因其既可以實現(xiàn)普通攝像機的圖像采集功能，又內(nèi)嵌具有視頻分析功能的智能模塊，使攝像機由被動變成為主動，在事發(fā)前始終處于警戒狀態(tài)，事發(fā)時能及時聯(lián)網(wǎng)上傳報警和處置，再加上事后的取證，最終實現(xiàn)主動有效的全過程監(jiān)控，實現(xiàn)安全防范的最終目的。

　　核心：智能分析算法

　　智能視頻分析算法即是計算機圖像視覺分析技術(shù)，其通過將場景中背景和目標(biāo)分離進(jìn)而分析，并追蹤場景內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)。用戶可以根據(jù)視頻分析功能，通過在不同的場景中預(yù)設(shè)不同的報警規(guī)則，當(dāng)一旦場景中出現(xiàn)了違反預(yù)定義規(guī)則的行為，系統(tǒng)便會自動發(fā)出報警，對于前置式的智能攝像機便會自動將報警圖像上傳到后端監(jiān)控PC機，使用戶可以采取相關(guān)措施。

　　現(xiàn)在，隨著嵌入式系統(tǒng)運算能力的增強和智能視頻分析算法的改進(jìn)，在視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)攝像機等前端設(shè)備嵌入視頻分析模塊已成為趨勢。在前端做視頻智能分析的好處是實時性高，并且傳輸?shù)胶笈_的只是有用的報警畫面，這樣既可大大減少數(shù)據(jù)傳輸量而減輕網(wǎng)絡(luò)占有壓力，也可減少后臺存儲的負(fù)擔(dān)。

　　前端智能分析是將視頻分析功能嵌入到前端網(wǎng)絡(luò)攝像機DSP芯片來實現(xiàn)智能功能的，而后端智能則是利用計算機純軟件的方式進(jìn)行分析。但無論是前端嵌入式的還是后端純軟件方式，其功能的實現(xiàn)都是通過智能核心算法程序的運行來對視頻信號進(jìn)行分析而完成的。?？低?/U>的行業(yè)總監(jiān)浦世亮表述：“由于智能功能的復(fù)雜性，所需處理的數(shù)據(jù)量非常龐大，運算非常復(fù)雜，這必然需要CPU具有超常的計算能力。如果將智能分析算法處理的部分和攝像機編碼、控制的CPU合用，肯定會造成很多干擾，且會產(chǎn)生大量不穩(wěn)定因素，會對系統(tǒng)性能造成很大影響。為此，海康威視采用了先進(jìn)的處理方案，運用先進(jìn)的Ti Davinci 芯片來專門負(fù)責(zé)智能分析算法，其不僅保證了智能分析的優(yōu)異性能，還保障了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。”

　　無論從理論還是從技術(shù)上說，模擬視頻信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換和視頻壓縮后，會失去一部分真實的信息，并產(chǎn)生一些噪聲信號，所以智能軟件分析系統(tǒng)如果被后置在視頻壓縮后對壓縮的視頻進(jìn)行分析處理，則相對會產(chǎn)生更多的漏報警或誤報警?，F(xiàn)在有的智能攝像機方案將智能軟件分析系統(tǒng)前置在視頻壓縮處理前，即該類智能網(wǎng)絡(luò)攝像機是對沒有壓縮的原始圖像進(jìn)行目標(biāo)提取并進(jìn)行分析處理，這樣盡管要分析處理較多的視頻信息，但也明顯可獲得較好的分析處理效果，并大幅降低漏報警或誤報警問題的發(fā)生。并且，它只有在出現(xiàn)異常的情況下，才需要把相關(guān)的視頻發(fā)送到后端進(jìn)行監(jiān)視和記錄，因此經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只需要傳送很少量的數(shù)據(jù)信息。

　　這些數(shù)據(jù)信息的流量，據(jù)統(tǒng)計還不到總視頻流量的1/50，從而大大減少了對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求和消耗，減少了用戶在網(wǎng)絡(luò)方面的投資，而同時對網(wǎng)絡(luò)條件不是很好的用戶也帶來了使用智能視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的可能。對此，北京文安科技發(fā)展有限公司董事長兼CEO陶海表示，“基于智能攝像機的視頻分析，一般來說，比基于PC架構(gòu)的智能視頻分析系統(tǒng)，在運算性能上要略遜一籌。所以說，要求在保持基本性能不變的情況下，需要對智能攝像機的圖像處理算法、其DSP性能等進(jìn)行深入的優(yōu)化和提高，以適合智能攝像機內(nèi)嵌入式的要求?！?/FONT>

　　不過，隨著嵌入式系統(tǒng)運算能力的增強和智能視頻分析算法的改進(jìn)，在視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)攝像機等前端設(shè)備嵌入視頻分析模塊將成為趨勢。在前端做視頻智能分析的好處是不僅實時性、分析正確率較高，并且傳輸?shù)胶笈_的僅只是有用的信息，這樣既大大減少數(shù)據(jù)傳輸量，也減輕了后臺存儲的負(fù)擔(dān)。