智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是視頻監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢,智能視頻監(jiān)控的出現(xiàn)正是這一趨勢的直接體現(xiàn)。智能視頻監(jiān)控設(shè)備比普通的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備具備更加強(qiáng)大的圖像處理能力和智能因素,因此可以為用戶提供更多高級的視頻分析功能,它可以極大的提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的能力,并使視頻資源能夠發(fā)揮更大的作用。
由于應(yīng)用的千差萬別,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將表現(xiàn)出以下幾種產(chǎn)品形態(tài):將智能處理算法加載在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi),形成智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī);將智能處理算法加載在網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(NVS/DVS)上,以形成智能視頻服務(wù)器;將智能處理算法加載在網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)(DVR)內(nèi),形成智能網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī);將智能處理算法以軟件的方式與視頻監(jiān)控管理軟件一起,實現(xiàn)集中式的分析和處理平臺。
智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將傳統(tǒng)攝像機(jī)和電腦的功能整合到了一起,他不僅將視頻信號數(shù)字化并壓縮,還擁有一個網(wǎng)絡(luò)接口。視頻經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸,并記錄在裝有視頻管理軟件的標(biāo)準(zhǔn)PC上。用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)是一個真正的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng),同樣也是一個完全數(shù)字化的系統(tǒng),因為沒有使用任何的模擬設(shè)備。所監(jiān)控場景的視頻信號,從網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)持續(xù)不斷地通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,無論瀏覽者所處何處,攝像機(jī)都能給瀏覽者提供穩(wěn)定的圖像質(zhì)量。
利用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)上述的優(yōu)勢而形成的智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),是嵌入有智能化功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。我認(rèn)為可充分利用前端網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備所富余的CPU資源,來實現(xiàn)一些較簡單而基本的智能視頻功能。這樣,根據(jù)不同的應(yīng)用可嵌入的智能化功能有:視頻被遮擋或丟失;視頻模糊或焦距移動;視頻變換;視頻移動探測;出入口人數(shù)統(tǒng)計;水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)沙災(zāi)、雪災(zāi)等天災(zāi)檢測;危房倒塌、山崩地陷、地震前的預(yù)/報警等。顯然,這種前端監(jiān)控設(shè)備的智能化,能有效地節(jié)省帶寬資源,是網(wǎng)絡(luò)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一種較好的組成方式。
由于通過視頻壓縮后傳輸,會失去一部分真實信息并產(chǎn)生一些噪音信號,所以智能軟件分析系統(tǒng)對壓縮后的視頻進(jìn)行分析處理,相對會有更多的漏報警和誤報警。而前端的智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是對沒有壓縮的原始圖像進(jìn)行目標(biāo)提取,顯然沒有上述問題。并且,它只有在出現(xiàn)異常預(yù)/報警的情況下,才需要把相關(guān)的視頻發(fā)送到后端進(jìn)行監(jiān)視和記錄,而一般情況下只需要通過網(wǎng)絡(luò)傳送很少的目標(biāo)數(shù)據(jù)信息,這些目標(biāo)數(shù)據(jù)信息的流量還不到視頻流量的1/50,從而減少了對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求和消耗,減少了用戶在網(wǎng)絡(luò)方面的投資,而同時對網(wǎng)絡(luò)條件不是很好的用戶也帶來了使用智能視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的可能。
