視頻監(jiān)控分析軟件發(fā)展良好嵌入式架構(gòu)暫占優(yōu)勢(shì)

前言

    編者語：雖然現(xiàn)在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于受使用場(chǎng)合、使用方式以及價(jià)格等因素的制約，還沒有大規(guī)模應(yīng)用，但是國(guó)內(nèi)外很多廠商都很看好這個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展。 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的智能視頻分析可以分為嵌入式智能分析和純軟件智能視頻分析。嵌入式智能視頻分析產(chǎn)品一般對(duì)視頻分析技術(shù)與前端設(shè)備性能有較大的依賴，其從產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)上主要應(yīng)用在前端。

    “平安城市”的構(gòu)建旨在減少危害事件的發(fā)生，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)僅能在危害事件發(fā)生后，通過視頻畫面的回放來獲取線索，這并不能從根本上減少危害事件的發(fā)生。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)則可以在危害事情發(fā)生之前發(fā)出預(yù)警，防患于未然。

    智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,智能分析系統(tǒng)是最關(guān)鍵的組成部分,它目前有兩種架構(gòu)方式，即嵌入式視頻分析和純軟件視頻分析，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。嵌入式視頻分析可以在前端直接對(duì)視頻信息進(jìn)行處理，減少了視頻信息上傳的網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力，并且安裝簡(jiǎn)單易于系統(tǒng)集成。但是這種架構(gòu)開發(fā)復(fù)雜，靈活性差，擴(kuò)容與升級(jí)比較困難。純軟件視頻分析是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的后端，由專門的視頻處理服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)的，這種模式功能比較強(qiáng)大，并且容易擴(kuò)容。但是它需要視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端將所有的視頻信息都上傳到服務(wù)器，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力是非常大的。

    目前，嵌入式視頻分析架構(gòu)占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榍度胧揭曨l分析軟件同樣可以完成包括目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤、分類及規(guī)則定義等所有功能，并且選擇嵌入式視頻分析架構(gòu)將現(xiàn)有的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)為智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是一種成本低且易于改造的方案。

    智能監(jiān)控軟件的核心是由各種算法組成的，不同的算法應(yīng)用在不同的場(chǎng)景之中，比如面部識(shí)別算法、車牌識(shí)別算法、超分辨率圖像增強(qiáng)算法及去霧算法等，而且各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求會(huì)隨著具體環(huán)境的改變而改變。這表明，智能視頻軟件開發(fā)的難點(diǎn)在于投入應(yīng)用后面臨著根據(jù)實(shí)際情況的改變而設(shè)置參數(shù)的情形，這就需要智能視頻分析系統(tǒng)具有開放度高、兼容性好及操作方便等特性。

    雖然現(xiàn)在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于受使用場(chǎng)合、使用方式以及價(jià)格等因素的制約，還沒有大規(guī)模應(yīng)用，但是國(guó)內(nèi)外很多廠商都很看好這個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展。在芯片功能越來越強(qiáng)大，硬件環(huán)境越來越完善的基礎(chǔ)上，各企業(yè)的產(chǎn)品差異化就直接體現(xiàn)在軟件的研發(fā)上。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)分析，在未來3年內(nèi)，有關(guān)視頻技術(shù)的軟件部分，市場(chǎng)會(huì)成長(zhǎng)到8億美元的份額。僅僅是在軟件部分就有這么大的一個(gè)份額，這是非常令人驚喜的。視頻智能分析軟件的市場(chǎng)需求急劇增長(zhǎng)，使得國(guó)內(nèi)外很多廠商都研發(fā)了自己的智能分析軟件，這對(duì)智能視頻領(lǐng)域的技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展是極為有利的，我們期待一個(gè)智能視頻監(jiān)控時(shí)代的到來。

