无论是现在还是将来,只要是想采用视频分析技术产品,想实现智能化地监控方式,都会面临一个问题,即应该如何选择合适的,性能更好地视频分析技术产品呢?什么样的产品才是最适合自己需要的呢?
视频分析与识别技术
视频分析与识别(video analyzing and recognition)技术指的是使用计算机从视频中通过运算和分析,提取视频中的有用信息的一项技术。
对于普通人来说,看到一段视频时,这段视频对他来说往往是有意义的,是包含了一定信息量的,人可以智能化地提取这些信息。如某段视频有“有一辆白色的捷达车正在打着右转向灯准备向右转”这一信息,人也可以通过观察提取出来。但对于计算机来说却并非如此,在接收到这段视频(如通过视频采集卡输入)后,对计算机而言只是一个数据数列,一个包含每一帧每一个像素点的灰度值或彩色值的数列,并没有包括任何“白色捷达车”之类的信息。事实上,“白色捷达车”等信息是包含在那些像素点的值所组成的平面图像序列中的,是需要从“整体”上进行“理解”才能获得的。计算机也许可以“运算”出那些数据数列的均值、方差等统计信息,但却无法实现一种信息的“提取和理解”。
视频分析与识别技术便是为了让计算机通过特定的核心算法程序提取视频信号中所包含的内容信息或是个体运动信息,以实现计算机对于视频的“理解”,让计算机能“明白”视频中所展现的是什么内容或者发生的是什么样的“事件”。
视频分析技术范围很广,可以说只要是从视频中通过运算提取有用信息都可以称为视频分析技术,因为都是属于对“视频内容”的“分析、识别和理解”,从这个角度来说,目前已经比较成熟的并已经形成产品在实际项目中得到应用的技术都属于“视频分析技术”,例如车牌识别技术、视频检索技术、视频人脸检测等,因为这都属于对视频中的有用信息的提取,提取车牌号码,提取视频中的文字或特定图形等。严格地来说,这些技术都只是视频分析技术中的比较简单的内容,只不过由于这些技术已得到较好地研究和应用,有了一些专门的称谓,才单独提了出来,而似乎不再被归纳到“视频分析技术”的范畴。
由于习惯上的原因,目前通常所说的视频分析技术一般特指从视频中目标运动行为的分析、提取和识别,常用于监控和公共安全领域,其所指代的范围比之字面意思的含义已大幅缩小。
视频分析技术有什么用呢?事实上,视频分析技术是让计算机知道了视频中“发生的是什么事”,既然知道了发生的事件,再与对应的规则相比对和判断,自然就能够让计算机知道这些事件的特性。如果从视频中个体运动行为的分析、提取和识别角度来看,就能令计算机判断出这些个体进行了一些什么行为,进而可以判断这些行为是否符合某些规则,是否属于“某一类型”的行为,那么对于不符合规则的事件就可以进行即时的发现和报警,摆脱了人工的干预和判断,实现令计算机“代替”人进行监控,也即实现了“自动监控”或是“智能监控”。从更形象一点的角度来解释,监控系统中摄像头和视频传输技术解决了“眼睛”的问题,使监控人员能够在不身处现场的情况下通过摄像头看到现场的情景,而这一现场还由于传输技术的进步摆脱了地域的限制,甚至于可以在千里之外(通过数字网络传输视频);而视频分析技术则给监控系统加上了“大脑”,使机器能够代替人(至少在一定程度上)来随时监看这些视频,无须再由人工随时去监看这些视频。 [nextpage]
不容否认,对于视频分析技术的研究,由于其算法的复杂度以及目标行为的多样性等原因,发展一直比较缓慢。而相对起来,由于国际上反恐形势更为紧迫,对于这种能实现“自动报警、智能监控”的技术比之国内的研究单位来说,研究成果具有一定的领先性。已生产出成熟的智能视频监控产品,可以用在监控系统中实现异常状态自动报警的功能,具有实时报警、缩短异常事件反应时间、减少损失、增强监控系统威慑力等特点,并已具有了一些实际的工程案例。而在国内,由于技术研发稍有落后,暂时市面上绝大多数较为成熟的智能视频监控产品仍都是舶来品,属于国外的技术和产品,偶尔有一些国内厂家或研究单位推出自己的智能视频监控产品,也暂时还处于较为初级的阶段,还没有达到成熟的程度。
不过值得指出的是,目前国外的产品虽然较为成熟,但也并未达到能令用户完全满意的程度,也只是具有了比较低级的智能化水平,能完成一些较为简单的行为的自动检测。但不管怎么说,这一步已经迈出去了,视频分析技术已开始应用于实际工程系统,随着这一技术的不断进步,研究不断深入,必将越来越多地走入我们的生活。
如何选择智能视频监控产品
无论是现在还是将来,只要是想采用视频分析技术产品,想实现智能化地监控方式,都会面临一个问题,即:应该如何选择合适的,性能更好地视频分析技术产品呢?什么样的产品才是最适合自己的需要的呢?
