近年來(lái)，中國(guó)視頻監(jiān)控市場(chǎng)受平安城市建設(shè)、北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)、深圳大運(yùn)會(huì)等安保項(xiàng)目以及各行業(yè)視頻監(jiān)控需求快速增長(zhǎng)等因素的刺激和拉動(dòng)，取得了快速發(fā)展，整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。“十二五”期間，隨著平安城市建設(shè)等各項(xiàng)政策的繼續(xù)開(kāi)展和深化，以及交通、教育、金融等各個(gè)行業(yè)用戶(hù)的安防意識(shí)的不斷增強(qiáng)，預(yù)計(jì)未來(lái)視頻監(jiān)控市場(chǎng)將保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)。在這些如平安城市建設(shè)、世博會(huì)等大規(guī)模項(xiàng)目中，面對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的前端攝像頭，其日常維護(hù)的矛盾日趨激烈。

　　監(jiān)控行業(yè)的運(yùn)維現(xiàn)狀

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)中正常使用的攝像機(jī)的比例不到60%，而且當(dāng)前數(shù)量龐大的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)維工作主要都是靠人工檢測(cè)和處理，即使目前的監(jiān)控平臺(tái)上也出現(xiàn)了類(lèi)似故障自動(dòng)檢測(cè)等功能，但是這些功能只停留在簡(jiǎn)單的判斷設(shè)備圖像是否存在、網(wǎng)絡(luò)是否連通等簡(jiǎn)單的故障判斷，對(duì)視頻監(jiān)控中存在的視頻圖像模糊、圖像顏色不正常、圖像條紋干擾、雪花點(diǎn)干擾、攝像機(jī)嚴(yán)重偏移、云臺(tái)失控等視頻質(zhì)量問(wèn)題沒(méi)有判斷和檢測(cè)功能。所以目前監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維出現(xiàn)了監(jiān)測(cè)難度大，故障處理不及時(shí)，運(yùn)維工作量巨大，導(dǎo)致運(yùn)維成本不斷增加，故障視頻也得不到及時(shí)的維護(hù)和修復(fù)，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用效果大打折扣，嚴(yán)重影響安全保障工作的有效開(kāi)展。因此，如何提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維工作的效率、建設(shè)智能化的視頻監(jiān)控質(zhì)量診斷系統(tǒng)將成為視頻監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

　　視頻質(zhì)量診斷的技術(shù)基礎(chǔ)

　　視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化和高清化建設(shè)現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐步網(wǎng)絡(luò)化以后，對(duì)視頻數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一分析處理也成為了可能。在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)成熟的條件下，視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)采用先進(jìn)的科學(xué)的視頻質(zhì)量診斷技術(shù)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)(Computer Vision)算法，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中前端設(shè)備的常見(jiàn)圖像質(zhì)量故障問(wèn)題進(jìn)行診斷。常見(jiàn)的故障分成：信號(hào)丟失、圖像模糊、亮度異常、顏色異常、雪花噪聲、條紋干擾、畫(huà)面凍結(jié)、以及云臺(tái)失控。引起故障的原因很多，不同故障的背后原因也不同，表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象也不同，如表1所示。

　　對(duì)于信號(hào)丟失、畫(huà)面凍結(jié)的故障，圖像表現(xiàn)出固定模板和靜止不動(dòng)的特征，通常采用模板比對(duì)的思想進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于云臺(tái)失控的故障，由診斷服務(wù)器發(fā)出云臺(tái)運(yùn)動(dòng)指令，通過(guò)圖像中的運(yùn)動(dòng)分析來(lái)判斷云臺(tái)是否按照指令在運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于其它5種故障，它們表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象不同，圖像呈現(xiàn)的特點(diǎn)不同，結(jié)合視頻圖像處理、人眼視覺(jué)模型、以及機(jī)器視覺(jué)的方法，分別設(shè)計(jì)5個(gè)檢測(cè)模塊，也可以稱(chēng)為檢測(cè)器。在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)大量的實(shí)際場(chǎng)景監(jiān)控視頻片段，對(duì)檢測(cè)器進(jìn)行訓(xùn)練。在診斷過(guò)程中，每種檢測(cè)器提取相對(duì)應(yīng)的圖像特征，根據(jù)事先訓(xùn)練學(xué)習(xí)的判斷法則，對(duì)故障的類(lèi)型進(jìn)行判定，同時(shí)確定故障的嚴(yán)重程度。對(duì)于出現(xiàn)誤判、漏判的視頻，可以加入到訓(xùn)練樣本中，進(jìn)行再訓(xùn)練再學(xué)習(xí)，以對(duì)檢測(cè)器進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高檢測(cè)器性能。

