計(jì)算機(jī)視覺(jué)不是一門(mén)新興的科學(xué)，但作為商業(yè)化的可視技術(shù)卻是一個(gè)新領(lǐng)域。而且，由于應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)的產(chǎn)品變化很大，并以摩爾定律的速度進(jìn)化，使得計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的采用者將其作為整個(gè)安防政策和安防戰(zhàn)略計(jì)劃中的一部分。

 
文/ObjectVideo、WPG System

最新一代計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的觀念、應(yīng)用以及在視頻監(jiān)控和CCTV領(lǐng)域的產(chǎn)品正在進(jìn)行革新。它尤其適合大型戶(hù)外設(shè)施的安防應(yīng)用，例如商業(yè)化機(jī)場(chǎng)、精煉廠、電力站、辦公/工業(yè)/學(xué)校機(jī)構(gòu)。以機(jī)場(chǎng)為例，大多數(shù)機(jī)場(chǎng)是開(kāi)放的、周界不設(shè)防，交通流量大，容易被人通過(guò)水陸接近，而且，某些地方僅僅是通過(guò)規(guī)定作為一個(gè)安全保護(hù)策略，然而這些規(guī)定難以具備法律效力和被強(qiáng)制執(zhí)行。所有的機(jī)場(chǎng)都需要24小時(shí)戶(hù)外監(jiān)控，不論刮風(fēng)、下雨、下雪、大霧、天晴。同樣地，公共場(chǎng)所大多數(shù)價(jià)值高的設(shè)施/設(shè)備也吸引犯罪分子、恐怖分子的目光，例如道路、住宅區(qū)、市區(qū)等。

自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)非常明顯，如效率的最優(yōu)化，提高了安全人員和資源的效率。基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的解決方案具備識(shí)別探測(cè)的潛力，同時(shí)誤報(bào)率也低。從根本上來(lái)說(shuō)，不論是短期還是長(zhǎng)期，計(jì)算機(jī)視覺(jué)的應(yīng)用都具備最大化投資回報(bào)的潛質(zhì)。

當(dāng)前視頻監(jiān)控的弱點(diǎn)
很多機(jī)構(gòu)投資數(shù)百萬(wàn)美元用于構(gòu)建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，安裝了成百上千的攝像機(jī)。攝像機(jī)所監(jiān)控到的視頻圖像被傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，部分視頻圖像在本地存儲(chǔ)一段時(shí)間，部分則在視頻監(jiān)視器上實(shí)時(shí)播放。不論視頻圖像監(jiān)控者怎樣訓(xùn)練有素或多么地專(zhuān)注，他還是不可能全神貫注地盯著一件事或幾件事，甚至于一次幾分鐘都不行。一直以來(lái)，大多數(shù)視頻圖像由于缺少一些智能化方式提取，都淹沒(méi)在成堆的視頻數(shù)據(jù)之中了。這種情況就如同一只有很多雙眼睛的動(dòng)物，卻不懂動(dòng)腦子處理所獲得的信息。

 
VMD vs. AVS
解決這個(gè)問(wèn)題的方法就是自動(dòng)視頻監(jiān)控（AVS）。它是由計(jì)算機(jī)軟件觀察視頻流，以判斷哪些行動(dòng)、事件、行為具有威脅性，并且，當(dāng)有以上任何情況發(fā)生時(shí)提供及時(shí)反應(yīng)。其核心技術(shù)被稱(chēng)為計(jì)算機(jī)視覺(jué)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)對(duì)于主流人工智能研究來(lái)說(shuō)，也算是一個(gè)比較偏僻的分支，形象點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它教機(jī)器讀懂它們通過(guò)攝像機(jī)所“看到”的東西。傳統(tǒng)意義上，計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用于真實(shí)的商業(yè)社會(huì)中所獲得的成功是有限的；而今，技術(shù)水平和運(yùn)算能力的提高，使得它從學(xué)術(shù)界到產(chǎn)業(yè)界都有了進(jìn)步，同時(shí)，它也從實(shí)驗(yàn)室走出來(lái)，被應(yīng)用于商業(yè)化的視頻監(jiān)控產(chǎn)品中。

數(shù)年之前，也就是在計(jì)算機(jī)視覺(jué)成功應(yīng)用之前，DVR制造商和其他的視頻處理解決方案廠商對(duì)一種名為視頻移動(dòng)偵測(cè)（VMD）的技術(shù)存有懷疑。該技術(shù)對(duì)視頻圖像進(jìn)行分析，并且探測(cè)畫(huà)面中的移動(dòng)部分。其存在的依據(jù)是移動(dòng)的事物更能喚起使用者的注意，然而很快地，人們發(fā)現(xiàn)世界上有太多處于運(yùn)動(dòng)中的事物，比如在跟蹤和探測(cè)船只的情況下，由于整個(gè)畫(huà)面本身就是移動(dòng)的，VMD技術(shù)就適用了。當(dāng)然，也有智能化的AVS系統(tǒng)能夠從運(yùn)動(dòng)中精確地提取相關(guān)信息。

