業(yè)界提到安訊士,很多人會說“第一家做網(wǎng)絡攝像機的”、“歐洲瑞典的公司”……其實它還有很多鮮為人知的“身份”,比如金融安防監(jiān)控行業(yè)的專家。
演講人:劉冰亮 安訊士北區(qū)高級技術顧問
方案特點
1、高清視頻監(jiān)控全覆蓋;
2、可量化評價的人物面部識別;
3、起始值0.01lux的寬動態(tài);
4、滿足超低照度環(huán)境下監(jiān)控。
金融業(yè)是幾個最早應用安防系統(tǒng)的行業(yè)之一,在技術應用與創(chuàng)新上也一直起到很好的表率作用,其中又以視頻監(jiān)控為甚。而在銀行監(jiān)控場景里,最常見的監(jiān)控場景莫過于營業(yè)網(wǎng)點、ATM機等區(qū)域,當然金庫、數(shù)據(jù)機房、銀行辦公大樓(側(cè)重數(shù)據(jù)中心、樓宇監(jiān)控)等區(qū)域的點位也很多。
高清、聯(lián)網(wǎng),永不褪色的訴求
當前金融安防行業(yè),“監(jiān)控如何實現(xiàn)高清化升級、大聯(lián)網(wǎng)改造”或是百談不厭的話題。值得注意的是,有別于其它行業(yè),銀行視頻監(jiān)控的一大明顯特點就是監(jiān)控點位密布——一家大型銀行僅在一個省份就可能有上千個甚至數(shù)千個點。其中市級分行營業(yè)網(wǎng)點,通常擁有4-8個交易柜臺,對應的監(jiān)控攝像機在20臺左右。再大一些的分行,如省分行業(yè)務處理中心,多為兩層結(jié)構(gòu),配備50-60個監(jiān)控點。
同時,現(xiàn)在各家銀行都提出分布式監(jiān)控管理的需求。一方面在本地做錄像存儲,通過內(nèi)部專網(wǎng)并發(fā)上傳與上一級監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng);另一方面又與公安系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。
除此之外,現(xiàn)在銀行越來越需要創(chuàng)優(yōu)服務,比如人臉識別等智能功能的應用可以在銀行的柜臺里面做一些VIP服務。
全覆蓋布點,取款數(shù)鈔盡收眼底
基于視頻監(jiān)控全覆蓋的出發(fā)點,在前端攝像機點位布置方面,銀行采用“由點到面”、“各個擊破”的布局。
柜員區(qū)域:監(jiān)控點一般被要求安裝在操作人員身后的側(cè)上方,要求要看清操作人員的業(yè)務操作全流程、同時必須兼顧到玻璃外面交易顧客的面部特征以及動作細節(jié)等情況,包括一些交流、數(shù)鈔票的細節(jié)等等。此外,柜員內(nèi)部點鈔機上的數(shù)字也是柜員監(jiān)看的需求之一。
出入口:銀行營業(yè)網(wǎng)點的出入口是人流量比較多的監(jiān)控區(qū)域之一,我們需要對每一位進出該區(qū)域的顧客做到人臉識別的程度,從而對人臉圖像進行特征提取和分類;
營業(yè)大廳:該區(qū)域顧客眾多,是意外事件經(jīng)常發(fā)生的區(qū)域之一。因此要確保做到監(jiān)控無死角,保證整個營業(yè)區(qū)域盡收眼底;
