盡管各種安全技術(shù)在不斷改進，但沒有誰會像智能視頻監(jiān)控一樣得到如此高的關(guān)注度，智能視頻分析正從電腦轉(zhuǎn)移到攝像機、DVR和編解碼器。本期A&S將關(guān)注智能視頻分析應用進展和面臨的困難，如何調(diào)整解決方案及其可行性，以期IVS產(chǎn)業(yè)化之路更加順暢。

    關(guān)于智能視頻分析應用的演示迅速抓住了人們的眼球，成為安防展中最引人注目的焦點。雖然在不受人為控制的環(huán)境中要進行分析非常棘手，但仍然有部分供應商努力嘗試在某些市場領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能視頻分析。分析軟件已經(jīng)具備安裝在與服務器相連的終端設備上的靈活性，由此，對于那些為終端用戶提供解決方案的公司來說，分析技術(shù)安裝在哪以及使用哪種類型的分析軟件，變得越來越重要。由于監(jiān)控分析的需求最初起源于政府部門，監(jiān)控分析技術(shù)的商業(yè)化應用取決于應用場所的需要。而對活躍在智能視頻分析領(lǐng)域的供應商進行評比的關(guān)鍵在于，他們?nèi)绾蝿?chuàng)造性地解決一些共性問題，例如帶寬。

視頻分析需求興起
    視頻分析技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀90年代初。2001年9月11日之前，它主要處于研究實驗室階段，由政府和學術(shù)界提出。AgentVideoIntelligence（或簡稱AgentVi）公司的總裁兼CEODieterKondek說道，“視頻內(nèi)容分析起源于計算機視覺，是從人工智能研究中衍生出來的?！笆状紊虡I(yè)化應用是基于國防高級研究計劃局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency）開發(fā)的視頻移動偵測（VMD）算法，當時該技術(shù)很昂貴，它需要極高的硬件配置和極大的帶寬，工作效率很低。而且，用戶和供應商逐漸發(fā)現(xiàn)視頻內(nèi)容分析十分復雜，且由于低偵測率導致錯誤容易發(fā)生，以及高誤報率。

    Kondek還補充，“即使是最簡單的運動都會引起報警，如鳥的飛行。并且，傳統(tǒng)的中央監(jiān)控系統(tǒng)不能像如今所使用的系統(tǒng)一樣采用先進的算法，例如遺棄物品偵測、有人闖入禁區(qū)、停下來的車等。毫無疑問，震驚世人的911事件是一切的轉(zhuǎn)折點，對于AgentVi公司的創(chuàng)始人來說（當時該公司名為Aspectus），公共領(lǐng)域的監(jiān)控必須進行視頻分析，如飛機場等大的場所，以及受限制的周界場所等傳統(tǒng)應用市場。而當時市場上還沒有此類針對大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)的智能視頻分析解決方案，這也是我們毅然跨入該市場的原因。”

    與此同時，視頻監(jiān)控在從模擬向數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的過渡過程中，也帶動了智能視頻分析市場的高漲。

視頻分析技術(shù)走向前端
    Ioimage公司提供一系列直接嵌入百萬像素攝像機的分析軟件。其解決方案的前端設備具備智能，可以區(qū)分真正的威脅因素和虛假的誤報，例如天氣變化導致的誤報。

    “我們將分析功能嵌入監(jiān)控前端，而不是電腦本身，”Ioimage美國地區(qū)總裁GarryClark強調(diào)，“因為電腦基于芯片工作，同時執(zhí)行很多任務，而我們希望分析功能由專門的部件來執(zhí)行。”Ioimage公司的目的是減低誤報率，例如一群鳥飛過帶來的陰影會被誤認為是高個的人影?！拔覀儾皇且患已芯恳苿觽蓽y的公司，而是專研296灰度階的圖片。通過每秒刷新像素20次，我們可以發(fā)現(xiàn)每一個像素正在發(fā)生的事情?！币A測正在發(fā)生的事情主要涉及ioimage公司的圖中圖(picture-in-picture)技術(shù)，安全人員在觀察放大跟蹤移動視頻的同時，還可以進行全景觀察，以便獲悉全部的情況。[nextpage]

    Clark說：“通過圖中圖技術(shù)，一個攝像機可當作兩個用。其它分析功能還包括遺棄物品偵測、跟蹤和物品移動。物品移動用于檢查被盜的物品，并向某人報警。以軍用工廠為例，通過使用視頻監(jiān)控就能夠知道是否有人偷了一支槍，或商店利用監(jiān)控保護貴重物品?！?