北京漢王副總裁劉昌平：采取智能和高清相結(jié)合模式

    企業(yè)策略

    漢王科技股份有限公司副總裁劉昌平

    采取智能和高清相結(jié)合模式

    現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)存在一個(gè)比較大的缺點(diǎn)，由于視頻錄像的分辨率不夠高，在查找信息時(shí)，視頻回放清晰度不夠，這樣很難發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的線索。為了解決這個(gè)問題，漢王采取了智能和高清相結(jié)合的模式。高清視頻可以幫助警察在事后回放視頻時(shí)獲得更詳細(xì)的線索，更容易破獲案件。但是因?yàn)楦咔逡曨l的存儲(chǔ)需要大量的空間，服務(wù)器的存儲(chǔ)壓力是非常大的。而智能監(jiān)控把事后監(jiān)督改成了實(shí)時(shí)響應(yīng)。

    在智能監(jiān)控和高清視頻相結(jié)合的模式下，當(dāng)智能監(jiān)控系統(tǒng)沒有發(fā)生預(yù)警的時(shí)候，視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用普通清晰度的錄像，一旦智能監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報(bào)警信息，則隨之轉(zhuǎn)換成高分辨率錄像，這個(gè)反應(yīng)時(shí)間非常短。

    智能分析軟件研發(fā)在國(guó)外已經(jīng)開展好幾年了，而國(guó)內(nèi)最近兩年才開始。但是國(guó)外的視頻分析理念和國(guó)內(nèi)不太相同，并不太適合國(guó)內(nèi)的情況。國(guó)外的理念是“寧可錯(cuò)抓一千，也不放過一個(gè)”，而這種模式用在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，則容易引起“狼來了”的效應(yīng)，導(dǎo)致監(jiān)控人員的麻痹大意。此外，國(guó)內(nèi)用戶沒有這么高靈敏度的要求，所以國(guó)外的視頻分析模式到了國(guó)內(nèi)就顯得水土不服。

    我們看到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求特點(diǎn)，專門針對(duì)客戶的不同需求研發(fā)出不同的產(chǎn)品�？蛻舻男枨笄ё�?nèi)f化，我們的產(chǎn)品也跟著做出調(diào)整。比如，一般情況下視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求進(jìn)行入侵檢測(cè)，但是有一次客戶要求監(jiān)測(cè)哨兵離崗，在哨兵離崗的時(shí)候發(fā)出報(bào)警信息，這和平時(shí)的監(jiān)控模式是完全相反的。所以這些靈活的變動(dòng)，使得各廠商必須積極地了解市場(chǎng)，針對(duì)市場(chǎng)推出差異化的產(chǎn)品。

    提到產(chǎn)品的差異化，智能視頻分析的主要工作在軟件上。目前，大部分智能視頻分析廠家采用基于高斯混合的背景減除法，該方法具有運(yùn)算速度快、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)復(fù)雜的室外環(huán)境容易產(chǎn)生誤報(bào)。我們采用了一種基于概率的自適應(yīng)內(nèi)核密度估計(jì)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法。此外，還利用幀間差分的快速性，結(jié)合內(nèi)核密度估計(jì)檢測(cè)結(jié)果，較好地解決了背景突變的更新和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)問題。

    目前智能視頻分析有兩種構(gòu)架方式：嵌入式視頻分析和純軟件視頻分析，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。嵌入式視頻分析安裝簡(jiǎn)單、易于系統(tǒng)集成，并且采用一體化電路板設(shè)計(jì)，硬件的穩(wěn)定性更高，但性能比較差。而純軟件視頻分析采用后端服務(wù)器方式，采用開放平臺(tái)，功能強(qiáng)大，但是成本高、穩(wěn)定性差。
    我們的產(chǎn)品采用嵌入式視頻分析是出于對(duì)用戶的強(qiáng)烈需求的滿足。目前很多有智能視頻分析需求的用戶已經(jīng)安裝了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，他們要求對(duì)現(xiàn)有DVS進(jìn)行智能升級(jí)，采用嵌入式方案使得系統(tǒng)改造簡(jiǎn)單化，易于操作維護(hù)，而且還大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