外圍區(qū)域:包括網(wǎng)點外圍運鈔車上下的一些通道、辦公區(qū)域的出入口、24小時ATM機、金融保險箱等等,都有相應不同功能,不同的環(huán)境對應著不同的需求。比如說ATM區(qū)域,現(xiàn)在都要求看清取款者的臉部。又因顧客的人臉很多是時候是背光的,所以攝像機必須具備背光補償甚至超寬動態(tài)的功能。
每個區(qū)域因為需求不同,我們可以提供的設備型號與性能參數(shù)都各有差異。整個營業(yè)大廳里面,我們可能會較多的考慮選用半球,因為半球的外觀小巧,適合于與銀行營業(yè)網(wǎng)點的整體裝修風格相融合,在這種監(jiān)控環(huán)境下顧客也不會產(chǎn)生明顯的被監(jiān)視感覺。
一樣叫“高清”,不一樣的效果
在網(wǎng)絡化提速的形勢下,當前考慮到的是能不能夠提供更清楚的圖像,以滿足銀行現(xiàn)時對于視頻畫質(zhì)的要求。
獨門絕技——可量化評價的人物面部識別
業(yè)界提到安訊士,很多人會說“第一家做網(wǎng)絡攝像機的”、“歐洲瑞典的公司”……其實它還有很多鮮為人知的“身份”,比如金融安防監(jiān)控行業(yè)的專家。
首先,我們來看一下安訊士的網(wǎng)絡高清攝像機,如何去定量地給以用戶提供清晰的圖像。
在現(xiàn)實應用中,我們經(jīng)常會遇到關于監(jiān)控圖像中人臉是“能看清”還是“看不清”的爭論。如果不能定量的去評價它,那么就只能依靠我們主觀的判斷來下結(jié)論是“能看清”還是“看不清”。對此,安訊士在先后多次與歐盟圖像研究所合作進行測試,并得出重要研究成果:當監(jiān)控圖像中的人臉的水平寬度至少占據(jù)了80個像素點時,該圖像就是所謂“可看清”的,也就是能達到我們所說的可做到人臉識別的程度。該標準同樣也是行業(yè)里定量地評價監(jiān)控圖像能否達到人臉識別程度的依據(jù)。
為此,在安訊士的攝像機中,內(nèi)置了一個稱為“像素計算器”的功能,從而可以方便的測量監(jiān)控圖像中人物面部的寬度是否占據(jù)了80個像素點。其具體實現(xiàn)方式是:啟用“像素計算器”功能后,在屏幕中的人臉區(qū)域畫一個框,其大小剛好能覆蓋人臉的范圍。此時攝像機的菜單中會提示其水平像素和垂直像素各有多少,從而可以定量地分析是否達到人臉識別的程度(圖1)。
1080P、720P來襲,D1有沒有弱弱的感覺?
還有,剛才也有提及視頻監(jiān)控正往高清化方向發(fā)展,高清化一定要是比原來的D1要清晰得多。具體多多少?又怎么發(fā)揮其最大“正能量”?
其實顯而易見,高清攝像機拍攝的范圍廣了,我們能夠采集到的“有用圖像”更多,我們能夠監(jiān)控到的范圍更大,當然會更宜于比較和分析,我們把它做成數(shù)據(jù)化的東西,大家可以一目了然。
對此,安訊士也做了相應的分析:銀行用戶最主要的需求之一是看清楚人物的細節(jié)信息,在相同的位置,一臺1080P攝像機監(jiān)控“輻射”的范圍遠遠超過D1。
上節(jié)提及的人臉寬度在16厘米左右,約占80個像素點,一米的范圍內(nèi)最多可以放6.25張人臉,也就是最小要包含有500個像素點,我們是10米的銀行柜臺,10米的銀行柜臺我們是5000個像素點,如果采用D1攝像機,需要7臺就能保證在該區(qū)域內(nèi)任意位置上有人出現(xiàn)時,水平方向上人臉區(qū)域都至少會占據(jù)80個像素點。如果同樣的位置,我把它換成1080P攝像機,2.5臺其實就能夠?qū)崿F(xiàn)上述目標。
一個要用7臺、一個只需3臺,這樣看來高清攝像機不僅工作效率更高,看得更清楚些,后續(xù)的傳輸、存儲、顯示等設備也會隨點位的減少相應地會降低。
