智能監(jiān)控將會(huì)成為安防的下一個(gè)拐點(diǎn)嗎?

智能視頻技術(shù)分析技術(shù)工作原理及技術(shù)缺陷

    2010年，數(shù)字化、高清化、智能化充斥著整個(gè)安防市場(chǎng)，不論是企業(yè)還是媒體，都在樂此不疲地談?wù)撝�視頻監(jiān)控的這三大走勢(shì)。而今，2010北京安博會(huì)召開在即，作為安防行業(yè)的年度盛會(huì)，我們沒有理由懷疑與這三大趨勢(shì)有關(guān)的產(chǎn)品會(huì)在展會(huì)上出現(xiàn)。今天，筆者將就智能視頻分析這一話題進(jìn)行探討。

    記得在采訪北京光橋總裁張乃憲先生時(shí)，他曾說，對(duì)于視頻監(jiān)控來說，監(jiān)控錄像需要7*24小時(shí)不間斷，保安員在觀看視頻監(jiān)控屏幕時(shí)極易造成視覺疲勞，發(fā)現(xiàn)可疑線索的幾率就大大降低，舉個(gè)例子，人在盯著屏幕觀看錄像12分鐘的時(shí)候，45%的畫面會(huì)被忽視，而當(dāng)觀看錄像達(dá)到22分鐘的時(shí)候，95%的畫面將被忽略;另外，如何在監(jiān)控屏幕不斷切換的同時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)事件并及時(shí)預(yù)警也是實(shí)踐中的一個(gè)難題;同時(shí)，隨著視頻監(jiān)控的大范圍應(yīng)用，也帶來了海量的視頻數(shù)據(jù)，如何在這些海量的數(shù)據(jù)中提煉有價(jià)值的數(shù)據(jù)成為一個(gè)亟待解決的問題�；�于這些因素，智能視頻分析的產(chǎn)生和應(yīng)用就顯得極為必要。

    智能視頻分析技術(shù)讓人迫不及待，那么，智能視頻分析的工作原理是什么呢?

    智能視頻分析大體上分為兩大類，一類是以背景模型建立為基礎(chǔ)，主要包括周界防范在內(nèi)的行為分析等。第二類是以特征識(shí)別為基礎(chǔ)，包括車牌識(shí)別、人臉識(shí)別等。

    行為分析主要基于運(yùn)動(dòng)背景建模與目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，簡(jiǎn)單來講就是在相對(duì)靜止的背景圖像中找到在活動(dòng)的目標(biāo)物體。

    運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別的背景建模技術(shù)，首先根據(jù)某種數(shù)學(xué)原理建立環(huán)境背景的數(shù)學(xué)模型，在概數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，機(jī)器可以區(qū)分出靜止背景與運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)物體，然后再根據(jù)目標(biāo)的輪廓、大小等信息對(duì)其分類，除去虛假的或無需關(guān)心的目標(biāo)，最終結(jié)合剩下的目標(biāo)軌跡與設(shè)置的規(guī)則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

    特征識(shí)別技術(shù)的原理與活動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)不同。特征識(shí)別無需背景模型而需要目標(biāo)物體的特征，因此機(jī)器會(huì)存有一個(gè)可以用于描述這些特征的數(shù)據(jù)庫(kù)，特征識(shí)別也就是在所得的圖像中尋找與特征庫(kù)里具有一定相似程度的物體以進(jìn)行匹配，如果特殊庫(kù)里描述的特征越多，得到的結(jié)果越正確，同時(shí)需要的計(jì)算量也越大。

    然而，目前智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用并不廣泛，還處于試用階段，“不成熟”的技術(shù)無法催生市場(chǎng)的膨脹，這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

    1.無法完全消除誤報(bào)的影響

    例如運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別中的背景建模技術(shù)，在控制漏報(bào)數(shù)量的同時(shí)，還不能完全的刪除誤報(bào)。在以目標(biāo)識(shí)別為技術(shù)基礎(chǔ)的周界防范產(chǎn)品中，誤報(bào)的數(shù)量一直是反映該產(chǎn)品優(yōu)劣的一大指標(biāo)。而誤報(bào)的數(shù)量是由背景模型與實(shí)際使用情況之間的差距造成的。模型的適應(yīng)能力越強(qiáng)，造成的誤報(bào)越少，背后要求的技術(shù)也越高。影響背景模型建立的因數(shù)很多，例如空曠的柏油馬路和邊上有樹木的圍墻，6m高的攝像機(jī)與2m高的攝像機(jī)所拍攝的畫面就需要不同的背景模型，白天和黑夜的狀態(tài)需要的模型也不同。目前，行業(yè)中還沒有開發(fā)出一種可以涵蓋所有使用情況的背景模型來，也無法完全的解決隨機(jī)事件的影響，如在黑夜環(huán)境下車燈造成的誤報(bào)。

    2.不具備行為的判斷能力 例如周界防范，機(jī)器中行為分析的區(qū)域入侵功能能夠發(fā)現(xiàn)活動(dòng)目標(biāo)，并可以在這些活動(dòng)目標(biāo)中利用技術(shù)手段把用戶希望的目標(biāo)(例如人體)提取出來。但是再進(jìn)一步，這個(gè)闖入者的動(dòng)機(jī)是什么，是偶爾路過，還是故意闖入，是否有意的往警戒區(qū)域內(nèi)探望，這些都無法靠機(jī)器來識(shí)別。

