视频监控系统作为安防系统中最重要、最核心的子系统,担负着最重要的作用,一个视频监控系统的好坏,直接决定着整个安防系统运行的效率。如何为行业用户提供合适的视频监控系统成为各安防系统面临的一大挑战。行业用户一直是视频监控系统市场应用的重点,从上个世纪80年代开始,视频监控在我国得到迅速普及,特别是在公安、银行、交通、酒店等部门,视频监控系统已经成为一项必要的基础设施。
在过去的几年中,政府、电信和金融等领域的视频监控发展一直走在整个市场的前列,而其他行业尽管存在一定的需求,部署的速度却大大滞后,这也意味着视频监控市场具有广阔的发展前景。随着最终用户安全意识的逐渐加强,更多的行业用户在呼唤行业指向性更强的视频监控解决方案,以加强企业安全管理措施。如何为行业用户提供符合其需求的安防系统,则成为了各安防系统商面临的一大挑战。
为行业用户提供视频监控系统,首先需要了解行业用户的需求,简单来说,行业用户对视频监控系统的需求可分为共性需求和差异化需求两部分。共性需求最主要的几点为:系统安全性与可靠性的需求;系统开放性的需求;系统易用性的需求;系统经济性的需求等。差异化的需求主要是和对应行业业务流程及单个用户特殊应用环境的需求。因此,把握需求的共性和差异性,具体分析后进行设计,才能为行业用户提供更适合的监控系统。
但是,传统监控系统在这些方面做得并不完善,主要原因是传统模拟监控系统的不足造成的。
传统模拟监控系统的不足与IP化趋势
传统监控系统从摄像机输出的是模拟视频信号,这种解决方案存在诸多瓶颈:首先,需要大量的布线施工;其次,基于模拟的系统在视频存储、共享、远程传输方面具有先天的不足;最后,即使基于DVR的半数字化解决方案在系统的扩容、升级以及视频传输方面亦存在许多局限性。
基于模拟系统的局限性,IP化成为安防产业发展趋势,而IP化也直接让传输环节中的传统模拟信号图像变成了数字图像,为视频图像内容的分析和处理带来了极大的便利。IP化是这几年视频监控系统集中表现的一个趋势,最早出现于2001年。网络化视频监视系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的,因此它克服了传统监控系统无法通过网络获取视频信息的缺点,用户可以通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时或录制的视频信息。它具有如下优点:
·良好的安全性,加密编码支持,防止监控视频盗用;
·优秀的传输适应性,通过SVC等编码形式,可适应不同的网络、设备环境;
·便于集成原有和新建的应用系统,所有设备通过网络接入,真正做到“无限”级联;
·灵活的配置及优异的扩展性,所有设备、软件采用模块化管理,配置灵活,易于扩展;
·便利的管理维护,多系统信息融合,便于管理;
·经济实用,保护客户投资。
人工监控的局限性
无论是传统的第一代纯模拟视频监控系统,还是第二代、第三代经过部分或完全数字化甚至网络化之后的视频监控系统,都因为人工监控具有一些固有的局限性:首先,由于人类自身的弱点,造成长时间观看无关联的监控视频时,会产生“Looking but not seeing”,即人眼看到了,但是大脑却没有响应;其次,太多的监控屏幕,人眼也无法全部观看。这些造成了大量的误报、漏报,安全威胁响应时间长,后期分析困难。[nextpage]
人类自身的弱点
在很多情况下,人类并非一个可以完全信赖的观察者,无论是在观看实时的视频流,还是在观看录像回放的时候,由于自身生理上的弱点,我们经常无法察觉安全威胁,从而导致漏报(False Negatives)现象的发生。
监控时间
除了一些规模较小的监控应用之外,很少有视频监控系统会按照1:1的比例为监控摄像机配置监视器。这意味着对于那些机场、港口等大型的视频监控系统来讲,各个监控点并非每时每刻都处于监控当中。
误报和漏报