當然,眾所周知,隨著高清攝像機像素越高,其圖像也越清晰,但帶來的存儲、網(wǎng)絡帶寬、成本都會有相應的增加。那我們來算一下,若應用于同一銀行場景比較,也許720P方案的性價比或更優(yōu)。
那么720P攝像機在銀行監(jiān)控中的實際使用如何呢?傳統(tǒng)方案中,多是采用模擬攝像機一對一的監(jiān)視——一臺攝像機看一個窗口?,F(xiàn)在720P完全可以同時滿足,同時監(jiān)看兩個操作窗口,包括兩個監(jiān)看人員、兩個顧客的所有面部特征。如果按照剛才的算法,要比1080P方案多出一臺。
但是有一點不同的是,720P因為像素點比較少,在相同靶面的前提下,它的通光量,對光線的處理能力,會比1080P要好一些,特別是在光線對比比較突出的場景,畫質(zhì)會優(yōu)于1080P方案,且?guī)捯?080P減少一倍左右。另外,在整個系統(tǒng)的成本里面,720P分辨率的解決方案能夠大大節(jié)省后端存儲的需求。
起始值0.01lux的寬動態(tài)
在白天光線較好的標準環(huán)境下,各家攝像機的畫面質(zhì)量都沒有什么顯著問題,然而一旦放在復雜光線的監(jiān)控場景里面,對比反差就一目了然了。
現(xiàn)在絕大多數(shù)的品牌攝像機都有嵌入寬動態(tài)功能,其技術原理絕大部分都是用多次曝光以后合成的形式,安訊士亦是如此,且基本上都做到120dB。然而安訊士特別之處是將寬動態(tài)范圍的起始值放得更低——0.01lux等級,因為在安防監(jiān)控領域的寬動態(tài)場景中,暗區(qū)的優(yōu)先級更高,也就是說通常暗區(qū)是要優(yōu)先被看清的,所以安訊士的寬動態(tài)功能可以保證在亮區(qū)正常還原的情況下,優(yōu)先還原暗區(qū)效果(圖3)。
寬動態(tài)攝像機在銀行營業(yè)網(wǎng)點監(jiān)控需求中是一類非常重要的機型。不過很多時候,在室外全天候的24小時監(jiān)控需求中,我們還要應用到低照度技術——雖然銀行大門對著馬路有路燈照明,但是這點微不足道的補光仍不足以達到可正常使用的條件。
超低照度環(huán)境下監(jiān)控的記錄保持者——覓光者
安訊士的低照度技術稱為覓光者。簡單點說,安訊士的覓光者技術并不是一個簡單的圖像處理技術,而是軟件與硬件的完美結(jié)合。它使用了最新的背照式CMOS作為覓光者攝像機的感光器件,它可以大大提高感光芯片的靈敏度。再基于安訊士擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的專為視頻監(jiān)控應用研發(fā)的ARTPEC系列處理芯片,它比市場上同代產(chǎn)品的處理能力強一倍,以便當對低照度場景的信號放大之后,有足夠的運算能力支撐做到更好的降噪效果。
在晚上郊外的八點半左右,安訊士攝像機里面呈現(xiàn)出來的是類似像下午三四點鐘所呈現(xiàn)出來的視頻效果。而且對視頻監(jiān)控行業(yè)非常重要的色彩信息全被完美還原,我們可以由此分辨出圖像中的細節(jié)信息。對于夜間的動態(tài)場景,從圖像中可以看到穿梭而過的火車非常流暢。而不像以前的模擬攝像機那樣使用慢速快門技術來通過降低幀率的方式達到提亮圖像的效果。
垂直安裝、走廊模式及其它