    BoschSecuritySystems公司的智能視頻移動偵測（IVMD）解決方案中網(wǎng)絡IP產(chǎn)品的重要一步是，有效地利用帶寬和存儲空間。按Bosch公司所言，“事件觸發(fā)”的監(jiān)控僅僅是捕捉、傳輸、存儲那些重要事件發(fā)生的一瞬間場景。利用強化的處理能力和IP網(wǎng)絡視頻產(chǎn)品與身懼來的智能，Bosch公司的IVMD方案在本質(zhì)上基于用戶系統(tǒng)配置過程中的參數(shù)設置，獲得一系列基本的預測場景畫面。

    其它智能化功能還包括背景學習算法，該算法通過排除不必要的誤報（如擺動的樹或飄動的云朵）從而減少處理壓力?！霸撍惴ㄟ€具備自適應背景變化的能力，只有在真正需要報警的情況下才觸發(fā)警報，其中的參數(shù)是由用戶設置?！?/P>

    Bosch公司還指出，該解決方案還能通過三維圖像或者攝像機標定來測量物體。這是通過使用3D柵格化的用戶界面來確定物體的實際尺寸，包括增加必要的透視關(guān)系來對各個方向的尺寸和速度進行辨別。通過該功能，只有當物品的大小在某具體尺寸以上或以下時才觸發(fā)報警，例如只對卡車或自行車觸發(fā)報警；或者只對在某特定速度以下運動的物體才觸發(fā)報警，例如高速公路上的行人。

強健的基礎(chǔ)構(gòu)架
    視頻分析的正常進行需要高分辨率的圖像，而如何在有限的帶寬上傳輸高分辨率圖像已經(jīng)成為急待解決的難題。AgentVi公司的基于IP圖像處理(IPoIP)解決方案把處理分析圖像的重擔分到前端攝像機，攝像機只傳輸那些必需的信息，并且允許通過中央服務器更新分析結(jié)果。它還支持靈活、可調(diào)節(jié)的分析算法，而不是局限在攝像機的算法上，如此一來節(jié)省了所需的帶寬資源。而原有的設備也不需要被替換，還可以繼續(xù)成為該解決方案中的一份子。

    AgentVi公司的創(chuàng)始人之一兼商業(yè)開發(fā)副總裁GadiTalmon認為，“執(zhí)行高性能視頻分析中的最大挑戰(zhàn)不僅需要很好且穩(wěn)健的算法，還需要一個強大的基礎(chǔ)架構(gòu)和結(jié)構(gòu)。這就是為什么我們采用IPoverIP對圖像進行分布式處理，先將部分算法嵌入攝像機，然后再將過濾后的信息傳輸?shù)街醒敕掌鳎醒敕掌鲌?zhí)行算法的主要部分。把算法分為兩個部分有兩個好處，首先，無須把所有視頻從前端傳輸?shù)椒掌?，而只需要傳輸前端處理后的最初結(jié)果，這樣就解決了帶寬問題，而不需要加大帶寬。另外，處理的主要職責落在服務器，服務器不受限于本地平臺，因此可以增加更多和更成熟的算法，從而增強了可擴展性。

    他還指出AgentVi公司的另一個優(yōu)勢，即軟件。VIAgent可以嵌入到許多設備中，例如IP攝像機、DVR、視頻編解碼，這樣的話，視頻設備制造商就不需要再增加其它硬件。“這也是我們主要特點，對于用戶來說，我們提供了高性能、節(jié)省帶寬、無須附加硬件的技術(shù)。而對于制造商，我們提供的技術(shù)可以增加視頻分析功能而不用增加額外費用。”

    部分公司的軟件還支持靈活地分析圖像，例如在特定時間或地點，用戶特別想關(guān)注或者忽視的視頻圖像。[nextpage]

    “我們發(fā)現(xiàn)主要的挑戰(zhàn)是用戶想要定義特定的事件，”Talmon說，“例如，高速公路邊上，小轎車和卡車的停車區(qū)不同。如果有轎車非法停靠在卡車區(qū)，在兩個半拖掛車之間有一輛小車，又或如果轎車區(qū)停一輛大卡車，這都是很危險的。用戶想檢測是否有轎車停到卡車區(qū)，或卡車停在轎車區(qū)。我們沒有針對這種應用的算法，但我們設定了用于使用的規(guī)則。該系統(tǒng)靈活得足以讓用戶定義在某個區(qū)域和某個時刻應該有何種物體?！?/P>