误报(False-Positive)和漏报(False-Negative)是视频监视系统中最常见的两大问题。漏报指的是在监控点发生安全威胁时,该威胁没有被监控系统或安全人员发现。误报指的是位于监控点的安全活动被误认为是安全威胁,从而产生错误的报警。由于系统无法同时显示所有的画面,以及人类自身的弱点,造成无法对所有画面进行监控,必然造成大量误报和漏报。
数据分析困难
报警发生后对录像数据进行分析通常是安全人员必须要做的工作之一,而误报和漏报现象则进一步加剧了对数据分析的需求。安全人员经常被要求找出与报警事件相关的录像资料,找到肇事者、确定事故责任或评估该事件的安全威胁。由于传统视频监控系统缺乏智能因素,录像数据无法被有效地分类存储,最多只能打上时间标签,因此数据分析工作变得极其耗时,并且很难获得全部的相关信息,而经常发生的误报现象使无用数据进一步增加,从而给数据分析工作带来更大的难度。
响应时间长
安全威胁的响应速度关系到一个安全系统的整体性能。传统的视频监控系统通常都由安全工作人员对安全威胁做出响应和处理,这对于处理一般性的、实时响应要求较低的安全威胁来说已经足够。但是在很多情况下,威胁发生时,需要安全系统的多个功能部分,甚至多个安全相关的部门在最短的时间内协调配合,共同处理危机。这时候,监控系统的响应速度将直接关系到用户的人身安全和财产损失。[nextpage]
很显然,传统的模拟和数模混合视频监控系统加人工监控已经不能满足新形势下的安全要求,而IP化、网络化、智能化的监控系统所具有的种种优势是满足未来监控需求的最佳选择,是当前及未来监控系统发展的趋势。
智能视频监控将成必然趋势
智能视频分析简介及优势
智能视频(IV,Intelligent Video)技术源于计算机视觉(CV,Computer Vision)与人工智能 (AI,Artificial Intelligent)的研究,其发展目标在图像与事件描述之间建立一种映射关系,使计算机从纷繁的视频图像中分辨、识别出关键目标物体。这一研究应用于视频监控系统、将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉监控图像中无用的背景信息或干扰信息,抽取视频源中的关键有用信息,并予以自动分析。从而使传统的监控摄像机不但成为人类眼睛的延伸,也使智能视频分析计算机成为人类大脑的有效补充,具有一定的学习思考能力。因此,智能视频监控(IVS)不仅仅是一种图像数字化监控分析技术,而且代表着一种更为高端的数字视频网络监控应用。
正是因为这一关键性变革,智能化已经成为视频监控的必然趋势。国际上对相关技术研发、商业操作和应用部署已有许多年。特别是自2001年9.11事件以后,出于反恐、国家公共安全、社会安定等多方面的需要,智能化的视频监控与预警技术成为国际上被关注的最前沿研究领域。随着各方面的关注度越来越高,智能监控已经从实验室中走出,并真正地应用到一些安防系统中。
智能监控系统的应用,可以极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力,使监控系统具有更高的智能化,大幅度降低资源与人员配置,同时,必将全面提升安全防范工作的效率,并且使得监控的视频具有更大的价值。具体表现如下。
大幅度减少人力资源成本
智能视频监控系统彻底改变了以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式,它通过智能视频模块对所监控的画面进行分析,并采用智能算法与用户定义的安全模型进行对比,一旦发现安全威胁立刻向监控中心报警。不再需要大量人员对屏幕中的图像进行监视,大大减少了监控人员的需求。
7X24全天候可靠监控,大大提高报警精确度
智能视频监控系统集成了强大的图像处理能力,并运行高级智能算法,使用户可以更加精确地定义安全威胁的特征,并且根据监控环境的需要,设定合适的检测规则。通过不同区域设定不同的检测规则,可大大减少安防事件的误报和漏报。[nextpage]
同时监控所有视频信号,当出现违反安防规则设定的事件发生时,智能监控系统可自动报警,并将异常事件立即播放出来,报告该异常事件违反的规则。因此安全工作人员可将安全工作人员的注意力集中在异常事件处理上。