除了我們不同產(chǎn)品形態(tài)的設備以外,安訊士還首創(chuàng)了“走廊模式”的應用方式。通常情況下,我們看到的視頻其有用的部分只占據(jù)了中間三分之一的位置,其余三分之二的區(qū)域并不是我們關心的圖像區(qū)域,這些圖像區(qū)域?qū)嶋H上就浪費掉了,那么我們能不能更有效地利用攝像機的像素點呢?安訊士在總結(jié)了許多行業(yè)用戶的反饋后,首次提出了“走廊模式”的應用方式。它通過把攝像機以垂直90度的方位進行安裝,再將原來16:9的圖像翻轉(zhuǎn)為9:16的方式顯示,從而將攝像機的有效像素點盡可能的全都覆蓋到監(jiān)控圖像中,以此來提高圖像的可用性(圖5)。
除此之外,在ATM機或者一些特殊的出入口,我們還有一些出入口面部識別的隱蔽式攝像機。這類隱蔽式攝像機采用了機身分離式的設計架構(gòu),并且攝像機全都提供720P的高清圖像解決方案,,可以非常清楚地看到取錢的人員面部細節(jié)信息以及后面外圍場景的一些細節(jié)。
同時在攝像機的可靠性方面,安訊士還提供高可靠性的產(chǎn)品設計保障,包括IP66、IK10等。設備的穩(wěn)定性是銀行業(yè)用戶比較關注的一方面,因為金融單位和網(wǎng)點要全天監(jiān)控有沒有異常事件發(fā)生,而且正常情況下要保證5年不出現(xiàn)故障。安訊士的每臺攝像機都能提供至少超過10萬小時的平均無故障時間的使用證明,我們在各種惡劣的環(huán)境里面都有非常好的表現(xiàn)。
此外,對于一些地方需要用帶紅外的產(chǎn)品,安訊士同樣提供內(nèi)置有紅外燈的槍機和半球型產(chǎn)品。
安訊士攝像機中內(nèi)置的紅外燈的獨特之處在于功耗低。常見的槍機配2~4顆紅外燈,半球配三顆。安訊士的紅外燈可以根據(jù)監(jiān)控場景中的移動目標自動聚焦到感興趣區(qū)域,從而保證被攝人物或物體既不曝光過度,又不會曝光不足。
更低的帶寬需求,你知道嗎?
銀行視頻監(jiān)控是一套完整的系統(tǒng),我們考慮的是如何將其做深度整合。高清的視頻圖像流轉(zhuǎn),本地一定會有存儲,然后還會通過銀行專網(wǎng)與分行做一些圖像上傳的對接。在這個過程當中,我們會遇到存儲帶寬、數(shù)據(jù)安全等一些瓶頸。
當我們?nèi)ヒ恍┛h市銀行網(wǎng)點調(diào)研時發(fā)現(xiàn),它們與上一級之間的專網(wǎng)只有2M的帶寬,而且白天工作時段還要傳輸業(yè)務數(shù)據(jù)。所以很多時候視頻錄像不能做到實時傳輸,這類問題的解決方式是圖像視頻暫時存在本地,等下班后再利用有限的帶寬上傳圖像。以前還是D1,存儲量比較小,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到高清時代,百萬像素或幾百萬像素的圖像流量在上傳時會占用更大的圖像帶寬。那么是不是要去新增很多帶寬?這個會不會造成特別大的影響?
安訊士最大的產(chǎn)品技術優(yōu)勢在于我們擁有自己最核心的處理芯片技術。在保證視頻圖像質(zhì)量不損失條件下,安訊士網(wǎng)絡攝像機在同樣網(wǎng)絡傳輸環(huán)境下的成本會比同行下降近30%。 D1攝像機的碼流接近700KBps。我們720P的圖像基本上都能控制在1-2MBps之間,1080P控制在3-4MBps左右。另外,我們的攝像機內(nèi)置了SD卡存儲卡槽,可選用SD卡作為前端存儲,從而保障在宕機或者發(fā)生網(wǎng)絡問題之時,關鍵數(shù)據(jù)可以暫存到攝像機前端,避免丟失重要數(shù)據(jù)的尷尬。
