上期雜志中從視頻分析產(chǎn)品的光照適應(yīng)性、環(huán)境適應(yīng)能力、穩(wěn)定性、攝像頭抖動(dòng)適應(yīng)能力等方面進(jìn)行分析，希望讀者喜歡。這期筆者主要從產(chǎn)品形態(tài)來談一些粗淺的見解，供讀者參考。
文/童劍軍
筆者曾有過一篇文章，關(guān)于視頻分析產(chǎn)品的選擇問題，文中提到了光照適應(yīng)性、環(huán)境適應(yīng)能力、穩(wěn)定性、攝像頭抖動(dòng)適應(yīng)能力等，都是在選擇視頻分析產(chǎn)品時(shí)應(yīng)該考慮到的問題。文章發(fā)表后有讀者提出：目前的視頻分析產(chǎn)品有的是嵌入式硬件式的，有些是裝在微機(jī)工控機(jī)中的，那么哪一種產(chǎn)品又更好呢？在本文中，筆者就此問題談一些粗淺的見解。
其實(shí)，與以前的那篇文章不同，那篇文章所提到的那些方面都是關(guān)于產(chǎn)品性能上的考查因素，而嵌入式和工控機(jī)版的區(qū)別卻是一種產(chǎn)品形態(tài)的不同。
眾所周知，產(chǎn)品形態(tài)只是一種外在的東西，產(chǎn)品效果的好壞與產(chǎn)品形態(tài)并不十分相關(guān)，這就如同兩把完全不一樣的品牌凳子，都同樣地結(jié)實(shí)舒適，而同樣式樣的兩把凳子，一把是正規(guī)品牌生產(chǎn)的，一把是偽劣假冒品，二者差別卻是天差地遠(yuǎn)，所以凳子的好壞并不取決于形狀，而應(yīng)該決定于質(zhì)量。從這個(gè)角度來說，無法評(píng)判嵌入式和工控機(jī)版兩種產(chǎn)品形態(tài)的優(yōu)劣高低，因?yàn)槠渌惴ú煌诵募夹g(shù)不同，廠家不同，當(dāng)然性能也就不同。
但這么說并不是說這個(gè)問題沒有什么可談的了。事實(shí)上，撇開因各廠家的核心技術(shù)不同而造成的產(chǎn)品性能(比如檢測(cè)準(zhǔn)確性，光照適應(yīng)性等)不同的因素，采用不同的產(chǎn)品形態(tài)，還是會(huì)形成不同的產(chǎn)品特點(diǎn)的，而這些不同的特點(diǎn)有可能就適合于不同的應(yīng)用需求，這并不是說哪一種好哪一種不好，只不過是這些特點(diǎn)各有偏重，各有優(yōu)勢(shì)也各有劣勢(shì)而已，了解這些不同對(duì)于選擇適合于具體要求的智能視頻分析產(chǎn)品還是很有益處的。
其實(shí)說起來，產(chǎn)品形態(tài)雖然大體上只有嵌入式版(有時(shí)也稱為硬件版)和工控機(jī)版(有時(shí)稱為軟件版)兩種形式，但在使用上卻還有前端方式和后端方式兩種不同選擇，也有人問及國外的和國內(nèi)的優(yōu)劣問題，這些問題其實(shí)都是二選一的問題，所以干脆一并說說，這也是本文的題目取名“二選一”的原因。
軟件版和硬件版
這是第一個(gè)問題，先說說二者各自的概念。
軟件版指的是安裝在通用計(jì)算機(jī)(包括普通微機(jī)和工控機(jī))上的視頻分析產(chǎn)品，可以采用視頻采集卡讀取模擬視頻，也可以通過網(wǎng)絡(luò)端口讀取數(shù)字視頻進(jìn)行分析，一般可以自帶顯示界面。目前國外的視頻分析產(chǎn)品中由于使用習(xí)慣的原因，歐美地區(qū)的產(chǎn)品采用這種產(chǎn)品形態(tài)的較多。
硬件版則指固化在硬件板卡上產(chǎn)品形式，當(dāng)然，這種硬件板卡可以有多種形式，比較常見的如基于TI的DSP系列芯片的硬件平臺(tái)，或者出來不久的達(dá)芬奇架構(gòu)形式，其共同點(diǎn)在于擺脫通用的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，使產(chǎn)品運(yùn)算平臺(tái)專用化，達(dá)到工作穩(wěn)定，性能可靠，功耗低，工作環(huán)境適應(yīng)性高(有時(shí)可適用于室外環(huán)境)等特點(diǎn)。硬件版的產(chǎn)品大部分通過模擬視頻輸入口接入模擬視頻，通過網(wǎng)絡(luò)輸出端口輸出報(bào)警信息或壓縮視頻，同時(shí)大多具有IO電平輸出(有些還具有電平輸入端)。目前采用這種產(chǎn)品形態(tài)的國外視頻分析技術(shù)產(chǎn)品并不多，其中以色列的大多采用硬件版形式。
首先說說硬件版視頻分析技術(shù)產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)。上文所提到的工作穩(wěn)定，性能可靠，功耗低，工作環(huán)境適應(yīng)性高都是硬件版的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，由于擺脫了通用操作系統(tǒng)，其受病毒入侵和操作系統(tǒng)死機(jī)的可能性大大降低，萬一核心運(yùn)算程序死機(jī)時(shí)可立刻自動(dòng)中斷線程重啟，這些也都是硬件版產(chǎn)品較為突出的優(yōu)點(diǎn)。但從另一方面來說，硬件版產(chǎn)品也有其固有的缺陷。