　　視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用

　　保證視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的前提條件是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，在這個(gè)基礎(chǔ)條件滿足的情況下，可以對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn)視頻的質(zhì)量診斷功能：主要是通過(guò)后端服務(wù)器對(duì)每一路視頻進(jìn)行輪詢(xún)檢測(cè)、分析的方式進(jìn)行，最終提供給用戶(hù)即時(shí)的報(bào)警提示，在檢測(cè)完畢后能夠提供完整的視頻質(zhì)量問(wèn)題報(bào)表。給監(jiān)控使用單位或者運(yùn)維單位提供有力的故障數(shù)據(jù)，同時(shí)能夠快速的進(jìn)行維修響應(yīng)。對(duì)于實(shí)際使用單位來(lái)說(shuō)，可以提高監(jiān)控的使用效率，減少監(jiān)控故障造成的不良影響。對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維單位來(lái)說(shuō)，可以提高響應(yīng)速度和工作效率，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，可以有效提高客戶(hù)滿意度。

　　系統(tǒng)通過(guò)單獨(dú)的視頻檢測(cè)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻的分析和檢測(cè)，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以在現(xiàn)有監(jiān)控平臺(tái)中嵌入視頻質(zhì)量檢測(cè)的功能，這樣使得整套檢測(cè)系統(tǒng)和現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)合二為一，方便用戶(hù)使用。系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

　　采用如上系統(tǒng)架構(gòu)，在監(jiān)控系統(tǒng)中接入視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　? 系統(tǒng)無(wú)損接入：診斷分析儀實(shí)際是后端智能分析儀，只需要接入監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，不需要對(duì)原有系統(tǒng)做更多修改，施工方便，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫智能化升級(jí);

　　? 網(wǎng)絡(luò)帶寬占用?。翰捎幂喸?xún)的方式，依次對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行診斷，同時(shí)獲取一路或者幾路視頻碼流，網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗少;[nextpage]

　　? 診斷效率高：對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行輪詢(xún)檢測(cè)，每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)只需要幾秒時(shí)間就可以完成診斷，短時(shí)間內(nèi)就可以對(duì)成千上萬(wàn)個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行診斷。診斷結(jié)果生成統(tǒng)一的報(bào)表，方便用戶(hù)查看和報(bào)修;

　　? 不增加前端設(shè)備負(fù)擔(dān)：支持流媒體取流，可以通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)中的流媒體服務(wù)器或者組播設(shè)備的流媒體分發(fā)獲取碼流，不占用前端設(shè)備的出口帶寬。

　　視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)主要能夠?qū)崿F(xiàn)視頻質(zhì)量問(wèn)題的檢測(cè)類(lèi)型，見(jiàn)圖2。

　　視頻質(zhì)量診斷類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)化應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

　　視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)能夠?qū)δ壳俺Ｒ?jiàn)的一些視頻問(wèn)題進(jìn)行歸類(lèi)和分析，有效緩解視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維難題，進(jìn)而提高用戶(hù)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的使用效率。當(dāng)然我們也應(yīng)該看到，視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)作為新生事物，還有很多地方需要改進(jìn)，需要廠家、用戶(hù)、主管部門(mén)等多方共同努力，才能真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的市場(chǎng)化應(yīng)用。

　　質(zhì)量診斷檢測(cè)夜間使用效果差

　　由于夜間光照條件非常復(fù)雜，各種燈光光線照射使得視頻過(guò)亮，產(chǎn)生畫(huà)面閃爍等現(xiàn)象，無(wú)法判斷是攝像機(jī)本身產(chǎn)生的問(wèn)題還是外界環(huán)境光照射造成的影響，對(duì)視頻質(zhì)量診斷算法影響較大。目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的視頻檢測(cè)產(chǎn)品，普遍存在夜間使用效果欠佳的問(wèn)題。