開放、共享:傳承網(wǎng)絡安防正能量
安訊士網(wǎng)絡監(jiān)控攝像機采用了獨特的ACAP平臺用于實現(xiàn)越線偵測、等候計時、人流統(tǒng)計、防破壞告警以及遺留卡報警、非法滯留等應用。并且藉由全球范圍內(nèi)超過1000家面向不同行業(yè)應用的軟件合作伙伴提供的基于行業(yè)的視頻分析軟件,使用安訊士攝像機可以基于用戶的特定需求打造出不同的個性化解決方案。安訊士可以快速擴容和升級功能,只需添加智能分析模塊軟件,之后通過攝像機菜單直接上傳到網(wǎng)絡攝像機里面。既不會產(chǎn)生額外的成本,亦無需硬件上的重新布線或者改造,非常便于用戶的部署和應用。
安訊士的產(chǎn)品與解決方案基于創(chuàng)新的、開放的技術平臺。我們提供接口、程序給后端平臺合作伙伴。同時其GB/T28181標準也通過了公安部的檢測。另外,安訊士攝像機的SDK可通過網(wǎng)站實時下載。其中讀取的視頻圖像不僅可以實時對接,您還能通過市面上通用的視頻播放器直接查看錄像。
專家拍案
王汝琳:中國礦業(yè)大學(北京)信息與電子工程系教授、博士生導師。目前兼任公安部安全技術防范標準化委員會(TC100)特聘專家、住建部智能建筑技術推廣中心專家委員。
核心觀點
若要在金融安防圈站住腳,需在規(guī)范標準上下文章。
A:安訊士最主要的是做前端硬件。所以做整體方案的時候,確實是應該做得更加系統(tǒng)。以前我們可能更多的是建立傳統(tǒng)的產(chǎn)品介紹模式,但是現(xiàn)在我們應該注重整個系統(tǒng)的解決方案,然后講從前端到后端如何實現(xiàn),然后把我們的功能部分融合在方案中的每個部分里面。
Q:除了金融行業(yè)以外,其應用領域或可稍加延伸。對子系統(tǒng)來說,即在各種環(huán)境下,反應能更加精準,實現(xiàn)監(jiān)控、報警、門禁等系統(tǒng)之間的聯(lián)動。而從整個系統(tǒng)看,在特別重要的高風險條件下,應將自己的系統(tǒng)整體特點體現(xiàn)出來。做產(chǎn)品要為企業(yè)提供效益。要增加自己在行業(yè)當中的性價比,比如接口方面的優(yōu)越性,標準的符合性。
A:我們在報警聯(lián)動、后端系統(tǒng)等產(chǎn)品不多,確實不像您所指導的那么寬,目前安訊士仍然專注于銀行營業(yè)網(wǎng)點和銀行大樓的智能監(jiān)控前端部分。安訊士攝像機自身的接口一直遵循著標準化和開放性的原則。我們是ONVIF論壇的發(fā)起人和主席成員,全系列的安訊士產(chǎn)品都支持ONVIF標準。同時安訊士攝像機也支持GB/T28181標準,我們盡可能地通過支持各種行業(yè)標準來降低用戶開發(fā)和使用成本,從而提高產(chǎn)品在行業(yè)中的性價比。
Q:價格可以賣得比較高,但是要讓用戶感覺值。
A:安訊士攝像機面向大部分工業(yè)級的行業(yè)用戶。我們特別注重技術研發(fā)方面的工作,尤其是設備的性能與可靠性。所以從綜合性價比來考量,包括前后端的穩(wěn)定性、開放性,包括使用中給予用戶的最終呈現(xiàn)效果,在提供更加專業(yè)、系統(tǒng)的方案同時,可以做更多的東西,提升性價比的方案模式,讓用戶覺得物有所值。
Q:全景攝像機是拼接的還是融合的?
