同物聯(lián)網一樣,視頻監(jiān)控需要關鍵技術的突破,才能完成轉型,提升到一個階段。
實現關鍵技術的突破,要選擇正確的技術方向和合適的切入點。
圖像的自動解釋是視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化的基本標志,但其真正的含義、基本功能及實現的途徑是經過很長時間的探索才逐漸清楚的。通過圖像識別個體是安全系統(tǒng)最迫切的要求,近年來、圖像識別有了大量的成果,各領域,特別是安全領域都有了初步的應用,主要有兩種方式:
· 驗證,通過對監(jiān)控目標的識別,確認目標的身份及正在發(fā)生行為的合法性。這是安防系統(tǒng)的基本功能和典型應用;
· 識別,將輸入特征與數據庫中大量的參考值進行比對,確定目標的身份,以發(fā)現各種事件的相關線索。是偵察系統(tǒng)的典型應用,這樣的系統(tǒng)要建立海量的樣本數據庫。
以上兩種方式和應用都要求系統(tǒng)首先要定義特征,并保證原始輸入和現場輸入的相關性,也就是建立一個稍加限制的環(huán)境。然而、通常的視頻監(jiān)控系統(tǒng)達不到這個要求。必須導找一個新的技術方向和應用切入點,圖像內容分析就是最合適的選擇。
圖像內容分析,自主的定義(簡單)特征、不與原始輸入相對比、而是通過圖像關聯(lián)來實現目標的識別、行為分析和預測等。它以通常的視頻(監(jiān)控)系統(tǒng)為基礎平臺,是監(jiān)控系統(tǒng)智能化的方向和實現途徑(筆者六年前在a&s上撰文提出)。
圖像內容分析的研究分兩個層面;視頻探測、視頻語義解釋。
視步探測,將(運動)目標從視頻圖像中分離出來。并能在簡單環(huán)境下(單目標、背景單純)進行目標分類;行為分析,判定其運動的方向、方式、目標的復合或離散;在分析的基礎上,判斷狀態(tài)是否正常、發(fā)現和告警異常行為;產生目標的運動軌跡,并能進行目標的自動跟蹤;進行目標的統(tǒng)計、關聯(lián)、過濾、趨勢預測等。針對目標是視頻探測與一般入侵探測的主要差別。目前已有產品面市,但在復雜環(huán)境(既通常的視頻監(jiān)控環(huán)境)下的應用,是需要突破的關鍵技術。
視頻語義解釋,通過對圖像序列的分析,理解其包含的真實信息。視頻的語義解釋是技術的最高境界,它表明機器具有了與人一樣的理解圖像的能力,但具有人所不能達到的效率,目前還達不到這個程度,但可以通過內容分析對圖像信息進行標引,實現圖像信息的快速準確檢索,進而實現圖像信息間的關聯(lián),圖像與聲音、圖形、文本信息之間的關聯(lián),這是圖像信息深化應用的前提,可稱為視頻半語義解釋。
圖像內容分析不同于圖像識別,視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化的真正含義和基本功能就在于此。
圖像內容分析既要處理單幀圖像(分離目標),又處理圖像序列(行為分析等),既關聯(lián)單個圖像源(攝像機)的圖像,又要關聯(lián)多源的圖像。既可在前端處理,又需要系統(tǒng)(后臺)處理。因此,一定要采用分布式增強處理結構,引入云計算的概念并成為物聯(lián)網的核心技術。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化是逐步發(fā)展的過程,不可能一蹴而就,也沒有終極的結果,要經過不斷的技術積累,特別是核心技術的突破,圖像內容分析就是重要的方向。
要實現系統(tǒng)模式的創(chuàng)新和關鍵系統(tǒng)技術的突破。首先、系統(tǒng)的設計思想應從:在規(guī)定的(通常是窄帶的)資源條件下設計系統(tǒng),規(guī)劃圖像質量來適應系統(tǒng)環(huán)境;轉變?yōu)椋焊鶕D像質量的要求去規(guī)劃和配置系統(tǒng)所需要的資源。完成這個轉變,需要在系統(tǒng)控制設備、圖像傳輸技術等方面進行創(chuàng)新,產生新的系統(tǒng)控制理論和中心設備。
要順應當前科技發(fā)展的大趨勢,融合是趨勢,信息技術是箭頭,三網合一是典型。安防技術應緊跟信息技術的發(fā)展并與之融合,要與信息安全、開放式服務系統(tǒng)、智能建筑等集成一體,成為這些技術體系中本源的部分;要實現安防技術本身的融合。這些融合的關鍵和核心是視頻監(jiān)控技術。
要實現通用化產品的專業(yè)化服務,從“專業(yè)化的產品”轉變?yōu)椤巴ㄓ没a品專業(yè)化服務”是應用技術發(fā)展的趨勢,智能建筑系統(tǒng)、特征識別技術是典型實例。應用系統(tǒng)將從以硬件為核心向以軟件為核心轉變(產品軟化),“中間件”在這個過程中扮演了重要的角色。
中間件(middleware)的基本概念可以直觀地理解為:位于平臺(硬件和操作系統(tǒng))和應用之間的通用服務;是承上啟下的應用支撐平臺,解決系統(tǒng)間的互操作、數據交換以及相關的分布性、可靠性、安全性等問題; 實現各類信息資源之間的關聯(lián)、整合、協(xié)同、互動和按需服務。目前、市場上的監(jiān)控管理軟件、監(jiān)控系統(tǒng)平臺、軟接警平臺及應用服務器都有屬于中間件產品。
建立開放性的服務體系(平臺),是公共事務管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。視頻監(jiān)控系統(tǒng)應在物聯(lián)網與云技術的支撐下,成為全新的服務體系。
實現上述技術突破的關鍵是軟件。這是我國安防行業(yè)最薄弱之處,又是技術附加值最高之部分。要順應趨勢,促進產業(yè)結構的調整,改變“重硬輕軟”的現象和“硬強軟弱”的狀況,提高行業(yè)的系統(tǒng)集成能力和提供綜合解決方案能力。
完成了上述突破,數字、智能、高清等技術的優(yōu)勢和特點才能充分表現出來,并得到推廣應用。