　　監(jiān)控廠家編碼格式不統(tǒng)一，兼容性不佳

　　目前監(jiān)控設(shè)備廠家眾多，視頻編碼沒(méi)有統(tǒng)一的格式，造成很多非主流廠家的產(chǎn)品無(wú)法解碼，如果沒(méi)有生產(chǎn)廠家的解碼庫(kù)，就無(wú)法對(duì)設(shè)備進(jìn)行解碼和完成視頻質(zhì)量的診斷。這也是目前整個(gè)行業(yè)存在的問(wèn)題。

　　檢測(cè)準(zhǔn)確率沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，很難界定

　　對(duì)于以上提到的各種類(lèi)型的視頻質(zhì)量問(wèn)題，一般依靠主觀經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷是否是質(zhì)量問(wèn)題，如顏色偏色、雪花點(diǎn)等，如果是輕微的顏色異?；蛘哐┗c(diǎn)等，可能不同的人觀察的結(jié)果會(huì)有不同，即有人認(rèn)為存在質(zhì)量問(wèn)題，而有人卻認(rèn)為是正常的。沒(méi)有判斷的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確性等很難界定。

　　視頻質(zhì)量問(wèn)題種類(lèi)繁多，難以囊括

　　目前的視頻質(zhì)量類(lèi)型，只是對(duì)最常見(jiàn)的一些質(zhì)量問(wèn)題的總結(jié)和歸納，但是還有非常多的，如中間一條細(xì)長(zhǎng)白線、視頻重影、陰影、部分黑屏部分條紋、有菜單字幕等等不常見(jiàn)的視頻質(zhì)量問(wèn)題。這些不常見(jiàn)的視頻質(zhì)量問(wèn)題，目前都沒(méi)有很好的檢測(cè)手段，如圖3。

　　視頻質(zhì)量診斷類(lèi)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

　　從系統(tǒng)架構(gòu)上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)基本上都是采用在中心統(tǒng)一處理、統(tǒng)一檢測(cè)的模式，但是這對(duì)于一些較老的模擬系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)升級(jí)改造。同時(shí)，這種后端檢測(cè)的方式無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)和提示的目的，而且此種方式受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等因素的影響。后續(xù)的視頻質(zhì)量診斷功能應(yīng)該會(huì)慢慢前移，可能會(huì)植入到嵌入式DVR、直接植入到每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中，DVR或者攝像機(jī)實(shí)時(shí)的給中心管理平臺(tái)發(fā)送狀態(tài)信息，再配合中心平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和設(shè)備故障檢測(cè)，可以更好的實(shí)現(xiàn)視頻質(zhì)量診斷。

　　從系統(tǒng)性能上來(lái)說(shuō)，后續(xù)的視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)可能會(huì)對(duì)各種性能進(jìn)行優(yōu)化，使檢測(cè)更加準(zhǔn)確，同時(shí)會(huì)擴(kuò)展到對(duì)視頻屬性等信息的檢測(cè)，如對(duì)視頻實(shí)際分辨率、視頻實(shí)際碼流、視頻實(shí)際幀率等信息的檢測(cè)。同時(shí)，為解決目前視頻質(zhì)量沒(méi)有統(tǒng)一判斷標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，可能在系統(tǒng)使用上會(huì)做一些人性化的改進(jìn)，如對(duì)用戶(hù)設(shè)置的靈敏度進(jìn)行可視化的提示操作，當(dāng)用戶(hù)設(shè)置某一個(gè)類(lèi)型的靈敏度后，系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)提示這個(gè)靈敏度下什么樣的圖像會(huì)報(bào)警。

　　從客戶(hù)應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，后續(xù)可能會(huì)出現(xiàn)手持式或者手提式的設(shè)備，專(zhuān)門(mén)為視頻運(yùn)維企業(yè)或者單位使用。視屏運(yùn)維工程師或者維護(hù)人員帶上此類(lèi)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)接入網(wǎng)絡(luò)后就可以對(duì)前方監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行視頻質(zhì)量的診斷，快速打印出問(wèn)題攝像頭的報(bào)表，然后進(jìn)行逐一排查和維修，這是一種單機(jī)式和工具式的使用。