A:全景攝像機中央的傳感器采用的是500萬的全景探頭。后端所看到的二分割或四分割畫面,其實都是我們在攝像機內(nèi)部通過圖像矯正的方式進行處理呈現(xiàn)出來的模式。最原始的實際上就是一個360°全景圖像,而出來的效果是對全景圖像的一個重新顯示。
Q:對于符合我們國家規(guī)范性的這個特點是要提的,尤其是與政府投資關聯(lián)的項目,這是一個起碼的條件。因為現(xiàn)在要求安防產(chǎn)品要符合國家標準、規(guī)范。關于建立與其他企業(yè)的合作伙伴很重要,我覺得你們可強調(diào)更加通用的東西,比如網(wǎng)絡兼容性等等是對的,可以錦上添花。
A:符合國家的標準和規(guī)范是我們面對中國市場必須要做的一項基礎工作。盡管我們是國際品牌,但是在中國市場銷售的所有產(chǎn)品均滿足我們國家對于安防監(jiān)控前端的各項國家標準和規(guī)范的要求。安訊士非常注重產(chǎn)品的標準化和整合化,所以我們專職設置了ADP的職位,面向我們的行業(yè)合作伙伴來實現(xiàn)產(chǎn)品標準化的工作,希望用戶在選用安訊士的產(chǎn)品之后,可以直接與市場上所有的主流平臺實現(xiàn)無縫對接,而不是要求客戶必須定向的選擇僅有的少數(shù)幾款產(chǎn)品。安訊士在提供了自己完善的前端攝像機產(chǎn)品線的基礎上,還是非常希望把系統(tǒng)解決方案的選擇權(quán)交給客戶手中,希望客戶能夠選用到最適合他們的產(chǎn)品。
李綱:北京北大青鳥安全系統(tǒng)工程技術有限公司總工程師兼中國建筑業(yè)協(xié)會智能建筑分會專家委員。
核心觀點
畫質(zhì)固然重要,傳輸、存儲也不容馬虎。
安訊士這套監(jiān)控方案抓住了銀行的幾大最關鍵需求。對特定用戶需求的環(huán)境、對象描述的很準確,而且劃分得很細致。再者,其對需求轉(zhuǎn)換成專業(yè)的技術要求的理解非常恰當。方案自身的強大功能也將安訊士產(chǎn)品/系統(tǒng)的各種特色烘托出來。
Q:安訊士與ADP的合作有哪些表現(xiàn)形式?
A:安訊士曾經(jīng)很長一段時間都是純粹做硬件設備研發(fā)生產(chǎn),后端多于與ADP對接。ADP雖然都為軟件平臺合作伙伴,然又可分成兩類:一是單純是做軟件協(xié)議的伙伴,比如前端用安訊士攝像機,后端采用它們的軟件的合作模式,這類最多。另一種是智能分析模塊化軟件合作伙伴。它們可能只是在我們攝像機的前端去做一套車牌識別軟件。以前的車牌識別,它們直接在高速公路上做成一個小盒子?,F(xiàn)在一些國外的合作伙伴,它就是在前端加入一套軟件——直接將軟件上傳到我們的硬件里面,從而實現(xiàn)攝像機與軟件的無縫銜接。
Q:HDTV是高清制式是壓縮視頻圖像?你安訊士有非壓縮的方案嗎?
A:各個廠家都是HDTV的說法,安訊士目前不提供非壓縮的HDTV分辨率的視頻流。因為不壓縮的視頻流其對網(wǎng)絡帶寬和存儲而言,在容量上都是巨大的,用戶的投資成本也是極其巨大的,它不適用于目前我們的監(jiān)控系統(tǒng)。
Q、在安訊士銀行監(jiān)控方案中,針對設備選型有沒有特別的考究?
A:銀行的營業(yè)網(wǎng)點是銀行監(jiān)控中攝像機需求量最大的應用場景。通常而言,槍機可用于柜員、出入口、ATM機、金庫等重要場所24小時全覆蓋區(qū)域的監(jiān)控;半球型攝像機用在營業(yè)大堂等人流量很大的區(qū)域,此外金庫內(nèi)的點鈔間等室內(nèi)監(jiān)控環(huán)境也有所涉及??烨蛟诰W(wǎng)點內(nèi)的使用不多,通常是用于銀行外圍區(qū)域的監(jiān)控等。
Q:剛才你提及講解視頻應用廣泛性的提及NVR、DVR處理的技術。其中DVR的存儲是流媒體格式嗎?如果不是流媒體格式,要融進新的NVR是否存在重新轉(zhuǎn)碼的問題?
A:DVR通常將模擬攝像機接入后,按照一定編碼方便將之保存在本地磁盤。而NVR直接面向眾多流媒體格式的數(shù)字攝像機,可將其碼流直接寫入存儲磁盤。當然在項目中,也有許多要將DVR接入至NVR的需求,特別是眾多的銀行網(wǎng)點。這就涉及到DVR和NVR產(chǎn)品之間協(xié)議的兼容性的問題。如果DVR和NVR是相同廠家的產(chǎn)品,通常是可以直接接入而無需重新轉(zhuǎn)碼。當DVR與NVR非相同廠家的產(chǎn)品時,也許會存在重新轉(zhuǎn)碼的問題。