智能視頻監控引領視頻監控市場
視頻監(jian)控技術(shu)(shu)的大(da)面積推廣既是對付(fu)恐怖主義分(fen)子的強(qiang)有力手段,也能有效遏(e)制一般(ban)的盜賊、闖入者以及破壞分(fen)子。不過(guo),新技術(shu)(shu)的到來(lai)也給安防領域帶(dai)來(lai)了前所未(wei)有的挑戰。
傳統的以(yi)人力(li)為主的解(jie)決方(fang)案(an)面(mian)臨著必(bi)須解(jie)決超大視(shi)頻數據容量(liang)的現實(shi)問題。
在采(cai)集(ji)了數(shu)千兆(zhao)字節(jie)的(de)(de)視(shi)頻數(shu)據后,如何(he)(he)傳輸這些數(shu)據?又由誰或者什么(me)樣的(de)(de)設備來監控數(shu)據呢?如何(he)(he)檢查(cha)視(shi)頻內容中可能(neng)存在的(de)(de)安(an)全問題(ti)?如何(he)(he)優先處(chu)理(li)重要信息?如何(he)(he)將(jiang)決策轉換(huan)為合(he)理(li)的(de)(de)行(xing)動(dong)?安(an)全機構如何(he)(he)最大(da)限度地發揮數(shu)量有限的(de)(de)員工的(de)(de)潛力?
為(wei)了避免安全人員(yuan)為(wei)大量視(shi)(shi)頻(pin)數據所累,ioimage公(gong)司(si)開(kai)始(shi)采用由高性(xing)能數字信號處理器(DSP)提供(gong)核心動力的軟件智能視(shi)(shi)頻(pin)分析技術來實現解決方案,幫(bang)助安全員(yuan)從繁(fan)重的監看視(shi)(shi)頻(pin)數據中(zhong)解脫出(chu)來。
采(cai)用智能視(shi)頻(pin)監控(kong)(IVS)技術對安(an)全系統(tong)有著重大意義,該技術將(jiang)加速數(shu)字視(shi)頻(pin)取代模擬(ni)視(shi)頻(pin)的(de)速度,因為它提高(gao)了解決方案的(de)效率。我(wo)們將(jiang)從(cong)集中控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)模式(shi)轉向分布式(shi)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)模式(shi),安(an)全人員(yuan)不再(zai)需要固守于控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)室中,而是安(an)插(cha)在更(geng)靠近行動現場的(de)地方。
因此,IVS和(he)視(shi)頻(pin)數(shu)據處理(li)要求硬件必須比(bi)傳統的(de)監(jian)控系(xi)統更(geng)強大,同(tong)時(shi)還要具備(bei)足夠(gou)的(de)靈活性,以(yi)便在無需(xu)進行高成本調整的(de)情況下處理(li)多種(zhong)視(shi)頻(pin)標(biao)準和(he)編解碼(ma)器的(de)轉(zhuan)換。與傳統分析軟件相比(bi),IVS設備(bei)在功(gong)能方面提升了一個數(shu)量級。
上述功(gong)能(neng)強大的(de)(de)系(xi)統(tong)概念似乎(hu)是遙(yao)不(bu)可及的(de)(de)事情,不(bu)過事實上,目前(qian)公共與專用領域(yu)許(xu)多部(bu)門(men)的(de)(de)日常工作中(zhong)(zhong)都已采用了相關系(xi)統(tong)。IVS系(xi)統(tong)的(de)(de)廣(guang)泛部(bu)署能(neng)夠(gou)滿足性(xing)能(neng)與成(cheng)本(ben)指(zhi)標,同時使安全人員能(neng)夠(gou)從單(dan)純查看電(dian)視屏(ping)幕的(de)(de)工作中(zhong)(zhong)解放出來,集中(zhong)(zhong)投身于(yu)更貼近行動現場的(de)(de)地(di)方。
視頻分析盡在掌握
從硬件設備角度(du)來說(shuo),IVS系統的(de)(de)組件與眾多傳(chuan)統系統沒有什么太大的(de)(de)差(cha)別,主要包(bao)括采(cai)集視(shi)頻數據的(de)(de)數碼(ma)攝像(xiang)頭、用(yong)于應(ying)用(yong)處(chu)理的(de)(de)編碼(ma)器與視(shi)頻服務器、用(yong)于傳(chuan)輸控制的(de)(de)路由器、用(yong)于存儲的(de)(de)DVR、用(yong)于查(cha)看視(shi)頻的(de)(de)監視(shi)器,以及用(yong)于管理系統的(de)(de)軟件等。
IVS系統(tong)的一個很重(zhong)要(yao)的特性在(zai)于,網絡(luo)信(xin)息流不是(shi)傳(chuan)統(tong)意義上的視頻,而是(shi)元(yuan)數據(ju),即刪除所有重(zhong)復無關(guan)內容后的關(guan)于原(yuan)始視頻數據(ju)的信(xin)息。當(dang)然,同時(shi)也可捕獲、壓縮(suo)并存儲原(yuan)始視頻流,以供未(wei)來(lai)檢索和(he)查(cha)看。