    Talmon還介紹，該軟件允許每臺攝像機設置無限數(shù)目的規(guī)則——100條規(guī)則也不在話下?！叭绻麍D像中的某部分樹枝上漏下的陽光和樹影。用戶則可定義具體的規(guī)則，如早上6點到8點之間忽略掉樹影，這就降低了檢測時的誤報率。”

“平衡負荷”
    “平衡負荷”（Loadbalancing）或“分布負荷”（loaddistribution）是匈牙利Intellio公司解決智能化方案中帶寬問題的方法。該公司市場主管AndrasSudy說道，“例如，兩個服務器分別管理兩組攝像機，一組室外，另一組則室內(nèi)。由于室外攝像機活動更多，室外服務器需要更大的帶寬，而‘平衡負荷'則把部分室外攝像機分配給室內(nèi)的服務器管理，這樣就相應減少了室外服務器的帶寬量?！?/P>

    “解決方案或多或多少會有些類似特征，而Intellio公司的解決方案的獨特之處不在于攝像機或軟件，而是整體系統(tǒng)架構(gòu)是否具備靈活支持攝像機的特點，”Sudy說。

    Intellio降低帶寬需求的方法之一是通過前端處理圖像。據(jù)Sudy稱，為了盡可能節(jié)省帶寬資源，該公司最新的一個特點是選擇性的高解析度圖像。例如，攝像機進行移動偵測時，它不會發(fā)送所有圖像，取而代之的是，只有運動區(qū)域的圖像才是高解析度，而那些未被移動探測器跟蹤的圖像仍然是低分辨率。這也就是說，惟有被跟蹤的物體圖像將以最大解析度被發(fā)送到服務器。

三種可選系統(tǒng)構(gòu)架
    正如AgentVi和Intellio所努力的方向一樣，整個系統(tǒng)允許前端或后端服務器，或同時在前端與服務器上進行智能分析。另外，DVTel公司的DVTelLatitudeV5視頻分析的特點也是視頻分析分布式架構(gòu)，視頻分析或在前端，或在服務器，或者同時基于兩者。這種分布式結(jié)構(gòu)對每路的探測數(shù)量沒有限制，具有低成本和可擴展性，每個服務器可支持多達70路的視頻分析。使用DVTel公司的iSOC,視頻分析可以從一個攝像機擴展到成千個攝像機，而且不論它們是基于IP還是模擬的。

    “由于iSOC平臺的強大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，用戶可自由選擇Latitude的視頻分析模塊，或其它所需要的更好套件，”DVTel公司的研發(fā)主管YanivBen-Arie介紹，“我們已經(jīng)開發(fā)了基于廣泛用戶需求的產(chǎn)品，而視頻分析解決方案是另一個基于靈活極高的軟件產(chǎn)品的例子。”

現(xiàn)實與期望的矛盾
    雖然視頻分析的應用多種多樣，但有時候供應商不得不教育用戶，哪些需求是視頻分析滿足不了的。

    “實際上，現(xiàn)實與希望之間是有距離的。人們認為智能系統(tǒng)能做到的與智能系統(tǒng)實際上能做到的，兩者之間有很大差距，”Sudy說道，“由于被一些夸大化的產(chǎn)品宣傳誤導，終端用戶對智能視頻分析系統(tǒng)有極高的期望。這也是我們正試圖解決的困難之中，面臨的最棘手的一個。實際上，智能分析系統(tǒng)需要大量復雜的設置與配置。這些迫切需要智能分析系統(tǒng)的終端用戶甚至我們合作伙伴的理解?！盵nextpage]

    對客戶需求進行分析是Intellio公司誤報解決策略中的重要部分。該公司的一個交通解決方案綜合了多種分析，包括車牌識別、車流向和速度檢測。匈牙利高速公路當局實地測試了Intellio公司的解決方案，并且當局還提出希望能夠檢測到煙霧，但這項分析并未包括在分析軟件中。

    “由于沒有現(xiàn)成的此類分析方案，所以我們在已有的解決方案基礎(chǔ)上，開發(fā)出高速路某處有煙霧時能夠觸發(fā)報警的方案，”Sudy說，“如果困難不能通過攝像機來解決，那么誠實是最好的辦法。而且，肯定還有其呵更好的解決辦法?！?

