盡管各種安全技術(shù)在不斷改進(jìn)，但沒(méi)有誰(shuí)會(huì)像智能視頻監(jiān)控一樣得到如此高的關(guān)注度，智能視頻分析正從電腦轉(zhuǎn)移到攝像機(jī)、DVR和編解碼器。本期A&S將關(guān)注智能視頻分析應(yīng)用進(jìn)展和面臨的困難，如何調(diào)整解決方案及其可行性，以期IVS產(chǎn)業(yè)化之路更加順暢。

    關(guān)于智能視頻分析應(yīng)用的演示迅速抓住了人們的眼球，成為安防展中最引人注目的焦點(diǎn)。雖然在不受人為控制的環(huán)境中要進(jìn)行分析非常棘手，但仍然有部分供應(yīng)商努力嘗試在某些市場(chǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能視頻分析。分析軟件已經(jīng)具備安裝在與服務(wù)器相連的終端設(shè)備上的靈活性，由此，對(duì)于那些為終端用戶提供解決方案的公司來(lái)說(shuō)，分析技術(shù)安裝在哪以及使用哪種類型的分析軟件，變得越來(lái)越重要。由于監(jiān)控分析的需求最初起源于政府部門，監(jiān)控分析技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用取決于應(yīng)用場(chǎng)所的需要。而對(duì)活躍在智能視頻分析領(lǐng)域的供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)比的關(guān)鍵在于，他們?nèi)绾蝿?chuàng)造性地解決一些共性問(wèn)題，例如帶寬。

視頻分析需求興起
    視頻分析技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代初。2001年9月11日之前，它主要處于研究實(shí)驗(yàn)室階段，由政府和學(xué)術(shù)界提出。AgentVideoIntelligence（或簡(jiǎn)稱AgentVi）公司的總裁兼CEODieterKondek說(shuō)道，“視頻內(nèi)容分析起源于計(jì)算機(jī)視覺(jué)，是從人工智能研究中衍生出來(lái)的?！笆状紊虡I(yè)化應(yīng)用是基于國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency）開(kāi)發(fā)的視頻移動(dòng)偵測(cè)（VMD）算法，當(dāng)時(shí)該技術(shù)很昂貴，它需要極高的硬件配置和極大的帶寬，工作效率很低。而且，用戶和供應(yīng)商逐漸發(fā)現(xiàn)視頻內(nèi)容分析十分復(fù)雜，且由于低偵測(cè)率導(dǎo)致錯(cuò)誤容易發(fā)生，以及高誤報(bào)率。

    Kondek還補(bǔ)充，“即使是最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)都會(huì)引起報(bào)警，如鳥(niǎo)的飛行。并且，傳統(tǒng)的中央監(jiān)控系統(tǒng)不能像如今所使用的系統(tǒng)一樣采用先進(jìn)的算法，例如遺棄物品偵測(cè)、有人闖入禁區(qū)、停下來(lái)的車等。毫無(wú)疑問(wèn)，震驚世人的911事件是一切的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，對(duì)于AgentVi公司的創(chuàng)始人來(lái)說(shuō)（當(dāng)時(shí)該公司名為Aspectus），公共領(lǐng)域的監(jiān)控必須進(jìn)行視頻分析，如飛機(jī)場(chǎng)等大的場(chǎng)所，以及受限制的周界場(chǎng)所等傳統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)。而當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上還沒(méi)有此類針對(duì)大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)的智能視頻分析解決方案，這也是我們毅然跨入該市場(chǎng)的原因?！?/P>

    與此同時(shí)，視頻監(jiān)控在從模擬向數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程中，也帶動(dòng)了智能視頻分析市場(chǎng)的高漲。

視頻分析技術(shù)走向前端
    Ioimage公司提供一系列直接嵌入百萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)的分析軟件。其解決方案的前端設(shè)備具備智能，可以區(qū)分真正的威脅因素和虛假的誤報(bào)，例如天氣變化導(dǎo)致的誤報(bào)。