提高响应速度
智能视频系统拥有比普通视频监控系统更加强大的智能特性,它能够识别可疑活动(例如有人在公共场所遗留了可疑物体,或者有人在敏感区域停留的时间过长),因此在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面,使安全部门有足够的时间为潜在的威胁做好准备工作。真正做到及早发现,及早处理。
有效扩展视频资源的用途
无论是传统的视频监控系统还是网络视频监控系统,其所监控到的视频画面都只能应用在安全监视领域,而在智能视频系统中,这些视频资源还可以有更多的用途。例如,酒店大堂的监视录像可以用来加强对VIP顾客以及普通客户的服务,智能视频系统可以自动识别VIP用户的特征,并通知客服人员及时做好服务工作;或者,在商场统计客流量等信息,为商场运行收集数据等等。通过智能视频分析,将视频中的一些有用信息提取出来,真正的使视频增值。
由于不同行业自身应用环境和业务特点的显著差异性,某一行业的视频监控系统往往具有显著的排他和不可复制等特点,随着行业应用的加深,视频监控系统的成功部署需要对某一行业应用做深入的理解。
在把握IP化,智能化的基础上,结合新的行业应用进行深度挖掘,严谨而具有针对性的项目咨询,以及大量的需求分析和测试。同时,为行业用户设计针对性的智能系统,需要把握一个基本原则,即让客户的精力全部专注于他们的业务,而无需关心安防系统的运行等环节。只有这样,才能提高客户工作效率,进而让客户满意。
如何深度挖掘行业应用需求
通常情况下,客户描述需求时,无意中往往会因为一些非常基本的需求将行业规范、认证标准等重要的方面缺省。因此,在为行业客户进行系统设计前,首先,需要了解这些隐含在行业应用中的需求;其次,客户往往不十分清楚了解智能监控系统功能及应用,尤其对应使用何种智能检测规则及规则设定上完全不了解。以上两点决定了设计人员需要充分了解行业用户的需求以及分析切入点,针对性的设计,做到深度挖掘行业应用需求,做行业安防专家。
贴合行业应用的方案设计
分析和研究行业应用需求,深入调研其监控环境和监控目标。根据环境及需求选择合适的方案。比如,存储方案的选择上,对于数据量小,数据采集点分散,设备投资有限,数据保存周期短,数据安全要求不高的应用场合(如连锁超市),可采用分布式的信息转发和存储,在IP网络上进行虚拟矩阵控制,从而极大提高了网络带宽利用率,并大大减少了硬件设备的投入。对于数据量大,视频线路广泛,监控密度高、数据保存周期长,数据安全要求高的应用场合(如机场、政府大楼),可采用集中式存储方案,便于管理及维护。再比如银行监控系统需要多部门监管,因此有远程监控的需求,但是,银行网点的出口带宽往往比较低,针对这个需求及情况,传输中采用高压缩比、加密编码则可以很好的解决这个问题。[nextpage]
提供针对行业应用的智能技术
对于不同行业,由于其重点监控的目标不同,工作流程不同,对智能的需求也就不同。如前文所述,智能检测从流程上来说,分为两个部分,首先是元数据的提取,然后以此为基础进行事件检测。因此,相同的智能检测,具体到行业应用中,也应进行针对性优化,才能更好地满足行业应用的需求。
结合行业应用场景
需要深入了解其监控目标,尤其是各重要职能区域间监控目标的不同,通过对这些方面的深入调研,深入了解其监控环境及监控需求,根据各职能区域安防典型应用场景及需求在元数据提取及事件判断上进行专门的优化,以达到更贴合行业用户对智能监控系统的需求。这包含两个方面,一个是丰富实用的智能功能,一个是良好的环境适应性。
首先,了解各行业所处的环境,将其抽象成各种典型应用场景,再根据各典型应用场景,针对性优化检测算法,达到良好环境适应性的目标。比如,对于码头沿岸水面监控,需要针对性的设置水波纹自动过滤功能。对于平安城市等应用,需要考虑日夜变化,尤其是夜间低照度环境下采集图像劣化和噪点增加的问题。
其次,明确具体行业安防重点监控的目标。这里的目标并不仅仅是人、车等一般意义上的目标,还包括行业中重点关注的一些设备或贵重物品。比如,银行ATM机,变电站变压器,博物馆的展品等等。
