按需選型有必要，智能分析選型攻略
來(lái)源：數字音視工程網(wǎng) 編輯：merry2013 2015-09-09 06:25:47 加入收藏 咨詢(xún)
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隨著(zhù)平安城市、智能交通等領(lǐng)域的快速發(fā)展并產(chǎn)生了海量的視頻監控數據，這為后續的視頻檢索造成了很大的困難。而這種困難無(wú)疑推動(dòng)了智能分析技術(shù)的發(fā)展，在后端智能分析設備越來(lái)越多的被應用于視頻監控系統當中的同時(shí)，智能IPC的出現和發(fā)展快速的吸引了人們的眼球并迅速占據一塊市場(chǎng)。
當下的智能分析技術(shù)
按照不同的應用領(lǐng)域，智能分析功能主要有：在針對人分析方面包括行為分析(如周界報警、異常行為)、人流量(計數、人群密度)、人臉識別(及年齡、性別)等;針對車(chē)輛的有交通事件檢測(逆行、違停、擁堵等)、視頻電子警察與卡口(車(chē)輛違章、車(chē)牌識別、車(chē)型、車(chē)標識別等);另外，通用的有視頻質(zhì)量診斷、視頻濃縮與摘要、視頻檢索等。比較成熟的技術(shù)有：人流量統計、人臉識別、視頻電子警察與卡口等，基于這些技術(shù)已經(jīng)有成熟的商用系統。南京金智視訊技術(shù)有限公司產(chǎn)品經(jīng)理(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“金智視訊”)丁海龍認為，智能分析技術(shù)從最早的概念，到如今獲得廣泛的使用，以及越來(lái)越成熟，特別是最近幾年，呈現加速發(fā)展的勢頭。在技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)上，對于傳統技術(shù)的改進(jìn)如背景建模、模板匹配等基本達到極致，新的基于機器學(xué)習的方法由于具備識別的準確性高、抗干擾能力強的特點(diǎn)正獲得更廣泛的使用。
當然，無(wú)論哪種技術(shù)，多多少少都會(huì )存在一些技術(shù)難點(diǎn)，智能分析技術(shù)也不例外，其技術(shù)難點(diǎn)一般認為有以下幾個(gè)方面。
背景的復雜性：光照變化引起目標顏色與背景顏色的變化，可能造成虛假檢測與錯誤跟蹤。采用不同的色彩空間可以減輕光照變化對算法的影響，但無(wú)法完全消除其影響;場(chǎng)景中前景目標與背景的相互轉換，與行李的放下、拿起，車(chē)輛的啟動(dòng)與停止;目標語(yǔ)背景顏色相似時(shí)會(huì )影響目標檢測與跟蹤的效果;目標陰影與背景顏色存在差別通常被檢測為前景，這給運動(dòng)目標的分割與特征提取帶來(lái)困難。
目標特征的取舍：序列圖像中包含大量可用于目標跟蹤的特征信息，如目標的運動(dòng)、顏色、邊緣以及紋理等。但目標的特征信息一般是時(shí)變的，選取合適的特征信息保證跟蹤的有效性比較困難。
遮擋問(wèn)題：遮擋是目標跟蹤中必須解決的難點(diǎn)問(wèn)題。運動(dòng)目標被部分或完全遮擋，又或是多個(gè)目標相互遮擋時(shí)，目標部分不可見(jiàn)回造成目標信息缺失，影響跟蹤的穩定性。為了減少遮擋帶來(lái)的歧義性問(wèn)題，必須正確處理遮擋時(shí)特征與目標間的對應關(guān)系。大多數系統一般是通過(guò)統計方法預測目標的位置、尺度等，都不能很好地處理較嚴重的遮擋問(wèn)題。
兼顧實(shí)時(shí)性與魯棒性：序列圖像包含大量信息，要保證目標跟蹤的實(shí)時(shí)性要求，必須選擇計算量小的算法。魯棒性是目標跟蹤的另一個(gè)重要性能，提高算法的魯棒性就是要使算法對復雜背景、光照變化和遮擋等情況有較強的適應性，而這又要以復雜的運算為代價(jià)。
智能分析之布線(xiàn)與組網(wǎng)
那么，智能分析系統采用的是何種布線(xiàn)方式?系統的前后端設備之間又是如何組網(wǎng)的呢?金智視訊的丁海龍認為，傳統上，智能分析系統多采用雙絞線(xiàn)的布線(xiàn)方式。但是隨著(zhù)攝像機的高清化發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò )帶寬要求越來(lái)越高;另一方面，采用光纖技術(shù)成本大幅降低，中間轉換設備少，提高了系統可靠性。所以近幾年采用光纖方式的布線(xiàn)越來(lái)越多。早期智能分析系統結合模擬攝像機的視頻進(jìn)行分析。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，攝像機網(wǎng)絡(luò )化、高清化的趨勢越來(lái)越顯著(zhù)。智能分析系統的組網(wǎng)方式也逐步過(guò)渡到數字和模擬混合系統，而目前我們所接觸到智能分析系統工程中，采用IP網(wǎng)絡(luò )的方式占了絕大多數。這種方式施工簡(jiǎn)單、可靠性高。但是為了兼顧視頻監控與智能分析，需要增加額外的設備對視頻進(jìn)行轉發(fā)，存在成本較高的問(wèn)題。