    “我們將分析功能嵌入監(jiān)控前端，而不是電腦本身，”Ioimage美國(guó)地區(qū)總裁GarryClark強(qiáng)調(diào)，“因?yàn)殡娔X基于芯片工作，同時(shí)執(zhí)行很多任務(wù)，而我們希望分析功能由專門的部件來(lái)執(zhí)行?！盜oimage公司的目的是減低誤報(bào)率，例如一群鳥(niǎo)飛過(guò)帶來(lái)的陰影會(huì)被誤認(rèn)為是高個(gè)的人影。“我們不是一家研究移動(dòng)偵測(cè)的公司，而是專研296灰度階的圖片。通過(guò)每秒刷新像素20次，我們可以發(fā)現(xiàn)每一個(gè)像素正在發(fā)生的事情?！币A(yù)測(cè)正在發(fā)生的事情主要涉及ioimage公司的圖中圖(picture-in-picture)技術(shù)，安全人員在觀察放大跟蹤移動(dòng)視頻的同時(shí)，還可以進(jìn)行全景觀察，以便獲悉全部的情況。[nextpage]

    Clark說(shuō)：“通過(guò)圖中圖技術(shù)，一個(gè)攝像機(jī)可當(dāng)作兩個(gè)用。其它分析功能還包括遺棄物品偵測(cè)、跟蹤和物品移動(dòng)。物品移動(dòng)用于檢查被盜的物品，并向某人報(bào)警。以軍用工廠為例，通過(guò)使用視頻監(jiān)控就能夠知道是否有人偷了一支槍，或商店利用監(jiān)控保護(hù)貴重物品?！?

    BoschSecuritySystems公司的智能視頻移動(dòng)偵測(cè)（IVMD）解決方案中網(wǎng)絡(luò)IP產(chǎn)品的重要一步是，有效地利用帶寬和存儲(chǔ)空間。按Bosch公司所言，“事件觸發(fā)”的監(jiān)控僅僅是捕捉、傳輸、存儲(chǔ)那些重要事件發(fā)生的一瞬間場(chǎng)景。利用強(qiáng)化的處理能力和IP網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品與身懼來(lái)的智能，Bosch公司的IVMD方案在本質(zhì)上基于用戶系統(tǒng)配置過(guò)程中的參數(shù)設(shè)置，獲得一系列基本的預(yù)測(cè)場(chǎng)景畫(huà)面。

    其它智能化功能還包括背景學(xué)習(xí)算法，該算法通過(guò)排除不必要的誤報(bào)（如擺動(dòng)的樹(shù)或飄動(dòng)的云朵）從而減少處理壓力。“該算法還具備自適應(yīng)背景變化的能力，只有在真正需要報(bào)警的情況下才觸發(fā)警報(bào)，其中的參數(shù)是由用戶設(shè)置?！?/P>

    Bosch公司還指出，該解決方案還能通過(guò)三維圖像或者攝像機(jī)標(biāo)定來(lái)測(cè)量物體。這是通過(guò)使用3D柵格化的用戶界面來(lái)確定物體的實(shí)際尺寸，包括增加必要的透視關(guān)系來(lái)對(duì)各個(gè)方向的尺寸和速度進(jìn)行辨別。通過(guò)該功能，只有當(dāng)物品的大小在某具體尺寸以上或以下時(shí)才觸發(fā)報(bào)警，例如只對(duì)卡車或自行車觸發(fā)報(bào)警；或者只對(duì)在某特定速度以下運(yùn)動(dòng)的物體才觸發(fā)報(bào)警，例如高速公路上的行人。

強(qiáng)健的基礎(chǔ)構(gòu)架
    視頻分析的正常進(jìn)行需要高分辨率的圖像，而如何在有限的帶寬上傳輸高分辨率圖像已經(jīng)成為急待解決的難題。AgentVi公司的基于IP圖像處理(IPoIP)解決方案把處理分析圖像的重?fù)?dān)分到前端攝像機(jī)，攝像機(jī)只傳輸那些必需的信息，并且允許通過(guò)中央服務(wù)器更新分析結(jié)果。它還支持靈活、可調(diào)節(jié)的分析算法，而不是局限在攝像機(jī)的算法上，如此一來(lái)節(jié)省了所需的帶寬資源。而原有的設(shè)備也不需要被替換，還可以繼續(xù)成為該解決方案中的一份子。

    AgentVi公司的創(chuàng)始人之一兼商業(yè)開(kāi)發(fā)副總裁GadiTalmon認(rèn)為，“執(zhí)行高性能視頻分析中的最大挑戰(zhàn)不僅需要很好且穩(wěn)健的算法，還需要一個(gè)強(qiáng)大的基礎(chǔ)架構(gòu)和結(jié)構(gòu)。這就是為什么我們采用IPoverIP對(duì)圖像進(jìn)行分布式處理，先將部分算法嵌入攝像機(jī)，然后再將過(guò)濾后的信息傳輸?shù)街醒敕?wù)器，中央服務(wù)器執(zhí)行算法的主要部分。把算法分為兩個(gè)部分有兩個(gè)好處，首先，無(wú)須把所有視頻從前端傳輸?shù)椒?wù)器，而只需要傳輸前端處理后的最初結(jié)果，這樣就解決了帶寬問(wèn)題，而不需要加大帶寬。另外，處理的主要職責(zé)落在服務(wù)器，服務(wù)器不受限于本地平臺(tái)，因此可以增加更多和更成熟的算法，從而增強(qiáng)了可擴(kuò)展性。