最后,根据具体行业安防需求,针对性的设计智能检测功能,比如在车站、机场等公共场所,应设置遗留物检测;在博物馆、仓库等有重点看护物品的地方需加入物品搬移、被盗检测等等。最大限度地切合行业的实际安防需求,使智能监控的作用发挥到最大。
深入行业业务
同时深入调研相关行业业务流程,对行业应用进行深度挖掘,以提高客户工作效率为出发点,分析行业工作流程相关应用切入点,针对性设计智能检测功能。让智能检测不仅仅局限于安防系统,同时也可深入到行业具体的业务流程中。以达到通过智能技术,提高客户工作效率,让智能安防系统提升为智能监控平台管理系统。
如,高速公路监控系统与不停车收费系统及交通违规稽查结合;商场通过顾客对促销产品的关注度获取促销效果的信息;地铁,分析月台人员密度控制进入地铁站的人数等,为相关行业提供专用的功能。
提供差异化的定制服务
不仅仅是行业间安防系统具有不同的需求,即使是同行业的不同客户,由于其需求和周边环境的差异,也可能对安防系统具有一些差异性的需求。比如一些高端的酒店有较大的园区,并且园区内有湖泊、人造景观。与一般酒店的差异会引发监控系统、监控软件及算法的一些特殊需求,如智能检测时需要考虑水波消除技术;还有,人造景观是否允许旅客接近、攀爬等这些需要根据客户的实际情况进行设置。再比如银行营业网点监控。对于每一个银行网点规模大小,是否为24小时自助银行,是否有专用的运钞车出入通道,ATM机的数量,周边环境,内部建筑结构等等实际情况都是不同的。而这些实际情况的不同,按照相关规定,会有不同的监控安防等级要求,包括报警联动系统等各安防子系统,都需要根据相关的规定进行专门的设计。[nextpage]
只有通过对同行业用户的共性需求以及具体项目工程的特殊需求具体分析,才可以设计出一个令客户满意的监控系统。但是,仅仅这样,依然不能算一个完全适合用户的监控系统,同时,还应在系统易用性及服务上下功夫。
提供友好、高效的交互体验
安防系统最终的应用依然需要依靠人,而一个系统运行的好坏,操作人员与系统的配合是至关重要的。对于一个安防系统集成商,应当为用户提供一个良好的工作平台环境。
首先,以实用方便为原则,为用户针对性地设计所使用的检测功能,根据用户实际应用的需要,设置相应检测功能的默认参数,并为用户提供友好、易懂的参数设置界面,让用户使用智能视频监控系统和用电脑一样简单。
其次,根据客户业务的需要或配合其已有自动化系统,为其开发专用的操作界面及系统接口,使视频监控系统可轻松地融入其业务流程及相关系统或软件中,实现视频监控系统与客户原有管理系统的无缝链接。
通过这两点为用户提供一个方便、易用工作平台环境。真正做到系统既实用,又好用。
服务理念贯穿于系统设计、销售各环节
智能安防系统使用初期可能会因为其使用环境的复杂性,造成一些检测功能虚警过多,对正常使用造成一定的阻碍。因此,不但需要在智能检测算法开发时就尽可能地考虑到一些特殊问题,测试时尽可能地覆盖各种应用场景。同时,还需要在基本安装测试后,针对其应用场景,针对性地测试各个智能检测功能,及时收集应用中的不足改进。保证交给用户一个可靠、准确的智能监控系统。
同时,考虑到智能安防系统在使用中,可能会因为一些周边环境的变化造成原有检测功能的失效而需要重新设定新的规则。比如,客户需要在其厂区内再建一栋建筑,但是,大量建筑民工在工地周边的活动造成了这些区域按照原本的规则会不断报警,完全关闭检测功能则又会带来一定的安全隐患。因此,针对各种情况,需要为客户建立部分常导致系统异常的事件备忘录,以及相应的解决预案,提高客户解决问题的效率。
总结
随着社会的发展和需求的变化,人们对安防系统的要求与期望越来越高,只有充分把握监控系统IP化、智能化的发展趋势,深度挖掘用户需求,详细分析用户业务流程,针对行业化特点进行设计,并将服务的理念贯穿到整个系统设计、销售的各个环节中,才能为客户提供一个合适的智能监控系统,提高客户工作效率,为客户创造价值的目标。(本文作者:贝数码科技股份有限公司 安防视讯产品事业部 潘巧海)