    同樣地，IntelliVision公司也認為終端用戶對智能視頻監(jiān)控解決方案有不現(xiàn)實的期望，還需要教育用戶。該公司市場副總裁SeanShankar認為，“警報的驗證和判斷必須通過人的參與和干涉。而顧客的期望應該合理，我們也可以推薦客戶安裝并幫助他們配置最優(yōu)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。”

    考慮到用戶的期望，該公司越來越重視視頻穩(wěn)定器（VideoStabilizer）、全景視頻（VideoPanorama）、面部探測器（FaceDetector）等產(chǎn)品?！霸贗ntelliVision公司，我們通過用戶的參與來向目標邁進，”Shankar還舉例，“零售業(yè)的需求包括入侵檢測、人流統(tǒng)計、隊列管理等；而交通運輸業(yè)的需求包括停車、交通燈控制、特定區(qū)域內(nèi)車輛統(tǒng)計等?！?/P>

引導客戶尋找解決方案
    雖然Intellio公司的部分客戶可以說出自己的需求，但是他們中的大多數(shù)都需要被提前指導，才能知道自己在尋找什么樣的解決方案。Sudy說道，“當用戶找到我們，并談及物體和人的監(jiān)測時，大多數(shù)時候他們回答不出自己為何要使用攝像機系統(tǒng)。不僅僅是交通管理方面的客戶，還有辦公室管理、周界探測等來自不同領(lǐng)域的客戶來找我們。很多時候，他們之所以想要該系統(tǒng)只是因為一時興起，而且他必須購買這樣的系統(tǒng)。于是，我們開始他溝通，引導并詢問其商業(yè)應用上的問題，他才開始意識到‘這就是為什么我必須購買該系統(tǒng)'。我們使他明白為何要購買該系統(tǒng)，這是一件有趣的事?！?/P>

    他強調(diào)交流是找到正確解決方案的關(guān)鍵。“我們聆聽顧客和合伙伙伴的想法，并與之交流。我們主要關(guān)注的是得到盡可能多的反饋和交流，從而使雙方都從中受益?！?

    問題的解決并不意味著一定要研發(fā)一個新的分析算法，而是在過去被認可的方法基礎(chǔ)上換一種新思路。ObjectVideo公司就是解決問題時就是這樣做的。

    “解決一個問題有多種不同的方法，而ObjectVideo最擅長通過技術(shù)應用找到并執(zhí)行最有效的方法，”該公司的市場和通訊主管EdTroha談到，“ObjectVideo解決方案所承諾的功能是最強大、更經(jīng)得起考驗、更可靠的。我們采用了一種建筑式的方法，它的關(guān)鍵在于能讓視頻分析應用到更多的場景中并仍然正常工作?！?/P>

    在這種思維引導下，操作者只需要點幾下鼠標，就能夠在友好性用戶使用界面上建立起移動偵測的虛擬警戒線或區(qū)域。他補充，“關(guān)于產(chǎn)品的實用性，我們已經(jīng)得到了不錯的反饋，要知道，我們在改進產(chǎn)品的實用性上幾乎花費了與開發(fā)產(chǎn)品一樣長的時間。如果要有效地使用該產(chǎn)品，我們應該與用戶進行聯(lián)系，該產(chǎn)品應該被安防專業(yè)人員而不是外行技術(shù)員使用?！?

下一代分析解決方案
    下一代智能化視頻分析解決方案仍然比較模糊，但可以預測的是，會更加智能化。

    Talmon表示，“將來我們將加入更多的物體識別或分割的功能，現(xiàn)在尚做不到，目前大多數(shù)產(chǎn)品也不能做到。而我們正在開發(fā)的物體識別算法能夠區(qū)分出穿制服的人，或者他們衣服上的標記，但要設計更多和更強健的算法需要付出更多的努力?！?

    雖然智能分析公司不斷被并購，例如VistaScape被SiemensBuildingTechnologies收購、ActivEye與Honeywell公司合并，但是一些公司預測，未來出現(xiàn)得更多的是由小而專業(yè)的公司提供的智能化解決方案，而不是集成化解決方案。

    Sudy也認為，“大公司有規(guī)模的預算來根據(jù)市場需求改變其研發(fā)計劃，而小公司則更專注于某項專業(yè)的技術(shù)，從而提供恰好滿足客戶所需的方案。因此，未來幾年市場競爭將會更加有趣。”

    不論智能視頻監(jiān)控領(lǐng)域走向如何，安防行業(yè)的發(fā)展刺激了智能解決方案需求量的增長。安全技術(shù)的應用越來越靈活，智能視頻監(jiān)控已經(jīng)跨出安防的大門，成為人們關(guān)注的熱點之一。