    他還指出AgentVi公司的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即軟件。VIAgent可以嵌入到許多設(shè)備中，例如IP攝像機(jī)、DVR、視頻編解碼，這樣的話，視頻設(shè)備制造商就不需要再增加其它硬件?！斑@也是我們主要特點(diǎn)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，我們提供了高性能、節(jié)省帶寬、無(wú)須附加硬件的技術(shù)。而對(duì)于制造商，我們提供的技術(shù)可以增加視頻分析功能而不用增加額外費(fèi)用?！?

    部分公司的軟件還支持靈活地分析圖像，例如在特定時(shí)間或地點(diǎn)，用戶特別想關(guān)注或者忽視的視頻圖像。[nextpage]

    “我們發(fā)現(xiàn)主要的挑戰(zhàn)是用戶想要定義特定的事件，”Talmon說(shuō)，“例如，高速公路邊上，小轎車和卡車的停車區(qū)不同。如果有轎車非法?？吭诳ㄜ噮^(qū)，在兩個(gè)半拖掛車之間有一輛小車，又或如果轎車區(qū)停一輛大卡車，這都是很危險(xiǎn)的。用戶想檢測(cè)是否有轎車停到卡車區(qū)，或卡車停在轎車區(qū)。我們沒(méi)有針對(duì)這種應(yīng)用的算法，但我們?cè)O(shè)定了用于使用的規(guī)則。該系統(tǒng)靈活得足以讓用戶定義在某個(gè)區(qū)域和某個(gè)時(shí)刻應(yīng)該有何種物體?！?/P>

    Talmon還介紹，該軟件允許每臺(tái)攝像機(jī)設(shè)置無(wú)限數(shù)目的規(guī)則——100條規(guī)則也不在話下?！叭绻麍D像中的某部分樹(shù)枝上漏下的陽(yáng)光和樹(shù)影。用戶則可定義具體的規(guī)則，如早上6點(diǎn)到8點(diǎn)之間忽略掉樹(shù)影，這就降低了檢測(cè)時(shí)的誤報(bào)率。”

“平衡負(fù)荷”
    “平衡負(fù)荷”（Loadbalancing）或“分布負(fù)荷”（loaddistribution）是匈牙利Intellio公司解決智能化方案中帶寬問(wèn)題的方法。該公司市場(chǎng)主管AndrasSudy說(shuō)道，“例如，兩個(gè)服務(wù)器分別管理兩組攝像機(jī)，一組室外，另一組則室內(nèi)。由于室外攝像機(jī)活動(dòng)更多，室外服務(wù)器需要更大的帶寬，而‘平衡負(fù)荷'則把部分室外攝像機(jī)分配給室內(nèi)的服務(wù)器管理，這樣就相應(yīng)減少了室外服務(wù)器的帶寬量。”

    “解決方案或多或多少會(huì)有些類似特征，而Intellio公司的解決方案的獨(dú)特之處不在于攝像機(jī)或軟件，而是整體系統(tǒng)架構(gòu)是否具備靈活支持?jǐn)z像機(jī)的特點(diǎn)，”Sudy說(shuō)。

    Intellio降低帶寬需求的方法之一是通過(guò)前端處理圖像。據(jù)Sudy稱，為了盡可能節(jié)省帶寬資源，該公司最新的一個(gè)特點(diǎn)是選擇性的高解析度圖像。例如，攝像機(jī)進(jìn)行移動(dòng)偵測(cè)時(shí)，它不會(huì)發(fā)送所有圖像，取而代之的是，只有運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像才是高解析度，而那些未被移動(dòng)探測(cè)器跟蹤的圖像仍然是低分辨率。這也就是說(shuō)，惟有被跟蹤的物體圖像將以最大解析度被發(fā)送到服務(wù)器。