    由于嵌入式DSP在主頻和內(nèi)存方面和PC機(jī)有很大的差別，效率和優(yōu)化往往是嵌入式開發(fā)比較關(guān)注的。

深圳飛瑞斯副總經(jīng)理ByronTai：根據(jù)不同平臺(tái)優(yōu)化視頻算法

    深圳市飛瑞斯科技有限公司副總經(jīng)理ByronTai

    根據(jù)不同平臺(tái)優(yōu)化視頻算法

    智能視頻監(jiān)控(IVSIntelligentVideoSurveillance)是新一代基于視頻內(nèi)容分析的監(jiān)控系統(tǒng)。如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。智能視頻監(jiān)控技術(shù)借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，對(duì)視頻畫面中的海量信息進(jìn)行高速分析，過濾掉用戶不關(guān)心的信息，為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息。

    技術(shù)的實(shí)用性和通用性是推動(dòng)智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品普及的關(guān)鍵因素，簡(jiǎn)單來說就是技術(shù)的“傻瓜”化應(yīng)用，用最簡(jiǎn)單的設(shè)置和最簡(jiǎn)單的操作實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)視頻沒有辦法解決的問題，這就要求廠商在軟件開發(fā)方面投入很多的精力。而目前，大部分的設(shè)備廠商盡管對(duì)這一技術(shù)都充滿了熱情，但如何更好地與智能視頻技術(shù)的提供商進(jìn)行合作，如何更有效地在應(yīng)用層軟件實(shí)現(xiàn)各種設(shè)置和操作仍然是他們非常撓頭的事情。

    細(xì)分化、單一化和具體化的智能應(yīng)用將是解決這一問題的有效手段。具體來說，就是把看起來很美的智能視頻應(yīng)用具體地細(xì)分成一個(gè)一個(gè)單一的功能，進(jìn)一步推出具備特定功能的視頻監(jiān)控產(chǎn)品，更加直觀地讓用戶來理解和使用這一新的技術(shù)。比如具備人數(shù)統(tǒng)計(jì)功能的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品、具備人臉檢測(cè)功能的產(chǎn)品及具備周界入侵功能的產(chǎn)品等。這些產(chǎn)品在功能特點(diǎn)上非常鮮明，功能設(shè)置上十分簡(jiǎn)單。

    在核心技術(shù)研發(fā)上，我們專注于人臉識(shí)別和視頻分析兩個(gè)領(lǐng)域的核心技術(shù)研究和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)。在視頻分析軟件中，識(shí)別算法發(fā)揮了關(guān)鍵作用，比如人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)中的“均勻面反射”光源系統(tǒng)極大地提高了人臉模板采集的質(zhì)量。人臉布控系統(tǒng)中的“去光照”技術(shù)大大改善了光線變化對(duì)人臉識(shí)別的影響。使用這些識(shí)別算法，基于視頻的人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)準(zhǔn)確率可以達(dá)到95%以上，這一高性能的技術(shù)已經(jīng)大量地應(yīng)用于公交車、連鎖店鋪及超市等很多場(chǎng)所的人流量統(tǒng)計(jì)。

    飛瑞斯根據(jù)不同的嵌入式平臺(tái)進(jìn)行智能視頻算法的優(yōu)化，取得了很好的效果，可以在很低的系統(tǒng)主頻配置下實(shí)現(xiàn)快速的視頻分析，我們已經(jīng)發(fā)布了若干基于ARM處理器的視頻分析軟件。飛瑞斯智能技術(shù)與嵌入式開發(fā)平臺(tái)的結(jié)合非常靈活有效，基于TIDM6446平臺(tái)的嵌入式人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)技術(shù)表現(xiàn)等同于PC式系統(tǒng)，而成本的大幅下降和使用的簡(jiǎn)單便利使這一系統(tǒng)進(jìn)入商用和民用市場(chǎng)成為必然。