由于使用环境的不同,使用目的的不同,希望实现自动检测的行为的不同,对于视频分析技术产品的选择都会有一些细微的差别,本文并不去讨论谁的技术最好,也不去讨论哪一家的产品性能更优(事实上,没有任何一家的产品能够远远地超过其他同类产品,也没有任何一家产品做到了尽善尽美令用户十分满意),仅仅针对在选择视频分析技术产品时应该留意的方面做一些小小的讨论。
事实上,我们在选择不同的视频分析技术产品时,大部分情况下都应该就以下 几个方面进行初步地考察,如果哪一种产品连这些方面的性能都差得比较远的话,那么这种产品可以说是并不非常适合于实际工程应用的,应该在选择中予以慎重考虑。
光照适应性
相信绝大部分监控系统都不会只在某个固定的时候才使用,大部分情况下都要求处于正常工作状态。而对于长时间工作的监控系统来说,其使用环境的光照情况都是变化的。在室外使用的监控系统不必说了,阴晴雨雪雾日夜,室外的光照条件是变化巨大的,还包括了强光、反光、逆光、阴影等因素。至于室内,虽然比室外简单得多,但也存在灯光明暗、开灯关灯、阴影、人员走动等因素引起的光照条件的变化。视频分析技术不可能仅使用在特定的光照条件下(当然,在某些极特殊的场合也许真的是恒定光照的),不能去要求使用环境来适应算法技术,而应该大力改进核心算法来使视频分析功能在各种光照环境条件下都能实现较好的监控性能。因此,视频分析核心技术对于光照的适应能力是用户选择视频分析技术产品时需要考虑的一个极为重要的因素。
稳定性
大部分监控系统都要求能实现7×24小时长时间不间断稳定运行,平均无故障运行时间一般都要求在至少一万小时以上。 在这一要求下,视频分析技术产品是否具有较高的系统稳定性应该是一个值得注意的因素,不可能三天两头地死机、出错,稳定性太差的产品是无法真正实用的。从这一角度来说,嵌入式结构的视频分析技术产品相对于微机软件版产品来说具有一定的优势,其最大的特点就是稳定性高。
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抗抖动
连地球都会有地震,安装的摄像头不可能是绝对静止的,就某些应用领域来说(如交通行业),有很多的因素都会造成摄像头的轻微抖动(如旁边过车,或者大风吹来),这种摄像头的抖动反映在视频中即是视野的不断抖动,而视频分析技术是要从视频中进行目标的定位和跟踪来实现的,如果抗抖动性能太差,总是失去对目标的跟踪,导致提取不出目标的运动轨迹或者提取错误,那么这一产品也基本就没有什么实用价值了。
抗模糊
对于监控技术略微了解的人都知道,摄像头的焦距是存在飘移现象的,即长时间不动的摄像头,其焦距往往会产生一定的偏差,不再保持原来的焦距值,焦距的偏差直接的后果就是视频图像的模糊。我们不能要求监控人员随时去调整摄像头的焦距,因此,要实现较好的视频分析效果,需要算法对模糊的视频信号进行有效而准确的分析,即在模糊的视频基础上仍然保持较好的视频分析性能。
模块化
做过工程的技术人员都知道,系统的模块化结构是一个很严肃的问题,模块化的系统不但很容易安装,象搭积木一样,组装起来就行,而且更为重要的是:故障排查简单,维护方便,系统模块间的藕合性越小越好。因此,是否具有模块化的产品结构,也应该是用户在选择视频分析技术产品时应该考虑的一个重要问题。
技术支持和售后服务
视频分析技术产品目前来说还是一类没有标准化,使用起来并不十分方便的产品,一方面是因为安装调试起来专业性比较强,往往需要专业技术人员来进行调试和根据使用环境具体情况而规定参数,另一方面是因为产品和技术并不十分成熟,在使用过程中需要较多的技术支持。因此,用户在选择视频分析技术产品时也应该多加考虑产品的技术支持和售后服务方面。从某一方面来说,国内厂家占了地利人和,与国外厂商相比有一定优势,实现起来会更方便许多,反馈也会迅速许多。而同样是国内厂商,也应该选择技术和经济实力较为雄厚的企业,才能真正获得有保障的、有效率的技术支持和售后服务。需要指出的是,在这里指的是提供技术支持和服务的厂商,这类厂商不一定是相关产品的直接开发或生产商,也包括了只是承担服务工作的代理商或渠道商。
以上仅仅是就一些基础性的问题略微讨论了一下,估且不论用户拿着视频分析技术产品是用在哪个地方,哪个领域,都应该将上边所提到的一些方面作为产品选择的重要因素来考虑。