三種可選系統(tǒng)構(gòu)架
    正如AgentVi和Intellio所努力的方向一樣，整個(gè)系統(tǒng)允許前端或后端服務(wù)器，或同時(shí)在前端與服務(wù)器上進(jìn)行智能分析。另外，DVTel公司的DVTelLatitudeV5視頻分析的特點(diǎn)也是視頻分析分布式架構(gòu)，視頻分析或在前端，或在服務(wù)器，或者同時(shí)基于兩者。這種分布式結(jié)構(gòu)對(duì)每路的探測(cè)數(shù)量沒(méi)有限制，具有低成本和可擴(kuò)展性，每個(gè)服務(wù)器可支持多達(dá)70路的視頻分析。使用DVTel公司的iSOC,視頻分析可以從一個(gè)攝像機(jī)擴(kuò)展到成千個(gè)攝像機(jī)，而且不論它們是基于IP還是模擬的。

    “由于iSOC平臺(tái)的強(qiáng)大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，用戶可自由選擇Latitude的視頻分析模塊，或其它所需要的更好套件，”DVTel公司的研發(fā)主管YanivBen-Arie介紹，“我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了基于廣泛用戶需求的產(chǎn)品，而視頻分析解決方案是另一個(gè)基于靈活極高的軟件產(chǎn)品的例子。”

現(xiàn)實(shí)與期望的矛盾
    雖然視頻分析的應(yīng)用多種多樣，但有時(shí)候供應(yīng)商不得不教育用戶，哪些需求是視頻分析滿足不了的。

    “實(shí)際上，現(xiàn)實(shí)與希望之間是有距離的。人們認(rèn)為智能系統(tǒng)能做到的與智能系統(tǒng)實(shí)際上能做到的，兩者之間有很大差距，”Sudy說(shuō)道，“由于被一些夸大化的產(chǎn)品宣傳誤導(dǎo)，終端用戶對(duì)智能視頻分析系統(tǒng)有極高的期望。這也是我們正試圖解決的困難之中，面臨的最棘手的一個(gè)。實(shí)際上，智能分析系統(tǒng)需要大量復(fù)雜的設(shè)置與配置。這些迫切需要智能分析系統(tǒng)的終端用戶甚至我們合作伙伴的理解?！盵nextpage]

    對(duì)客戶需求進(jìn)行分析是Intellio公司誤報(bào)解決策略中的重要部分。該公司的一個(gè)交通解決方案綜合了多種分析，包括車牌識(shí)別、車流向和速度檢測(cè)。匈牙利高速公路當(dāng)局實(shí)地測(cè)試了Intellio公司的解決方案，并且當(dāng)局還提出希望能夠檢測(cè)到煙霧，但這項(xiàng)分析并未包括在分析軟件中。

    “由于沒(méi)有現(xiàn)成的此類分析方案，所以我們?cè)谝延械慕鉀Q方案基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出高速路某處有煙霧時(shí)能夠觸發(fā)報(bào)警的方案，”Sudy說(shuō)，“如果困難不能通過(guò)攝像機(jī)來(lái)解決，那么誠(chéng)實(shí)是最好的辦法。而且，肯定還有其呵更好的解決辦法。”

    同樣地，IntelliVision公司也認(rèn)為終端用戶對(duì)智能視頻監(jiān)控解決方案有不現(xiàn)實(shí)的期望，還需要教育用戶。該公司市場(chǎng)副總裁SeanShankar認(rèn)為，“警報(bào)的驗(yàn)證和判斷必須通過(guò)人的參與和干涉。而顧客的期望應(yīng)該合理，我們也可以推薦客戶安裝并幫助他們配置最優(yōu)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。”

    考慮到用戶的期望，該公司越來(lái)越重視視頻穩(wěn)定器（VideoStabilizer）、全景視頻（VideoPanorama）、面部探測(cè)器（FaceDetector）等產(chǎn)品?！霸贗ntelliVision公司，我們通過(guò)用戶的參與來(lái)向目標(biāo)邁進(jìn)，”Shankar還舉例，“零售業(yè)的需求包括入侵檢測(cè)、人流統(tǒng)計(jì)、隊(duì)列管理等；而交通運(yùn)輸業(yè)的需求包括停車、交通燈控制、特定區(qū)域內(nèi)車輛統(tǒng)計(jì)等?！?/P>