文北京安科技市場(chǎng)主管周立：“軟硬結(jié)合”提供不同產(chǎn)品

    北京文安科技發(fā)展有限公司市場(chǎng)主管周立

    “軟硬結(jié)合”提供不同產(chǎn)品

    作為強(qiáng)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的一門主要技術(shù)——— 視頻智能分析技術(shù)，近幾年一直得到業(yè)界的廣泛的關(guān)注。該技術(shù)通過對(duì)視頻內(nèi)容的分析，將客戶所關(guān)注的目標(biāo)從監(jiān)控背景中分離出來，按照目標(biāo)的移動(dòng)方向、速度和時(shí)間等參數(shù)與某些行為特征進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而達(dá)到主動(dòng)監(jiān)控防御的目的。

    但目前智能視頻監(jiān)控卻沒有得到大范圍的應(yīng)用，我們認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的主要原因有以下幾個(gè)方面：一是當(dāng)前多數(shù)能夠識(shí)別的行為特征僅局限于一些特定的場(chǎng)合。二是實(shí)現(xiàn)的方式還不能完全滿足治安監(jiān)控的要求。如何適應(yīng)變化多端且規(guī)模龐大的監(jiān)控外部環(huán)境，與安防設(shè)備進(jìn)行有效融合是智能視頻分析廠家還有待研究解決的問題。三是市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)昂貴，因其遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)視頻設(shè)備的開發(fā)難度，使得智能化產(chǎn)品普遍存在較高的開發(fā)成本，這足以影響智能產(chǎn)品大規(guī)模的推廣應(yīng)用。四是用戶本身需求的不確定性，一方面用戶需要從根本上看清自身的需求，另一方面也必須弄清楚智能視頻的功能與實(shí)際應(yīng)用能解決的問題。

    智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的智能視頻分析可以分為嵌入式智能分析和純軟件智能視頻分析。嵌入式智能視頻分析產(chǎn)品一般對(duì)視頻分析技術(shù)與前端設(shè)備性能有較大的依賴，其從產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)上主要應(yīng)用在前端。分布式的處理方式存在占用帶寬小，不受傳輸影響的優(yōu)點(diǎn)，卻往往只能針對(duì)特定的一路或者幾路信號(hào)進(jìn)行分析。純軟件智能視頻分析相比嵌入式智能分析能處理更多路數(shù)的視頻，并且能實(shí)現(xiàn)更為強(qiáng)大的功能，卻也不可避免地存在占用帶寬大的缺點(diǎn)，對(duì)服務(wù)器性能要求較高。鑒于以上兩種視頻分析技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，我們?cè)诋a(chǎn)品實(shí)現(xiàn)上采取“軟硬結(jié)合”的模式，深入了解用戶的需求和想法，根據(jù)客戶的不同需求提供不同的產(chǎn)品。

    在智能分析模式上，以往的行為分析系統(tǒng)，通常只利用前景物體檢測(cè)技術(shù)，提取跟蹤前景變化目標(biāo)，檢測(cè)并分析目標(biāo)的活動(dòng)。這種技術(shù)對(duì)成像質(zhì)量要求很高，對(duì)復(fù)雜的室外光照變化環(huán)境過于敏感，且不適用于過于擁擠的環(huán)境。我們的產(chǎn)品與以往的行為分析系統(tǒng)的最大不同在于利用了更多的信息。通過開發(fā)和應(yīng)用當(dāng)今國(guó)際上最新的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，并通過大量實(shí)地?cái)?shù)據(jù)的訓(xùn)練和測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的不斷創(chuàng)新以及在行業(yè)內(nèi)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

    目前來看，智能視頻應(yīng)用正在從“技術(shù)驅(qū)動(dòng)”階段向“市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)”階段轉(zhuǎn)化，智能視頻已經(jīng)慢慢開始成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)。隨著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和高清化的不斷發(fā)展，智能視頻分析技術(shù)必然將在各行各業(yè)得到大面積的推廣。