在安防領域,視頻監控先后經歷了模擬化、數字化和網絡化的發展階段,視頻監控的產品、技術與系統在這些階段也各自呈現出不同的功能與特點。值得一提的是,2011年國家發改委出臺的《產業結構調整指導目錄(2011年本)》中提及“城市智能視覺監控、視頻分析及視頻輔助刑事偵察技術設備”,不僅為視頻監控指明了智能化發展方向,同時對視頻監控高端技術的智能化發展也起到了極大的推動作用。
此后,高清智能化監控便不斷被業界提出,智能視頻分析的概念開始進入人們的視線,視頻監控由此邁入高能成熟的智能化發展階段。

對智能化監控設備的需求及其智能化體現
提到監控,第一時間進入腦海的是成千上萬的各種功能與型號的攝像機,這些攝像機根據監控需要被安裝與部署在城市或其他空間的各個角落,模仿人類眼睛的功能,把人類眼睛延伸到實際難以到達的時空,將需要監控的畫面真實清晰地記錄并傳輸,最終以視頻影像或以此挖掘和衍生出來的圖文表類數據,集中呈現到決策人的面前,為人類的安全和生產服務。
成千上萬的攝像機必定會產生海量的原始影像與視頻信息,而這對于實際工作中有限的人力物力來說,是一個非常龐大繁雜的信息工程,將遠遠超出人力有效處理問題的能力范圍。因此,智能化監控的提出勢在必行,是未來安防監控業發展的必然。
智能化監控體現在整個系統或平臺之上,包括智能終端產品,涉及各路監控設備,如前端的攝像頭,攝像機,監視器,后端的傳控編解碼設備、服務器、大屏等,以及體現在各種根據具體應用需求而開發的智能分析與算法上。因此,智能化監控的實質是來自于機器視覺和設備硬件級的終端智能,然后再逐步引申到系統與平臺等高級思維的一個全面的過程。
在監控智能化硬件設備中,攝像機與傳輸設備等的智能化有著最突出的體現,確保了整個監控系統與平臺中最前端的信息采集、分析與傳輸過程中的影像與視頻的清晰度、準確度。如具備高品質圖像質量和內嵌前沿智能視頻優化與分析技術的智能化監控攝像機的出現,不僅能在最前線保證采集到的原始畫面與影像具備全高清或超高清的高像素分辨率,抑或具備大畫幅全景畫幅的視野廣闊度,更能借助更高級強大的監控視頻智能分析技術,從原始視頻信息中提取大量有用的信息,用來完成視頻的傳輸保存和檢索,亦可以驅動、對比或關聯其他數據,觸發其他反饋與行為,大大解決了人類腦容量的極限問題,為決策者降壓減負。
依然還是成千上萬個攝像機的問題,可以說這個問題促使了視頻監控對智能化最迫切的訴求。
以往完全由安全工作人員對監控畫面進行監視和分析的模式已經完全無法滿足對由成千上萬個攝像機帶來的海量信息的處理需求。而處在最前端的內嵌智能視頻分析技術或模塊的智能化“攝像機+服務器”逐漸扮演著“人眼+腦”的角色。
智能攝像機+視頻服務器集成了強大的圖像處理能力,并運行高級智能算法,使用戶可以更加精確地定義安全威脅的特征,提高報警精確度,同時提高安全人員的響應速度。例如智能攝像機所具備的高級視頻移動偵測功能,確保攝像機能在復雜的天氣環境中,例如雨雪、大霧、大風等,精確地偵測和識別單個物體或多個物體的運動情況,包括運動方向、運動特征等。物體追蹤功能在偵測到移動物體之后,根據物體的運動情況,自動發送PTZ控制指令,使攝像機能夠自動跟蹤物體,在物體超出該攝像機監控范圍之后,自動通知物體所在區域的攝像機繼續進行追蹤。人物面部識別功能能自動識別人物的臉部特征,并通過與數據庫檔案進行比較來識別或驗證人物的身份。
這些都是智能攝像機的部分智能元素,攝像機監控的智能化還體現在攝像機本身可以被遙控,如通過遠程遙控調節攝像機的機位、鏡頭的焦距和光圈等;通過事先編程控制來完成對云臺攝像機的調節與轉動,包括自動轉、自動掃描、預置位等;還可根據對圖像的檢測或分析實現自主、優化的調節,如自動光圈、目標的自動跟蹤與鎖定,自適應嚴苛的環境調整不同的參數設置以捕捉清晰完整的畫面等。