?？低暤奶锴宀▌t認為，智能分析系統一般都采用智能布線(xiàn)管理系統：現在的產(chǎn)品都是基于服務(wù)器和IPC來(lái)實(shí)現其功能，所以通常都是用網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)的方式，通過(guò)DVR和DVS來(lái)進(jìn)行智能管理。智能布線(xiàn)管理系統的特點(diǎn)是：可以減少工作人員布線(xiàn)犯的錯誤和工作量;也可以減少維護成本和宕機時(shí)間。最重要的是可以更直觀(guān)、更系統化。在早期的智能分析系統中，由于智能分析都是通過(guò)后端分析儀的方式實(shí)現，由于智能分析對前端采集的視頻質(zhì)量和幀率要求較高，因此對帶寬的要求也是很高的，組網(wǎng)方式通常采用以二層(三層)交換機構成的局域網(wǎng)的方式，不適合采用以太網(wǎng)或者無(wú)線(xiàn)的方式進(jìn)行接入;隨著(zhù)智能分析模塊前移，前端攝像機可以將分析好的結果通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸到后端(如客流分析數據、人臉檢測圖片、車(chē)牌圖片)，這是可以有效地減少對帶寬的要求，可以通過(guò)以太網(wǎng)方式將原來(lái)千里之外的視頻內容回傳到后端，這也是未來(lái)發(fā)展的趨勢，后端只獲取前端采集視頻中的有用內容(結構化信息)，當然這對于智能分析技術(shù)有極高的要求。
那么，不同的組網(wǎng)方式是否會(huì )對智能分析系統的效果產(chǎn)生不同的影響?又有怎樣的影響呢??？低曁锴宀ㄕJ為，不同的組網(wǎng)方式會(huì )對智能分析系統的效果產(chǎn)生不同的影響。一般采用的都是模擬組網(wǎng)和數字網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)的方式。模擬組網(wǎng)功能單一、系統擴展性一般，不能滿(mǎn)足日益變化的科技水平。數字網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)具有很強的擴張性、智能化功能。而金智視訊的丁海龍則認為，在基于模擬方式的組網(wǎng)方式中，視頻信號易受到外界的干擾，出現諸如：視頻丟失、圖像偏色、雪花干擾、視頻抖動(dòng)、圖像模糊、條紋干擾等情況，從而對分析產(chǎn)生不利影響;在網(wǎng)絡(luò )方式下，也會(huì )受到網(wǎng)絡(luò )異常的干擾，造成獲取視頻流失敗或者數據不完整，影響智能分析的結果。
智能分析系統設備安裝使用注意事項
不同的項目對視頻監控有著(zhù)不同的功能需求，同樣，不同的行業(yè)對智能分析的功能需求也是不同的，這就決定了不同的智能分析應用對設備的安裝有著(zhù)不同的需求。浙江大華技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“大華股份”)鄭韜認為，人臉識別的要求是人臉盡量保證正拍，所以一般安裝就角度是在2米到6米之間。行為分析要求的是全景的監控和智能分析，一般在戶(hù)外安裝，需要6m以上。巡檢設備一般通過(guò)像機抓拍的視頻進(jìn)行分析，是否存在偏色、遮擋等問(wèn)題，所以，一般對安裝前端時(shí)，只要是自然拍攝場(chǎng)景或者24色卡都可以，避免單色場(chǎng)景。蘇州科達科技股份有限公司監控產(chǎn)品線(xiàn)副總經(jīng)理(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“科達”)晉兆龍則認為，智能分析應用對安裝架設都有嚴格的要求。例如客流統計要求攝像頭頂置安裝，架設高度在3米左右;例如人臉識別要求攝像機正對人臉，相機俯仰角在15度以?xún)?例如車(chē)輛卡口安裝高度在6米左右，成像點(diǎn)離立桿位置25米左右，閃光燈需采用側向角度補光等。
