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浅谈智能分析技术应用及常见误区
2014/1/13 15:11:00      来源:《中国安防》    作者:
    2007年是视频监控行业爆发式增长的开端,智能分析技术也正式进入大众的视野,成为安防行业热议的话题。随着项目的进行以及客户的测试,人们对智能分析监控的实际效果也褒贬不一。
概述
  目前民用安防产品越来越智能化,"云"计算和"智能"系统已深入我国安防行业。在2012年中国国际社会公共安全产品博览会上,国内外各大厂商纷纷推出了各自的智能化产品线。2007年是视频监控行业爆发式增长的开端,智能分析技术也正式进入大众的视野,成为安防行业热议的话题。随着项目的进行以及客户的测试,人们对智能分析监控的实际效果也褒贬不一。这其中除了部分厂家的研发团队实力欠缺、技术水平不到位、安装施工队伍专业度不够及现场环境过于苛刻等因素以外,大部分客户对智能分析技术的效果期望值过高亦是重要的原因。

什么是智能分析
  视频监控中所用到的智能监控技术(智能分析)主要是指:"运用智能算法,对输入视频图像进行自动的内容分析,提取当前监控画面中我们所感兴趣的、关键的、有效的信息。"如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频系统对视频画面中的海量数据进行高速分析,过滤掉用户不关心的信息,仅仅为监控者提供有用的关键信息。智能视频监控以数字化和网络化视频监控为基础,但又区别于一般的网络化视频监控,它是一种更高端的视频监控应用。
  事前预警是智能分析系统最主要的特点之一,传统的安防系统中的报警主要用于事前预警,视频监控用于事后取证。报警与监控的结合曾经很长时间是最佳的解决方案,但是这种结合方式对于很多人流量大、环境复杂的场所都束手无策。通过场景的分析及技术人员对画面中预警项目的事先设定,智能分析系统可以在场景变换时做出预警、录像及截图,将预警与取证完美结合。

智能分析的功能
  1.越界分析(虚拟围栏)
  基础的智能分析功能,几乎所有的智能分析产品均有该功能。越界分析指对视频画面中某一区域设置虚拟的界线进行侦测,当发现可疑人员穿越时报警。目前可做到正向/反向或双向计数、报警,升级应用为智能交通监控中的逆向行驶等功能。
  2.入侵检测
  较基础的分析功能,入侵检测指对视频画面中设置一个虚拟的范围(多边形),任何物体或人进入或移出该区域将报警,主要用来对部分重要区域或不可进入区域的入侵检测。
  3.遗留、取走分析
  较为高端的行为分析功能,有些厂家也称之为"丢失分析"。该功能主要用来对画面中遗留下不明物体的检测,或者对画面中的部分重要物体的看管防止被移走,主要应用于机场、贵重行业展览、弹药库、银行等重要场所的物品的留取分析。
  4.徘徊检测
  较为高端的行为分析功能,有些厂家也称之为"滞留分析"。该功能主要用来对部分重要区域的人、车等可移动目标的分析,对不可滞留区域滞留的人或物进行报警。
  对于较为高端的视频分析产品还有"智能跟踪"、"遮挡/移动镜头分析"、"火焰侦测"、"烟雾侦测"、"面部/车牌识别"等功能。针对于不同的应用场合及使用环境各类的分析均会有着不同的差别。
  从以上功能可以看出,不同的智能分析功能可以帮助安保人员从大量的、繁杂的无用信息中筛选出有效地信息,大大地节约防控体系中的人力、物力!

智能分析系统的构成
  1.嵌入式智能分析盒
  目前市场上大部分的智能分析产品依旧是以嵌入式智能分析盒为主。嵌入式智能分析盒主要接入产品为模拟摄像机或部分加入了通讯协议的网络摄像机,至于SDI摄像机的嵌入式分析产品目前只有极个别厂家有相应产品推出。
  嵌入式智能分析盒式的分析系统主要构件模式为:前端摄像机接入分析盒由分析盒编码后进行特定的分析,结果上传服务器发出声光报警提示用户。所有的存储显示与分析部分分开,分析系统独立成一个子系统,与存储及显示部分互不干扰。