選擇最佳的解決方案
目前市場(chǎng)上很多產(chǎn)品都宣稱(chēng)具備AVS功能，然而，其中一些難以適應(yīng)實(shí)時(shí)24X7戶(hù)外環(huán)境，或滿(mǎn)足操作環(huán)境對(duì)靈活性、精確性、可行性的需求。正確地理解計(jì)算機(jī)視覺(jué)背后的科學(xué)和技術(shù)，以及如何精確地考察目標(biāo)地點(diǎn)的環(huán)境和操作需求，是為具體應(yīng)用選擇恰當(dāng)解決方案的關(guān)鍵。

ObjectVideo公司提出了一套客戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)該類(lèi)產(chǎn)品之前所需的策略，并鼓勵(lì)視頻監(jiān)控廠商評(píng)估將要投資的應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的AVS解決方案。“投石問(wèn)路”是確保解決方案有效運(yùn)作的唯一方法，以最大化偵測(cè)效率及最小化誤報(bào)率（警報(bào)不會(huì)致使操作者忽略掉或?qū)е孪到y(tǒng)癱瘓），并具備足夠的靈活性以作為不斷升級(jí)的安防戰(zhàn)略中的有用部分。

ObjectVideo的解決方案觀察視頻流，并提取所有相關(guān)物體的描述。它采用復(fù)雜的算法并在攝像機(jī)的視線中跟蹤所有相關(guān)物體。它還包含物體歸類(lèi)的算法并將區(qū)別物體類(lèi)型。例如，機(jī)場(chǎng)周界出現(xiàn)的未授權(quán)的人將被探測(cè)并跟蹤到。

這些基本功能本身或許微不足道，重要的是這些功能必須成為一個(gè)物理安防系統(tǒng)中的一部分。而要達(dá)到這個(gè)目的，系統(tǒng)必須具備：
?可擴(kuò)展性，為了有效地監(jiān)控一個(gè)大型企業(yè)，系統(tǒng)必須擴(kuò)展到上百個(gè)或上千個(gè)傳感器，它能夠穿越時(shí)空限制有效整合其它信息；
?可集成，視頻監(jiān)控是整個(gè)系統(tǒng)的核心，但不能代替整個(gè)系統(tǒng)。任何一個(gè)AVS系統(tǒng)都必須能夠無(wú)縫集成到其它物理安防系統(tǒng)中去，例如門(mén)禁控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、其它傳感器系統(tǒng)等。它還需要具備實(shí)時(shí)告警能力，以提高操作人員的效率；
?操作有效性，有時(shí)VMD系統(tǒng)令人討厭得想將它關(guān)掉，終端用戶(hù)希望AVS系統(tǒng)能夠高水平探測(cè)相關(guān)事件的同時(shí)，誤報(bào)率最低。

未來(lái)趨勢(shì)預(yù)估
目前為止，ObjectVideo所能做到的自動(dòng)集成化視頻監(jiān)控解決方案僅僅是一個(gè)開(kāi)端。未來(lái)數(shù)年之內(nèi)，還會(huì)有新技術(shù)被采用進(jìn)來(lái)，它們給視頻監(jiān)控帶來(lái)更出色的性能。運(yùn)算能力的提高以及IT與物理安防基礎(chǔ)構(gòu)架的進(jìn)一步融合，預(yù)示著AVS領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)幾大趨勢(shì)：
?企業(yè)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)：視頻監(jiān)控系統(tǒng)在未來(lái)將橫跨整個(gè)企業(yè)及其中每一個(gè)部分；
?完全集成：視頻監(jiān)控將與其它物理安防系統(tǒng)無(wú)縫集成，包括門(mén)禁控制、傳感器等；它還將與其它數(shù)據(jù)庫(kù)集成，如社團(tuán)錄像、INS、DMV、法律執(zhí)行機(jī)構(gòu)等；
?實(shí)時(shí)制止：目前已經(jīng)具備實(shí)時(shí)告警的能力，未來(lái)還將體現(xiàn)出更好的實(shí)時(shí)制止功能；
?直觀的用戶(hù)操作界面：ObjectVideo已經(jīng)開(kāi)始采用簡(jiǎn)單說(shuō)明性圖形語(yǔ)言來(lái)描述各種威脅，未來(lái)還將從以傳感器為核心的站點(diǎn)，向一種以模仿為核心的視覺(jué)效果轉(zhuǎn)移。比如，系統(tǒng)任務(wù)將在電子地圖上以相關(guān)的動(dòng)作來(lái)呈現(xiàn)，而不是簡(jiǎn)單的攝像機(jī)“觀看”，并且，各種情境警告將利用基于地圖或模型的范例來(lái)顯示；
?更加智能化：系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)功能來(lái)自動(dòng)對(duì)物體識(shí)別，通過(guò)視頻生物識(shí)別對(duì)人的身份進(jìn)行識(shí)別。另外，未來(lái)的系統(tǒng)能夠偵測(cè)普通的行為模式，任何非正常行為提前預(yù)警。

盡管未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展是可觀的，但我們還需要對(duì)客戶(hù)進(jìn)行教育，使他明白計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的內(nèi)涵及應(yīng)用。目前，對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)是否適應(yīng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的爭(zhēng)議較多，部分人士認(rèn)為在混亂的環(huán)境中，采用該技術(shù)的系統(tǒng)探測(cè)能力低且誤報(bào)率高。而我們則堅(jiān)持認(rèn)為，惟有消費(fèi)者才有權(quán)判定該技術(shù)在生活環(huán)境中是否具備有效性，以及在環(huán)境壓力之下的適應(yīng)能力。