安視集團的曹建華認為，攝像機安裝的位置，不同應用安裝位置不同，這就對安裝工程師有比較高的要求，另外的話(huà)就是機器的性能。算法對設備性能是有一定的要求的，不管是前端攝像機還是后端服務(wù)器，如果設備性能達不到要求還是會(huì )對智能分析效果還有很大的影響的。再者就是智能分析還會(huì )有很多參數，這些參數的設置就必須工程師去現場(chǎng)進(jìn)行調試，而且在使用過(guò)程中，這些參數可能會(huì )需要不斷的調試，所以無(wú)論對現場(chǎng)工程師或者用戶(hù)，需要我們更多的去做一些培訓和產(chǎn)品服務(wù)。同時(shí)，這也要求我們在售前就需要把項目規劃好，比如需要多少服務(wù)器，攝像機需要實(shí)現什么功能和安裝的要求，安裝的環(huán)境以及怎么安裝，沒(méi)有哪種智能分析是百分百準確的，所以我們需要了解用戶(hù)的期望是什么，以及告訴客戶(hù)在相應場(chǎng)景下能夠達到的期望準確度的多少。很多問(wèn)題盡量在規劃的時(shí)候就精心妥善的去解決。
當然，智能分析系統設備在使用過(guò)程中也有一些注意事項，金智視訊丁海龍認為，智能分析系統使用中需要注意，惡劣環(huán)境(如高溫、灰塵等)對設備穩定性的影響，否則出現死機甚至損壞;還有就是軟件配置規則要合理，否則誤報或漏報嚴重，影響使用效果。根據產(chǎn)品說(shuō)明和技術(shù)支持人員的建議，進(jìn)行安裝和配置，可盡量避免這些問(wèn)題。博康智能網(wǎng)絡(luò )科技股份有限公司PBU總監張展則認為，智能分析設備配置一般比較復雜，特別是需要達到比較好的效果的時(shí)候，配置的專(zhuān)業(yè)性太強，需要做很多復雜專(zhuān)業(yè)性配置的工作，必須由專(zhuān)業(yè)的廠(chǎng)家來(lái)做，而對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)這就有些難度了，用戶(hù)能做的只是一些簡(jiǎn)單的配置工作，但是這些簡(jiǎn)單的配置工作完成后，智能分析設備雖然也能達到用戶(hù)的使用需求，但是卻不是很理想，如果想要達到理想的效果，就必須由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行配置工作，這個(gè)可能是在使用過(guò)程中經(jīng)常碰到的問(wèn)題。
科達晉兆龍介紹說(shuō)，智能分析系統設備在實(shí)際使用中分析準確率受環(huán)境影響較大。例如系統針對復雜異常行為建模困難;目標與背景接近會(huì )導致目標提取困難;運動(dòng)目標被遮擋會(huì )造成目標信息缺失;目標移動(dòng)速度過(guò)快或算法過(guò)于復雜導致跟蹤的有效性較低;夜晚或異常光照條件下成像質(zhì)量下降導致車(chē)牌和人臉識別率降低。上述因素易造成誤報、漏報、跟蹤困難等結果。以上這些問(wèn)題，可以通過(guò)規約應用場(chǎng)景、規范架設、選取必要的補光照明設備結合智能成像調節等手段來(lái)解決或改善。
按需選型有必要
眾所周知，目前的智能分析有自帶智能分析的攝像機的前端智能分析和采用專(zhuān)門(mén)的智能分析儀的后端智能分析之分，那么它們各自有怎樣的優(yōu)劣勢呢?
科達晉兆龍認為，自帶智能分析的攝像機優(yōu)勢主要有：智能分析算法內置在前端相機中，可以降低后端分析的壓力;嵌入式系統穩定性由于后端分析系統;算法直接針對前端采集的原始圖像進(jìn)行分析，分析圖像源質(zhì)量高于后端分析系統;算法還可以通過(guò)前端相機包含的成像控制單元進(jìn)一步改善圖像源質(zhì)量，提升智能分析效果。然而其劣勢卻是，目前自帶智能分析的攝像機普遍造價(jià)較高。
而專(zhuān)門(mén)的智能分析儀的優(yōu)勢則是：智能分析儀可以?xún)戎枚喾N分析算法，功能可以根據需要切換;部署靈活，可以根據不同時(shí)期的不同要求，接入不同的前端視頻進(jìn)行分析。然而智能分析儀接入的前端視頻質(zhì)量不可控，因而分析效果差別較大;同時(shí)專(zhuān)業(yè)機房的建設和維護成本也是非常高昂的。
他認為，對于重點(diǎn)關(guān)注智能分析效果的應用場(chǎng)景，建議選用自帶智能分析的攝像機;對于要求接入靈活部署功能可切換的應用場(chǎng)景，建議選用智能分析儀。而智能分析系統設備選型應首先關(guān)注智能分析設備的功能和性能，具體包含分析設備的分析功能的種類(lèi)，分析準確率指標，可同時(shí)分析的路數等指標。通過(guò)折算出單一功能單一路數的分析的產(chǎn)品價(jià)格再結合分析準確率指標，從而選出物美價(jià)廉的產(chǎn)品。
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