    3.特征識(shí)別技術(shù)對(duì)畫面要求高

    對(duì)于基于特征識(shí)別的分析技術(shù)，對(duì)于圖像的要求比較高。除了畫面本身清晰度外，也需要清楚的展示目標(biāo)物體的特征，目前計(jì)算機(jī)的識(shí)別能力大大低于人類對(duì)物體特征的識(shí)別能力，不同的光照條件和拍攝角度，都將改變計(jì)算機(jī)所看到的特征。因此，對(duì)攝像機(jī)的安裝以及周圍環(huán)境的要求比較高。例如車牌識(shí)別的產(chǎn)品，對(duì)車牌在畫面中呈現(xiàn)的角度，像素大小都有比較嚴(yán)格的要求，這些高要求限制了該類產(chǎn)品的實(shí)施與應(yīng)用。

    4.CPU的處理能力仍然是瓶頸

    要滿足實(shí)際復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境就需要越加復(fù)雜的算法，隨之帶來了巨大的計(jì)算量，目前DSP芯片的能力有限，已經(jīng)不能滿足某些復(fù)雜算法的需要。因此，難以開發(fā)相應(yīng)高級(jí)功能的嵌入式產(chǎn)品，這也增加了很多產(chǎn)品的施工難度與實(shí)際推廣的阻力。

智能產(chǎn)品普及應(yīng)用阻力重重

    盡管目前智能產(chǎn)品已經(jīng)開始小規(guī)模應(yīng)用，但是在使用過程中也表現(xiàn)出種種問題，讓火熱的市場(chǎng)開始逐步沉寂:

    1、價(jià)格高昂普及困難

    目前市場(chǎng)上前端智能視頻分析盒動(dòng)輒一兩萬，而帶智能視頻分析功能的服務(wù)器則是幾十萬的身價(jià)，除了這些昂貴的必備用品之外，還有相應(yīng)配套的硬件軟件都需要高昂的造價(jià)，價(jià)格無疑成為國(guó)內(nèi)智能視頻分析產(chǎn)品不能普及的最大原因。試想連機(jī)場(chǎng)、軌道交通、金融、能源這些高端行業(yè)使用都要“三思而行”的狀況下，又怎么能向智能建筑、零售業(yè)、服務(wù)業(yè)等中低端行業(yè)普及呢?

    2、誤報(bào)率高有可能形同虛設(shè)

    目前的智能產(chǎn)品無論是嵌入式智能分析產(chǎn)品還是純軟件智能視頻分析產(chǎn)品，其分析效率及準(zhǔn)確率仍然受到環(huán)境因素(如環(huán)境光線變化等)的限制，面對(duì)各種各樣復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，目前還無法進(jìn)行準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地判斷和分析。

    國(guó)外視頻分析的理念是“寧可誤報(bào)，不可不報(bào)”，但這種理念到了中國(guó)可能會(huì)產(chǎn)生“狼來了”的效應(yīng)。如何解決分析靈敏度和誤報(bào)警之間的矛盾，也是我們急需解決的問題。

    另外，相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)和DVR系統(tǒng)來說，目前的智能分析產(chǎn)品規(guī)則設(shè)置及功能實(shí)現(xiàn)方面則較為復(fù)雜。為了減少誤報(bào)，智能分析系統(tǒng)還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行多次的反復(fù)調(diào)試，從而達(dá)到較為理想的效果。也就是說我們需要較高端的配套設(shè)備，對(duì)設(shè)備的安裝調(diào)試有著更加嚴(yán)格的要求，需要更多高素質(zhì)的集成商和工程商，而這方面也是我們需要多加改進(jìn)的。

    3、標(biāo)準(zhǔn)難于統(tǒng)一

    跟網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)品相似，智能視頻分析缺乏一個(gè)準(zhǔn)確的定義和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，眾人都在談智能，誰(shuí)家的智能技術(shù)才是真的?哪些智能技術(shù)其實(shí)并不智能?比如，有些產(chǎn)品把移動(dòng)偵測(cè)這個(gè)并不能從根本上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析并提取有威脅信息的功能也叫做智能分析，顯然就是有所誤導(dǎo)。另外，分析核心算法差異化也會(huì)成為將來整合的一個(gè)難題，比如不同品牌的前端嵌入式分析產(chǎn)品與后端管理平臺(tái)如何來兼容，應(yīng)遵循什么樣的標(biāo)準(zhǔn)，智能分析分析產(chǎn)品的廠家可提供什么樣的支持，這些都是需要解決的問題。

    4、客戶認(rèn)知度低

    產(chǎn)品的推廣需要終端客戶的最終認(rèn)可才能贏得市場(chǎng)，許多行業(yè)終端客戶普遍對(duì)智能分析產(chǎn)品系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)功能知之甚少，也就不能提供很多有效的需求來促進(jìn)產(chǎn)品的較廣泛應(yīng)用及改進(jìn)提升，這也造成了很多智能分析產(chǎn)品功能與客戶的需求相差較遠(yuǎn)，客戶往往過高地估計(jì)了智能化系統(tǒng)所能提供的便利功能，從而產(chǎn)生一些非產(chǎn)品質(zhì)量方面的矛盾。而企業(yè)只是自己埋頭苦修智能視頻分析技術(shù)，研發(fā)出來的產(chǎn)品并不能得到客戶的認(rèn)可，這也等于是做了一場(chǎng)無用功。

    應(yīng)該說，智能視頻分析技術(shù)是安防行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，然而，智能視頻分析要真正實(shí)現(xiàn)其作用，首先必須突破上述幾大技術(shù)障礙，客戶對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)可才是市場(chǎng)發(fā)展的動(dòng)力。除了技術(shù)上的不成熟，應(yīng)用上的不成熟也是我們必須面對(duì)的問題，智能監(jiān)控會(huì)是安防行業(yè)的下一個(gè)拐點(diǎn)嗎?我們拭目以待。