1、由于其硬件板卡是預(yù)先設(shè)計(jì)好的，產(chǎn)品接口端不靈活，一旦出現(xiàn)端口不夠用或者不符合要求(例如如果要求使用并口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，或者是只有九針式232串口，但卻要求使用RJ45形式的485串口)時(shí)很難迅速改變以符合工程要求。
2、大多數(shù)硬件版視頻分析產(chǎn)品都不接收數(shù)字視頻，而只能接入模擬視頻，這在某些工程中使用起來是不方便的，必須重新將數(shù)字視頻模擬化才能送入硬件版視頻分析產(chǎn)品中進(jìn)行分析和報(bào)警。這是由于視頻壓縮算法日新月異，而且存在很多不同的規(guī)范，很難一次性預(yù)先固化在硬件平臺(tái)上以便讀取數(shù)字視頻造成的。
3、與前一條的原因一樣，硬件版產(chǎn)品的算法核心是固化在硬件平臺(tái)中，因此很難做到方便地升級(jí)和修改優(yōu)化。也許有人提出目前很多硬件產(chǎn)品都提供了網(wǎng)絡(luò)在線升級(jí)，解決了算法升級(jí)的問題，然而，就算是可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)在線升級(jí)，對(duì)于硬件運(yùn)算平臺(tái)來說，要保持較高的運(yùn)算速度和效率，升級(jí)前也需要對(duì)算法進(jìn)行較高要求的優(yōu)化，比在微機(jī)上升級(jí)優(yōu)化都會(huì)慢很多，這些都會(huì)影響到升級(jí)和優(yōu)化的反應(yīng)速度。
4、從綜合運(yùn)算能力來說，硬件版的運(yùn)算芯片(例如DSP)一般很難比得上計(jì)算機(jī)CPU的處理速度，而且更新?lián)Q代的時(shí)間也長，這樣也導(dǎo)致了硬件版產(chǎn)品的更新速度也會(huì)慢很多。
其次再說軟件版。
軟件版和硬件版是相對(duì)的，撇開核心算法性能，就以上提到的硬件版優(yōu)缺點(diǎn)而言，硬件版的優(yōu)點(diǎn)也就是軟件版的缺點(diǎn)，而硬件版的缺點(diǎn)就成了軟件版的優(yōu)點(diǎn)了。
首先，軟件版使用通用計(jì)算機(jī)(包括工控機(jī))，接口豐富，編程靈活，因此使用起來也比較靈活。其次，由于裝載視頻解壓縮軟件模塊很方便，因此能夠很容易地讀取數(shù)字視頻以進(jìn)行分析，并迅速適應(yīng)最新出現(xiàn)的數(shù)字視頻壓縮方式。再次，核心分析算法模塊的修改升級(jí)和優(yōu)化也十分方便，可謂即改即用，十分有利于根據(jù)具體工程需求進(jìn)行針對(duì)性的算法優(yōu)化。
通過上文對(duì)于軟件版和硬件版兩種產(chǎn)品形態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)，可以得出一定結(jié)論，二者各有特點(diǎn)，必須針對(duì)具體工程需求來選擇產(chǎn)品。例如當(dāng)產(chǎn)品的使用環(huán)境比較惡劣時(shí)，基本是無法使用軟件版產(chǎn)品的，而如果在使用中需要不斷進(jìn)行算法的優(yōu)化升級(jí)，那么硬件版產(chǎn)品基本無法勝任，只能采用軟件版產(chǎn)品。
世上沒有完美的產(chǎn)品，只有使用恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。
前端和后端
第二個(gè)問題也是較為常見的，即在監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻分析技術(shù)產(chǎn)品到底應(yīng)該放在前端還是后端。
首先要對(duì)前端和后端兩個(gè)概念表述清楚。所謂前端，是指將視頻分析產(chǎn)品放置在靠近攝像頭的位置，遠(yuǎn)離監(jiān)控中心，而放在后端，指的是將產(chǎn)品放置在監(jiān)控中心(至少是靠近監(jiān)控中心)以便于集中管理。然而，所謂的放在前端后端，其實(shí)也有不同的產(chǎn)品形式，例如放在前端可以是一臺(tái)單獨(dú)的視頻分析設(shè)備，也可以是和前端的某些產(chǎn)品集成在一起，如攝像頭或者DVS等。同樣，放在后端可能是一臺(tái)單獨(dú)獨(dú)立的設(shè)備(無論是軟件版還是微機(jī)版)，也可能只是一個(gè)軟件分析模塊融合在后端的監(jiān)控管理軟件平臺(tái)中。