引導(dǎo)客戶尋找解決方案
    雖然Intellio公司的部分客戶可以說(shuō)出自己的需求，但是他們中的大多數(shù)都需要被提前指導(dǎo)，才能知道自己在尋找什么樣的解決方案。Sudy說(shuō)道，“當(dāng)用戶找到我們，并談及物體和人的監(jiān)測(cè)時(shí)，大多數(shù)時(shí)候他們回答不出自己為何要使用攝像機(jī)系統(tǒng)。不僅僅是交通管理方面的客戶，還有辦公室管理、周界探測(cè)等來(lái)自不同領(lǐng)域的客戶來(lái)找我們。很多時(shí)候，他們之所以想要該系統(tǒng)只是因?yàn)橐粫r(shí)興起，而且他必須購(gòu)買這樣的系統(tǒng)。于是，我們開(kāi)始他溝通，引導(dǎo)并詢問(wèn)其商業(yè)應(yīng)用上的問(wèn)題，他才開(kāi)始意識(shí)到‘這就是為什么我必須購(gòu)買該系統(tǒng)'。我們使他明白為何要購(gòu)買該系統(tǒng)，這是一件有趣的事。”

    他強(qiáng)調(diào)交流是找到正確解決方案的關(guān)鍵?！拔覀凂雎?tīng)顧客和合伙伙伴的想法，并與之交流。我們主要關(guān)注的是得到盡可能多的反饋和交流，從而使雙方都從中受益。”

    問(wèn)題的解決并不意味著一定要研發(fā)一個(gè)新的分析算法，而是在過(guò)去被認(rèn)可的方法基礎(chǔ)上換一種新思路。ObjectVideo公司就是解決問(wèn)題時(shí)就是這樣做的。

    “解決一個(gè)問(wèn)題有多種不同的方法，而ObjectVideo最擅長(zhǎng)通過(guò)技術(shù)應(yīng)用找到并執(zhí)行最有效的方法，”該公司的市場(chǎng)和通訊主管EdTroha談到，“ObjectVideo解決方案所承諾的功能是最強(qiáng)大、更經(jīng)得起考驗(yàn)、更可靠的。我們采用了一種建筑式的方法，它的關(guān)鍵在于能讓視頻分析應(yīng)用到更多的場(chǎng)景中并仍然正常工作?！?/P>

    在這種思維引導(dǎo)下，操作者只需要點(diǎn)幾下鼠標(biāo)，就能夠在友好性用戶使用界面上建立起移動(dòng)偵測(cè)的虛擬警戒線或區(qū)域。他補(bǔ)充，“關(guān)于產(chǎn)品的實(shí)用性，我們已經(jīng)得到了不錯(cuò)的反饋，要知道，我們?cè)诟倪M(jìn)產(chǎn)品的實(shí)用性上幾乎花費(fèi)了與開(kāi)發(fā)產(chǎn)品一樣長(zhǎng)的時(shí)間。如果要有效地使用該產(chǎn)品，我們應(yīng)該與用戶進(jìn)行聯(lián)系，該產(chǎn)品應(yīng)該被安防專業(yè)人員而不是外行技術(shù)員使用?！?

下一代分析解決方案
    下一代智能化視頻分析解決方案仍然比較模糊，但可以預(yù)測(cè)的是，會(huì)更加智能化。

    Talmon表示，“將來(lái)我們將加入更多的物體識(shí)別或分割的功能，現(xiàn)在尚做不到，目前大多數(shù)產(chǎn)品也不能做到。而我們正在開(kāi)發(fā)的物體識(shí)別算法能夠區(qū)分出穿制服的人，或者他們衣服上的標(biāo)記，但要設(shè)計(jì)更多和更強(qiáng)健的算法需要付出更多的努力。”

    雖然智能分析公司不斷被并購(gòu)，例如VistaScape被SiemensBuildingTechnologies收購(gòu)、ActivEye與Honeywell公司合并，但是一些公司預(yù)測(cè)，未來(lái)出現(xiàn)得更多的是由小而專業(yè)的公司提供的智能化解決方案，而不是集成化解決方案。

    Sudy也認(rèn)為，“大公司有規(guī)模的預(yù)算來(lái)根據(jù)市場(chǎng)需求改變其研發(fā)計(jì)劃，而小公司則更專注于某項(xiàng)專業(yè)的技術(shù)，從而提供恰好滿足客戶所需的方案。因此，未來(lái)幾年市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)更加有趣?！?

    不論智能視頻監(jiān)控領(lǐng)域走向如何，安防行業(yè)的發(fā)展刺激了智能解決方案需求量的增長(zhǎng)。安全技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越靈活，智能視頻監(jiān)控已經(jīng)跨出安防的大門，成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一。