在有智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的后端,只集中對前端攝像機(jī)發(fā)送過來的目標(biāo)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理,而不需要對視頻信號進(jìn)行處理與識別,所以后端系統(tǒng)不需要昂貴的設(shè)備也能完成高效的智能視頻分析。這樣,由于后端只有前端發(fā)送來的預(yù)/報警事件的關(guān)聯(lián)畫面顯示,使監(jiān)控中心工作人員能夠很輕松地完成整個系統(tǒng)的監(jiān)視。而這種關(guān)聯(lián)錄像的功能,也使錄像搜索和回放變得簡單迅速,從而節(jié)省了寶貴的時間。
智能網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器
使用視頻服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng),包括視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和帶視頻管理軟件的PC機(jī)。模擬攝像機(jī)連接到視頻服務(wù)器,視頻服務(wù)器會將視頻信號數(shù)字化并進(jìn)行壓縮。視頻服務(wù)器同時連接到網(wǎng)絡(luò),將數(shù)字視頻信號通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳送到PC,并將視頻信號存儲于PC機(jī)的硬盤中。這樣,視頻服務(wù)器使您可以在保留現(xiàn)有模擬視頻監(jiān)控設(shè)備的同時,將您的視頻監(jiān)視系統(tǒng)平滑升級到基于網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng),它非常適用于與現(xiàn)存的模擬CCTV(閉路電視監(jiān)控)系統(tǒng)相集成。視頻服務(wù)器為模擬視頻設(shè)備帶來了全新的功能特性,并徹底消除了系統(tǒng)對于同軸電纜、模擬監(jiān)視器和DVR等專用設(shè)備的依賴。DVR將不再成為實現(xiàn)錄像功能的必需品,因為在視頻服務(wù)器的幫助下,視頻圖像可以通過標(biāo)準(zhǔn)的PC服務(wù)器來進(jìn)行錄制和管理。
智能網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器同網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一樣,也算是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此,它除可嵌入前述的智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的一些智能功能外,還可相應(yīng)嵌入一些較復(fù)雜軟件算法的一些智能功能,如用于商業(yè)等應(yīng)用的人群注意力及擁堵的檢測、識別;用于公共場所的人與物異常行為的檢測、識別(含翻越院墻與柵攔、持刀槍掄劫、殺人、綁架、遺留爆炸物等);以及用于預(yù)防各種災(zāi)害的水災(zāi)、火災(zāi)、地震等的檢測、識別等。這樣,僅有通過移動偵測、人與物異常識別以及天災(zāi)人禍識別等各種智能功能的預(yù)/報警觸發(fā)的視頻數(shù)據(jù),才會被傳送到中央監(jiān)控站,以用于進(jìn)行進(jìn)一步地分析,并采取進(jìn)一步的響應(yīng),或可使用更為復(fù)雜的智能分析應(yīng)用,以降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)載并減少人為錯誤。
“分布式”的結(jié)構(gòu)允許智能功能在前端設(shè)備實現(xiàn),信息數(shù)據(jù)可在適當(dāng)?shù)臅r間被傳送到中心服務(wù)器或指定的客戶端(那些需要對特定事件進(jìn)行管理的地方)。因此,只需要進(jìn)行基本的配置,就可以搜集到特定的智能信息,使管理者更容易決定分派哪些具體的工作。隨著各機(jī)構(gòu)希望能增強(qiáng)他們的視頻系統(tǒng),不同類型的分布式智能應(yīng)用可能會被組合到一起。而網(wǎng)絡(luò)分布式智能擁有無限的擴(kuò)展能力,未來的擴(kuò)展就如同搭積木一樣簡單。
智能網(wǎng)絡(luò)DVR
智能網(wǎng)絡(luò)DVR系統(tǒng),其首要的優(yōu)勢是數(shù)字化和壓縮的過程都在本地完成,此時可通過已連入互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來傳輸智能數(shù)據(jù),有效降低使用成本。顯然,同網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器一樣,僅有通過上述所嵌入的智能功能的帶預(yù)/報警信息觸發(fā)的視頻數(shù)據(jù),才會被發(fā)送到中央監(jiān)控站,以用于進(jìn)一步地分析并采取進(jìn)一步的響應(yīng),以降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)載并減少人為錯誤。