首先說將視頻分析模塊融合到其他產(chǎn)品中的形式。前面提到了，如果是放在前端，即是和攝像頭或者DVS等前端設(shè)備融合，而放在后端，則是和中心管理軟件融合(作為其中的一個(gè)功能模塊)。對(duì)于與攝像頭或者DVS設(shè)備融合的基本不用多說，九成九是嵌入式產(chǎn)品形態(tài)，自然具有嵌入式視頻分析產(chǎn)品形態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)(前節(jié)所述)，從系統(tǒng)架構(gòu)上來說，屬于一種分布式計(jì)算，即對(duì)于視頻的分析在視頻采集的前端即處理完成，對(duì)于系統(tǒng)架構(gòu)有靈活性，運(yùn)算量的平均化分布是較好的解決方案。而如果是在后端與中心管理軟件融合，則必然會(huì)涉及到運(yùn)算量擁堵的問題，特別是在需要分析的視頻路數(shù)較多的情況下尤其如此，因?yàn)槟壳暗囊曨l分析算法的運(yùn)算量還是比較大的，一旦需要處理的視頻路數(shù)增多，會(huì)大大增加中心管理軟件的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。然而反過來，有某些情況下，這種方式又具有一定的優(yōu)勢(shì)，可以采取這種融合形式，對(duì)一些運(yùn)算量不大，而且實(shí)時(shí)性要求不高的視頻分析功能，例如視頻質(zhì)量診斷功能，完全可以做到采用輪詢分析的方式依次檢測(cè)各路視頻的信號(hào)質(zhì)量，每一路視頻取連續(xù)幾幀或者幾十幀即可獲得分析結(jié)果，耗時(shí)也就一秒左右，而任何一路間隔幾十秒甚至一兩分鐘分析一次都足夠滿足報(bào)警的需要，此時(shí)采用這種融合方式可以減少成本，提高效率，同時(shí)有利于報(bào)警的統(tǒng)一管理。當(dāng)然，這只是針對(duì)較為特殊的視頻分析功能需求來說的。
再說一說單獨(dú)獨(dú)立的智能視頻分析技術(shù)產(chǎn)品，即視頻分析產(chǎn)品無論是軟件版還是硬件版，無論是放在前端還是后端，都是一件單獨(dú)的設(shè)備，要么是一塊板卡或一個(gè)嵌入式的盒子，要么就是一臺(tái)專用的單獨(dú)的微機(jī)或工控機(jī)。此時(shí)，放在前端和后端又有什么異同呢？
需要說明的是，只要是采用單獨(dú)獨(dú)立的智能視頻分析產(chǎn)品，其運(yùn)算量都是屬于分布式架構(gòu)的，因?yàn)樗械姆治鲞\(yùn)算都由這些獨(dú)立產(chǎn)品承擔(dān)了，整個(gè)系統(tǒng)的管理平臺(tái)無需再負(fù)擔(dān)繁重的視頻分析運(yùn)算。
先說說前端。通常來說，前端比后端的工作環(huán)境更為惡劣(后端往往是空調(diào)機(jī)房)，因此對(duì)于產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)能力要求更高些，自然硬件版產(chǎn)品更為適用。值得一提的是，這些硬件版產(chǎn)品一般來說都是模擬視頻信號(hào)輸入的，一方面前面提到，硬件版產(chǎn)品很少做成數(shù)字視頻輸入的，另一方面，如果真是通過網(wǎng)口讀取數(shù)字視頻，那放在前端和放在后端沒有任何不同(網(wǎng)絡(luò)是平坦的)，何必還要去湊前端那惡劣工作環(huán)境的熱鬧？從這個(gè)角度來說，如果是軟件版產(chǎn)品，盡可能地不要選擇放在前端。對(duì)于硬件版產(chǎn)品來說，能放在后端也盡可能放在后端，實(shí)在不行，它待在前端的適應(yīng)能力相對(duì)強(qiáng)些。
再說后端。后端自然通常指的中央空調(diào)機(jī)房，工作環(huán)境“舒適”得多，自然對(duì)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)能力要求相對(duì)低些，因此硬件版和軟件版產(chǎn)品都比較適合。然而有一點(diǎn)卻不要忘了，硬件版產(chǎn)品大多是模擬視頻信號(hào)接入的，放在后端意味著需要把模擬視頻接入到中央機(jī)房，這對(duì)于目前大多數(shù)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)來說已失去意義，此時(shí)只有將數(shù)字視頻重新又專門轉(zhuǎn)換回模擬視頻接入到視頻分析系統(tǒng)中，比較麻煩不說，還容易因?yàn)橐曨l壓縮和還原而造成的信號(hào)丟失導(dǎo)致視頻分析效果的下降。此時(shí)，能夠接收數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行分析的軟件版反而從某些方面具有了一定的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，采用視頻采集卡接入模擬視頻的軟件版產(chǎn)品則和硬件版一樣不具有優(yōu)勢(shì)了。
