智能化監(jiān)控興起
以前,廣泛應用在銀行、商場等場合的攝像機監(jiān)控通常只是簡單的錄像,以便用于事后的取證,而這樣的應用損失了圖像的基本價值(一個動態(tài)的、實時的媒質(zhì)),就如同把直播變成錄像一樣,這與人們對視頻系統(tǒng)真正需求是有差距的。無數(shù)事實證明,事后追查是必須的,但事前的預警更為重要,它可以把一些重大事件隱患抑制于萌芽之中,避免亡羊補牢。因此監(jiān)控系統(tǒng)智能化成為一個重要研究方向。
所謂“智能化”,就是要充分挖掘抽取視頻資源中的關(guān)鍵信息,并利用這種信息為用戶提供有價值的服務。比如,當監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)一個來歷不明的物品較長時間地出現(xiàn)在安全區(qū)域,或者發(fā)現(xiàn)可疑人物游蕩在安全管理的區(qū)域以及其他的異常行為時,系統(tǒng)能對這樣一些具有潛在威脅的事件及時捕獲,并對是否介入事件做出智能的判斷,從而有效抑制人作為行為主體所引致的系列問題,實現(xiàn)真正意義上的全天候的監(jiān)控。
智能化監(jiān)控系統(tǒng)除了可以提高報警精確度,減少漏分析或者誤分析的現(xiàn)象外,還可以縮短響應時間,提高響應速度,形成更為有效的現(xiàn)場數(shù)據(jù),在安全威脅發(fā)生之前就能夠提示安全人員關(guān)注相關(guān)監(jiān)控畫面,為潛在威脅做好準備工作。于是,近年來,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)也開始在一些特定的場合,如車站、銀行、商場等公共領(lǐng)域普及逐漸興起。
安全領(lǐng)域成為主要應用場所
實際上,目前大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)都還停留在普通的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控(IP監(jiān)控、數(shù)字化監(jiān)控)的概念上。簡單地說,“眼睛”到處都有,但是智能化的程度并不高,還處于比較初始的階段。一些智能化監(jiān)控系統(tǒng)還只能分析一些較為簡單的異常行為,其光照環(huán)境適應性也處在較低的水平,離用戶所期望的理想效果還差得比較遠。隨著市場上對智能視頻應用需求的不斷提升,很多廠商正投入資金和研發(fā)力量從事監(jiān)控系統(tǒng)智能化的研究,也有不少廠商開始著手引進國外知名廠商的智能視頻軟硬件技術(shù),推出了自己相關(guān)的產(chǎn)品,整個市場處于起步階段。
具體在應用層面,智能視頻的應用大體上可以分為安全相關(guān)應用和非安全相關(guān)應用兩大類。安全類相關(guān)的應用是目前市場上存在的主要智能視頻應用,此類應用主要包括:高級視頻移動偵測、物體追蹤、人物面部識別、車輛識別和非法滯留等。此外,智能視頻還可以用到一些非安全相關(guān)類的應用當中,比如人數(shù)統(tǒng)計、人群控制、注意力控制和交通流量控制等。目前來說,對于以目標整體的運動軌跡作為研究目標,提取運動目標的運動特征或者其本身所具有的特性這種類型的視頻智能分析已經(jīng)取得了一定的成果。這一類研究目標不一定是人,也可以是車輛、動物或飛機坦克等軍事目標。目前市場上已經(jīng)有相應的產(chǎn)品,盡管還不是非常成熟。例如智能交通系統(tǒng)中的車流量統(tǒng)計,擁堵檢測等功能,已經(jīng)在實際中得到廣泛的應用。 [nextpage]
而不同的應用場合,用戶也會針對自身的需要對智能監(jiān)控系統(tǒng)提出要求。比如智能交通監(jiān)控,就要求能夠在濃霧、大雪、或者暴雨等惡劣氣候條件下完成智能分析,達到一定的準確率。而對于室內(nèi)的監(jiān)控,則不會有以上的需求,一般只需要考慮光線的變化。任何智能監(jiān)控系統(tǒng)都不是萬能的,針對不同的應用需求,產(chǎn)品才會有不同的目標市場和目標用戶。當前普遍被接受的智能系統(tǒng)主要包括智能交通系統(tǒng),城市治安智能監(jiān)控,以及智能樓宇中的監(jiān)控系統(tǒng)等。
核心算法制約技術(shù)發(fā)展
由于算法的復雜度以及目標行為的多樣性等原因,市場上有關(guān)視頻智能分析的研究發(fā)展一直比較緩慢。例如,以目標的局部部分運動為研究目標,來提取其局部的“肢體語言”特征,如視頻的手語識別,步態(tài)識別,表情識別,或者判斷其是否在完成某種行為都比較困難,其難點首先在于還缺乏高效可靠的算法。
盡管對于視頻的智能分析,國內(nèi)外學者已經(jīng)提出許多被證明是有效的算法,但是相當一部分的算法要么復雜度太高不適合實時實現(xiàn),要么自適應性較差因而應用場合受限要么還停留于理論階段,離實用仍有不小的距離。其次,由于受計算機和處理器資源的限制,隨著客戶對圖像質(zhì)量與智能分析要求的不斷提高以及系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大,對監(jiān)控系統(tǒng)的處理能力提出了極高的要求。雖然飛利浦,TI等半導體廠商不斷推出性能優(yōu)越的處理器芯片,但是對于海量的視頻數(shù)據(jù)計算,處理器資源還是顯得捉襟見肘。
展望未來,智能化功能將更強大
以目前市場需求和各研發(fā)機構(gòu)推出的技術(shù)來看,今后的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展將會向兩個方向推進:一個是如何及時精確地判斷目標的特定身份,比如人臉識別。另外一個是及時準確地判斷運動目標的行為是否具有威脅性,并做出及時反應。總的來說,未來的智能視頻監(jiān)控將朝兩個方向發(fā)展:一是適應更為復雜和多變的場景;其次是能識別和分析更多的行為及異常事件。而且,相比以前的系統(tǒng)構(gòu)建,高處理能力和多核DSP的出現(xiàn),使得智能視頻監(jiān)控成本下降很多,算法資源大大增加,效率也大大提高。
安防行業(yè)內(nèi)有一句話叫“到處在抓安防,到處在裝監(jiān)控”。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展以及“平安城市”建設(shè)步伐的邁進,商場、銀行、車站、智能大廈等大量場所自身安全防范的需要不斷加強,這給視頻監(jiān)控產(chǎn)品的廣泛應用提供了一個極好的發(fā)展平臺。而近年來,國內(nèi)視頻監(jiān)控產(chǎn)品的總使用量每年都以超過20%的速度高速增長,伴隨著經(jīng)濟高速增長和勞動人口大范圍流動所出現(xiàn)的社會治安問題,人們也同時對城市安全防范提出了更高的要求。因此,可以預見,智能化視頻監(jiān)控的發(fā)展前景應該是非常廣闊和光明的,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)正越來越多地引起人們的關(guān)注,需求量處于不斷上升的過程中。