基于DVR的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),突破了以往傳統(tǒng)的數(shù)字硬盤錄像機(jī)、模擬矩陣、攝像機(jī)等獨霸天下的局面。在智能網(wǎng)絡(luò)DVR系統(tǒng)中,由于新增加了上述一些智能功能的圖像分析與識別、智能搜索引擎、智能尋像、多媒體指揮平臺等高效實用的功能,使它作為一種獨立的產(chǎn)品形態(tài),己逐漸進(jìn)入了人們的視野。
基于智能網(wǎng)絡(luò)DVR的系統(tǒng)控制站點多,系統(tǒng)視頻容量大;它從圖像采集開始進(jìn)行數(shù)字化處理、傳輸,且各個DVR都有獨立的IP地址,并采用分布式的信息轉(zhuǎn)發(fā)和存儲,將數(shù)字化的視頻壓縮信號直接連接到LAN/WAN中;它作為整個網(wǎng)絡(luò)的視頻共享資源,大大提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率,從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程狀態(tài)查詢,減少現(xiàn)場維護(hù)工作量,使遠(yuǎn)程管理成像在本地一樣方便。顯然,智能網(wǎng)絡(luò)DVR系統(tǒng)以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心,以智能的實用的圖像分析與識別功能為特色,這種產(chǎn)品形態(tài)將會越來越多地在實際應(yīng)用中逐漸為用戶所接受。只需要進(jìn)行基本的配置,就可以搜集到特定的智能信息,使管理者更容易決定分派哪些具體的工作。隨著各機(jī)構(gòu)希望能增強(qiáng)他們的視頻系統(tǒng),不同類型的分布式的智能應(yīng)用可能會被組合到一起。顯然,網(wǎng)絡(luò)分布式智能擁有無限的擴(kuò)展能力,未來的擴(kuò)展實際上就如同搭積木一樣簡單。
智能分析處理平臺
智能視頻分析處理平臺主要是基于軟件的解決方案,即全部的智能視頻分析都依靠軟件系統(tǒng)來完成,即所有的圖像信號全部傳到后端的軟件進(jìn)行處理。由于進(jìn)行視頻分析需要比較高的幀率,所以有巨大的視頻信息需要進(jìn)行傳輸,因而對網(wǎng)絡(luò)的要求很高;而后端軟件系統(tǒng)需要完成所有的視頻分析功能,從目標(biāo)提取到生成目標(biāo)數(shù)據(jù)信息,再進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)分析處理與識別,并產(chǎn)生預(yù)/報警,最后進(jìn)行警報發(fā)送、關(guān)聯(lián)錄像和聯(lián)動輸出。這種智能視頻分析處理平臺的后端軟件對系統(tǒng)硬件的要求較高,需要購買價格貴的高端服務(wù)器,而每一臺服務(wù)器能夠處理的智能事件數(shù)量和攝像機(jī)數(shù)量也非常有限。如果前端是模擬攝像機(jī)的系統(tǒng),就需要增加視頻服務(wù)器或視頻采集卡。
智能視頻分析處理平臺需通過運行在后端服務(wù)器的視頻管理軟件對前端攝像機(jī)傳輸回來的視頻流進(jìn)行智能化的視頻分析,從而實現(xiàn)對前端視頻信息的智能化處理;在采用這種智能視頻實現(xiàn)方式的系統(tǒng)中,前端視頻設(shè)備的職責(zé)是完成攝像的基本功能,只負(fù)責(zé)將前端攝像機(jī)拍攝的視頻信息傳輸至后端,而不進(jìn)行任何分析工作,這樣前端視頻設(shè)備的壓力很小;相反,對于后端服務(wù)器或后端管理軟件,則不但需要負(fù)責(zé)日常視頻的實時瀏覽、視頻錄像即回放和日志事件的管理,同時還要負(fù)責(zé)對各路視頻進(jìn)行智能分析、處理與識別。顯然,在這樣的大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,單純采用智能視頻分析處理平臺這種方式,對后端管理資源會帶來較大壓力,必須要通過提高后端設(shè)備性能來緩解,如提高服務(wù)器配置、增加服務(wù)器數(shù)量等。因此,對于這個需求,單純采用后端視頻分析、處理與識別的方式難于滿足。因為成千上萬路的視頻源所帶來的巨大視頻分析壓力需要數(shù)量巨大的后端的管理資源來負(fù)擔(dān),其成本難以估量;而單純采用前端設(shè)備的智能分析、處理與識別的方式,則難以實現(xiàn)與GPS地圖和警務(wù)系統(tǒng)等集成的功能。所以,采用前端設(shè)備與后端軟件平臺相結(jié)合的智能視頻實現(xiàn)方式,則能很好地滿足用戶的需求。
智能化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),必須向著適應(yīng)更為復(fù)雜和多變的場景發(fā)展;向著分析和識別更多的行為和異常事件的方向發(fā)展;向著更低的成本方向發(fā)展;向著真正“基于場景內(nèi)容分析”的方向發(fā)展??傊仨氁獙崿F(xiàn)從被動監(jiān)控向主動監(jiān)控的方向發(fā)展。所以,我國各安防監(jiān)控技術(shù)公司,必須重視視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化功能的創(chuàng)新開發(fā),盡快為各種應(yīng)用開發(fā)出所需的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品形態(tài)。
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