图1 嵌入式智能分析系统典型连接示意图

  嵌入式智能分析盒式分析系统一般会受到分析功能的局限,大部分会使用德州仪器(TI)的IC做嵌入式开发,而我们知道嵌入式的开发有很多的程序是固化在flash芯片上的,实际应用时难以对功能进行细化调整。大部分的嵌入式智能分析盒是开放一些简单的分析功能,一个分析系统的构成需要大量的不同分析功能的智能分析盒来组成前端分析部分。
  2.PC式智能分析软件
  笔者认为PC式智能分析软件分为两种开发模式:一种以单纯视频分析为目的,使用视频采集卡或通过IP网络采集视频仅对接入视频进行分析报警时录像截图;另一种是以平台方式使用,即除了对接入的各类视频信号进行传统的分析外还可对前端视频采集设备进行细致的管理、控制、存储及转发等功能。



图2 PC式智能分析系统典型连接示意图


  目前国内有部分公司开始了关于PC式智能分析软件的开发与研究,据笔者实践测试结果看来,大部分产品占用CPU资源过高、接入路数有限、分析准确率偏低等问题都没有有效解决。本次北京安防展selco推出的智能分析平台是为数不多的有效解决了以上问题的PC式智能分析软件,单机最大接入路数达到了64路,可对模拟、SDI、IP高清信号混合接入并进行智能分析。

智能分析产品常见使用及认识误区
  1.智能分析嵌入式≠最合适
  受模拟视频监控DVR的影响,大部分客户对PC式智能分析产品的评价都是稳定性不足、占用CPU比重大等负面评价,而谈到嵌入式就将其与稳定性好、安全、简单易用画上等号。殊不知在嵌入式芯片的处理能力级软件写入等问题的影响下,智能分析产品嵌入式并不等于性能稳定、简单和安全实用。
  我们不能一味否定嵌入式的分析系统,在笔者看来没有不好的产品只有使用不当的产品。许多大品牌的嵌入式智能分析系统无论是稳定性还是分析的准确性都是很高的。
  2.智能分析系统并非万能的
  安装了智能分析系统就可以不用保安人员值守了,这是很多对智能分析系统不了解的客户想当然的看法。其实智能分析系统只是一个辅助值守系统,它可以按照事先设定好的程序、事件特性做出报警,提醒相关人员做出反应,但并不能完全代替人来思考。
  前文提到智能分析系统的本质是人工智能,而人工智能并不能完全像人一样思考。任何智能分析系统都或多或少存在误报,误报是不能完全避免。优秀的智能分析系统只会使误报率无限接近"0"而不等于"0"。
  3.智能分析系统使用的摄像机有特定的安装方式
  很多人测试智能分析系统时,采用和普通监控用摄像机一样的安装方式,殊不知大部分智能分析系统告警准确率和安装方式有紧密关联。例如:SELCO智能分析系统中的3D人流统计系统所要求的安装摄像机的高度应为2.5~3.5米,而镜头相对地面角度应为70°~90°,这种情况下准确率可达到95%,若采用常规安装方式则准确率难以保证。
  并不是所有的智能分析系统都要和常规视频监控区分开,这需要看具体的分析功能和目标对象,如SELCO智能分析系统中的遗留与取走分析,就可以和常规视频监控很好地结合起来。
  4.同一种智能分析系统功能不能完全适用于各种环境
  很多时候我们会发现同一种分析产品,不同客户的反馈结果褒贬不一。这是因为不同的环境、不同的季节和应用场合也会导致智能分析的"失灵"。例如:在中国南方多雨水、空气湿度大、风大的城市与北方干燥、少树木植被、冬季多大雪的城市,如果不作区分建模设计,智能分析的准确性会有很大的偏差。
  火焰分析、烟雾分析等功能对于一些生产易燃易爆产品的工厂是很重要的,但是我们知道不同物体燃烧时产生的火焰及烟雾的颜色、形态等特性都不一样,因此针对不同对象燃烧产生的火焰、烟雾,智能分析系统都需要区分建模分析。

结语
  智能分析技术从进入中国市场开始,由国外品牌称雄到现在国内品牌的崛起,反映了现今人们对智能分析技术的认知日渐深刻,市场需求也日益增加。同时,智能分析技术的不断完善与提升还需要相关安防企业的切实努力与推广。
编辑:许萌
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