ioimage在網絡的重要環節上增加智能功能,并根據網絡上傳輸的元數據進行智能決策,這就能顯著提高視頻監控系統的性能。舉例來說:
1. 視頻采集:攝像頭(tou)嵌入智能后,就能識別(bie)出對象類別(bie),然后通過搖移與(yu)變(bian)焦操作(pan and zoom)提供(gong)更詳盡的(de)信息;
2. 數(shu)據(ju)(ju)(ju)處(chu)理:數(shu)字(zi)化(hua)數(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)發展趨勢非常明朗。下(xia)一步重要(yao)的(de)發展方向是將數(shu)百萬字(zi)節的(de)原始視頻處(chu)理為僅包含重要(yao)信息(xi)的(de)元數(shu)據(ju)(ju)(ju);
3. 分配:智能安全網絡所需(xu)的(de)帶(dai)寬(kuan)較(jiao)小(xiao),因為其傳輸的(de)只是幾千字節(jie)的(de)元數(shu)據,而不(bu)是數(shu)百(bai)萬字節(jie)的(de)視頻。這(zhe)種(zhong)網絡還(huan)能在無需(xu)人工干預的(de)情況下將信息路由到(dao)正確的(de)網絡節(jie)點;
4. 決(jue)策:智能系(xi)統能夠根據安全人(ren)員(yuan)通過簡單(dan)的點(dian)擊界面創建(jian)的、基于規則(ze)的算法來處理
5. 采(cai)取(qu)行動:由于(yu)消除(chu)了多余(yu)的無(wu)用信息,盡可能(neng)縮減了數據流(liu),這(zhe)使安全人員能(neng)在巡邏時通(tong)過(guo)移(yi)動設備監控系統,從而使他(ta)們能(neng)夠更(geng)靠近現場,迅(xun)速(su)采(cai)取(qu)最(zui)有(you)效的措施;
6. 存檔:智能安全技(ji)術還可將(jiang)數據進行存檔,并進行索引編制,以供(gong)日后(hou)刑(xing)偵(zhen)使用。
智能攝像頭和智能網絡
目前,監控(kong)系(xi)統(tong)通(tong)常采用數(shu)(shu)碼攝像頭采集數(shu)(shu)據,很(hen)少進行(xing)圖像處(chu)(chu)理。數(shu)(shu)字內容(rong)隨后轉換(huan)為模擬(ni)信號,在現(xian)有基礎設施上進行(xing)傳(chuan)輸,到達(da)指(zhi)揮中(zhong)(zhong)心后,再轉換(huan)回數(shu)(shu)字格式以(yi)進行(xing)分(fen)析和(he)最(zui)終存儲。在整個(ge)過程中(zhong)(zhong),我們很(hen)難對信息加以(yi)處(chu)(chu)理。
IVS系統大不相同,它們主要為端到(dao)端數字系統,采用的是(shi)IP網絡,因(yin)為IP傳輸的靈活性大大高于傳統的點到(dao)點模擬傳輸。從本質上說(shuo),每部攝像頭(tou)都成了智能的網絡攝像頭(tou),能在通(tong)信路徑的任意一點上分(fen)析視(shi)頻數據,并就此(ci)采取行動。
在IVS系統中,視頻數據(ju)的處理(li)大(da)(da)大(da)(da)超過視頻捕獲、數字化和壓縮的范(fan)疇。例如,ioimage公(gong)司的視頻分析設備從廣義(yi)上講(jiang)具備以下(xia)三大(da)(da)功(gong)能(neng):
1. 內(nei)容分析(xi)。在所(suo)有情況下,重(zhong)要(yao)安(an)全信(xin)息(xi)的數量肯定大大低于(yu)背景(jing)信(xin)息(xi)的數量,如建筑物和公路等(deng)靜(jing)態信(xin)息(xi),抑(yi)或風吹草動(dong)、水波漣(lian)漣(lian)等(deng)無用(yong)的動(dong)態信(xin)息(xi)等(deng)。設備能剔(ti)除無用(yong)信(xin)息(xi),關注于(yu)任何車輛等(deng)重(zhong)要(yao)活動(dong)對象;
2. 對(dui)象識別(bie)。為(wei)了成功地將重要的安(an)全信息分離(li)出(chu)來,設(she)備必須能將對(dui)象分類。例(li)如,設(she)備應能識別(bie)出(chu)人、動物、車輛或其他對(dui)象。從軟件(jian)角度(du)來說,對(dui)象識別(bie)是由(you)內容分析引擎來完成的;