國內(nèi)和國外
第三個(gè)問題：國內(nèi)和國外。這個(gè)問題其實(shí)不好回答。說國內(nèi)好，顯得固步自封夜郎自大，說國外好，也許“崇洋媚外”的帽子就扣上來了。在這里，筆者只是談一點(diǎn)自己的感受。
眾所周知，智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展也就是這些年開始的，特別是在“9·11”事件之后，“反恐”成為國際社會(huì)的重要話題，公共安全問題日益受到重視，使得這一能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警的智能技術(shù)獲得迅速發(fā)展，而國內(nèi)的研究和發(fā)展則慢了一拍，大概從2006年才慢慢成為熱點(diǎn)話題。很自然地，國外產(chǎn)品已先發(fā)展和使用了幾年，從技術(shù)的先進(jìn)性，產(chǎn)品的成熟性來說肯定會(huì)強(qiáng)一些，這一點(diǎn)不容否認(rèn)，但國內(nèi)的技術(shù)也并非一無是處，還是有一些優(yōu)勢(shì)的。
筆者曾經(jīng)寫過一篇文章叫《國內(nèi)視頻分析技術(shù)的出路》就曾提到這個(gè)問題。確實(shí)，國外產(chǎn)品比國內(nèi)產(chǎn)品成熟，但它畢竟是國外的東西，從產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)上，操作界面風(fēng)格和使用習(xí)慣上，產(chǎn)品功能上來說都并不一定完全適合于國內(nèi)用戶的使用。前兩點(diǎn)是顯而易見的，自然使用者也是可以克服或適應(yīng)的，而從功能上來說，國內(nèi)的市場(chǎng)需求與國外產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)并不一定非常吻合，使得國外產(chǎn)品在國內(nèi)市場(chǎng)上不一定能夠完全滿足用戶的需要。
例如中國人口較多，人群較為密集，某些功能需求國外產(chǎn)品并不一定具有，如人群聚集，人群密度估計(jì)等功能。同樣，某些在國外效果比較好的功能(如遺留物檢測(cè))在國內(nèi)這種人群較多的情況下效果也會(huì)大大降低甚至于根本顯示不出效果來。所有這些問題國外產(chǎn)品普遍存在。
當(dāng)然，就一些常用的，通用性較強(qiáng)的功能，國外產(chǎn)品的成熟度還是更好一些，例如入侵檢測(cè)，方向檢測(cè)等。
因此對(duì)于國內(nèi)國外產(chǎn)品二選一的問題，筆者個(gè)人觀點(diǎn)看來，對(duì)一些常用的功能需求，可以考慮選擇國外產(chǎn)品，對(duì)于某些特殊的應(yīng)用需求，需要對(duì)產(chǎn)品功能有一定特殊要求，國內(nèi)產(chǎn)品會(huì)更具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榭梢杂嗅槍?duì)性地進(jìn)行優(yōu)化和開發(fā)，這也是國內(nèi)視頻分析技術(shù)產(chǎn)品廠家所應(yīng)該利用和發(fā)揮的長處。
此外再多加一句，如果一套系統(tǒng)中既需要通用功能，又需要某些特殊功能，那么最好從一開始就選擇國內(nèi)產(chǎn)品，以便于最終將各個(gè)功能全部無縫集成到同一系統(tǒng)中。
結(jié)語
說了三個(gè)二選一的問題，其實(shí)并沒有明確地說明到底哪一種好哪一種差。事實(shí)上，無論是軟件版還是硬件版產(chǎn)品，無論是放在系統(tǒng)的前端還是后端，無論是國內(nèi)產(chǎn)品還是國外的技術(shù)，都是各有特點(diǎn)各有優(yōu)勢(shì)的，只要明白了其中的區(qū)別，了解了各自的特點(diǎn)，再根據(jù)具體系統(tǒng)和需求的實(shí)際情況，自然很容易做出適合于自己需要的選擇。
系統(tǒng)千差萬別，萬變不離其宗，只有充分了解了產(chǎn)品特點(diǎn)，了解了自身需求，必然能夠選擇到最合適的解決方案和最適用的產(chǎn)品，組成最完美的系統(tǒng)。
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