3. 活(huo)動(dong)分析。設(she)備能(neng)識(shi)別(bie)重要活(huo)動(dong),并將其與(yu)安(an)全(quan)人(ren)員制訂的一(yi)套規(gui)則(ze)相對比。我(wo)們不妨舉一(yi)個(ge)簡(jian)單的例子來說(shuo)明怎么(me)制訂關于闖入安(an)全(quan)禁(jin)區的規(gui)則(ze),為(wei)了實施這一(yi)規(gui)則(ze),安(an)全(quan)人(ren)員用電子筆或鼠標(biao)在背景視頻圖(tu)形上畫出(chu)一(yi)條虛(xu)擬“絆(ban)網(wang)”,設(she)定安(an)全(quan)界限。如圖(tu)2所(suo)示的紅線,如果(guo)識(shi)別(bie)為(wei)人(ren)的對象跨過該“絆(ban)網(wang)”,那么(me)就會(hui)激活(huo)警報機制,軟件(jian)會(hui)發出(chu)警報或提出(chu)建(jian)議。
影像(xiang)處(chu)(chu)理(li)與統(tong)計分析技(ji)術能識別對象(xiang)及其動作與活動。不過上述工作需要高強度的處(chu)(chu)理(li)功能,DSP理(li)想地適用(yong)于上述任務,因(yin)為它可用(yong)于處(chu)(chu)理(li)快速傅立葉變換以及其它用(yong)于以數(shu)學方式描述圖形的算法(fa)。借(jie)助這些算法(fa),DSP能生成(cheng)軟件可用(yong)的元數(shu)據,從而告知安全人(ren)員可能出現的問題。
生成重要數據
生成(cheng)元數據是一(yi)項(xiang)復雜的工作,要(yao)完全打破(po)傳統(tong)的視頻概念。由于要(yao)用計算機而不是人(ren)來監視視頻,因此必須進行圖形增強處理。
計算(suan)機分析需要提高對(dui)(dui)比(bi)度,這是一(yi)個說明(ming)問(wen)題的很好的例子。由(you)于(yu)(yu)運動檢測以及(ji)圖形識別(bie)(bie)算(suan)法取決于(yu)(yu)識別(bie)(bie)對(dui)(dui)象的邊緣,因(yin)而(er)提高圖形的對(dui)(dui)比(bi)度非常重要我(wo)們可以在攝像頭子系統中內置邊緣銳化(hua)算(suan)法。
對在(zai)攝(she)像頭視野中的運(yun)動對象進行跟蹤,通(tong)過活(huo)動參照(zhao)引擎將對象的活(huo)動與一系列規(gui)則相對比,通(tong)常(chang)可以得出結(jie)論,有時(shi)還會(hui)要求采取安全行動。我們(men)可向攝(she)像頭的定位系統發出指(zhi)令,以便(bian)對對象執(zhi)行搖動、縮放和聚焦等操作,或(huo)命令攝(she)像頭轉變方向,從而(er)在(zai)原(yuan)始(shi)的視野范圍之外繼(ji)續跟蹤對象。
事后的取證分析
盡管(guan)我們(men)通常討論的(de)是IVS系統能實時評(ping)估(gu)安全環境、提高安全人員(yuan)現場工作效率,不過,該系統還有助(zhu)于我們(men)開(kai)展事后(hou)(hou)分(fen)析。我們(men)可復審存檔的(de)數(shu)據,在(zai)事后(hou)(hou)根據新規則重新檢查數(shu)據,從而收集更多信息,找到過去未發現的(de)可疑的(de)活動(dong)。
此外,IVS系統的(de)(de)部署還(huan)可解決比非法(fa)闖入等更廣泛的(de)(de)安全問題。例如,在美國,員工盜竊造成的(de)(de)損失每年高達100億(yi)美元之巨(ju),我們可用IVS系統根(gen)據有關(guan)規則進行(xing)分析(xi)以進行(xing)相關(guan)方面的(de)(de)防范(fan)。
過去幾年來,視(shi)頻監控技術已成(cheng)為眾多(duo)政(zheng)府和企業部門(men)首選(xuan)的(de)技術。從(cong)模擬(ni)向數字(zi)系(xi)統(tong)轉換的(de)潮流(liu)是大勢所趨。不過,大家普遍(bian)認(ren)同,將壓縮視(shi)頻傳(chuan)輸到人工控制的(de)指揮中(zhong)心是一種落后的(de)策略(lve)。
利用(yong)內容分(fen)析(xi)引擎(qing)和推論引擎(qing)等算法對從視頻中(zhong)提取(qu)的元數據進行分(fen)析(xi),這在安全系統的各個層面都具(ju)有優(you)勢。此外,使(shi)監控外設具(ju)備(bei)盡可能高的智能化程度(du)(比(bi)如提高攝像(xiang)頭的智能化程度(du))將有助于減輕(qing)處理負(fu)載、提高信息質(zhi)量以及加快采取(qu)補(bu)救措施的速度(du)。
還(huan)可將(jiang)硬盤上元(yuan)數據(ju)存(cun)(cun)儲的(de)相關信(xin)息轉存(cun)(cun)至DVR上,這使我(wo)們能(neng)在發生(sheng)安全問(wen)題(ti)幾(ji)天、幾(ji)周乃至幾(ji)個月后(hou)仍然能(neng)夠進行(xing)隨后(hou)的(de)刑偵(zhen)分析(xi)。IVS的(de)應(ying)用(yong)豐(feng)富(fu)多(duo)樣并且具有非常明顯(xian)的(de)成(cheng)本(ben)優勢,智能(neng)視頻監控(kong)將(jiang)成(cheng)為市場(chang)的(de)主角(jiao)。
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