除了智能攝像機,在視頻監控的存儲傳輸層,一直以來,所有視頻編譯碼標準的壓縮效能都比不上應用端對視頻需求的成長速度,因而在后端必須仰賴大量的存儲設備。而如今,能減少一半對存儲設備依賴的H.265壓縮技術的出現讓一切變得改觀。以H.265為代表的高效能壓縮技術保證了監控領域7×24小時不間斷視頻顯示的流暢性傳輸,大大提升了整個視頻監控系統的智能性與控制決策力。
智能監控產品層出不窮 趨勢加強
智能化監控已是趨勢,越來越多的監控硬件廠商不斷投身該領域,高清化、網絡化、智能化的多種安防監控產品層出不窮,大大豐富了各行各業對安防監控產品的需要。當然,智能化是建立在高清化與網絡化之上,有數據顯示,IP智能化攝像機以及視頻存儲傳輸處理等監控產品的出貨量已經開始超過傳統攝像機和硬盤錄像機,成為市場增長的主推力。
作為智能化安防視頻監控領域的典型代表,博世擁有豐富的智能化IP視頻監控產品與解決方案,涵蓋鷹視全景高清攝像機、4K超高清攝像機、星光系列攝像機、IP 2000系列監控解決方案、CIP 5000系列存儲和博世視頻管理系統(BVMS)5.5版本等,這些解決方案基于6大典型智能化核心技術:高品質圖像質量,前沿的智能視頻優化技術,高效的比特率和最低的存儲需求,動態轉碼技術,智能視頻分析技術,以及星光技術,更易懂、易安裝并且無縫集成。
憑借著4K超高清晰度和1,200萬像素分辨率,博世攝像機通過高度細膩的圖像,可以輕松分辨具體人員或者微小細節,從而顯著提升回顧性分析的有效性。此外,還可提供廣角概覽,并在單個屏幕上提供多個焦點。博世IP攝像機中嵌入了智能視頻優化技術,從而可以通過場景內容來持續動態調整攝像機設置得到目標物體的智能跟蹤和最佳呈現,并確保攝像機能夠解讀所看到的圖像、跟蹤目標物體并自動響應報警。通過側重關注有效信息,如移動物體,博世可以做到最低降低多達50%的比特率,同時絲毫無損視頻質量。在減輕網絡壓力的同時,降低了存儲成本,進而最大限度地減少所需冗余存儲空間。在任何帶寬下均可提供流暢的實時視頻,客戶可以在移動設備上安裝使用相應程序實現遠程對攝像機的控制、實時視頻流和高清圖像。通過使用元數據向視頻添加感知功能和結構,實現從數小時錄像材料中快速高效地檢索相關圖像,這樣可以快速收集無可辯駁的法庭證據或根據如人數統計或者人群密度等數據來優化業務流程。在任何照明條件、時間或物體移動等條件下都可全天候提供相關的IP視頻,甚至能在超低照度的條件下生成全彩圖像。
此外,來自博世的視頻錄像管理系統可幫助攝像機將相關視頻數據流式傳輸到存儲設備,而不必使用網絡服務器,會自動根據可用的存儲卷平衡視頻流,因而需要更少的冗余存儲空間,進而節省視頻存儲的管理成本。
智能監控有其多種區別性,在平安城市,平安校園,平安醫療等等,各行各業對智能監控的需求有其特殊性。從產品層面講,行業化需求不僅要求智能化技術具備強大可靠的硬件載體,還需要國內視頻監控廠商認真研究特定行業化用戶,將用戶需求功能模塊化或標準化,提出最適合的智能化監控視頻分析技術與編碼算法,從而整合確定最佳差異化產品形態。
智能化仍在路上
監控的智能化其實是一種仿生學原理,用視覺機器設備模仿人類的眼睛與大腦,去捕捉信息,甄別信息,分析信息,甚至作出正確判斷與處理,因此,這項工作具有艱巨性,道路是漫長的,還會有無法逾越的瓶頸。
誠然,智能化監控已經幫人類承擔并實現了很多的工作,如對入侵目標進行檢測和對運動目標進行跟蹤,在出現滯留物和搬移物的情況下自動報警,甚至對部分群體性行為進行一定程度的簡單分析,而更高階的智能視頻監控能夠做到的事遠不止這些,這需要一段漫長的探索過程。
從仿生學的角度出發,智能視頻監控模仿的并不僅僅是人眼視覺+大腦的功能,甚至可以模仿人類的各種感覺,如觸覺、嗅覺到聽覺等,除了模仿人眼的智能化攝像機,還有模仿人耳的麥克風,而這都得益于各種傳感器的出現。
同時,智能化監控設備在模仿人腦功能方面還需進一步深入,由于受環境因素的限制較大,特別是對于多目標和復雜情況時,監控設備對異常狀況的分析與識別的成熟性和實用性還較低,因此,在監控環境下實現圖像信息的自動解釋是視頻監控系統智能化未來發展的關鍵技術,以提升人的運動分析與生物特征識別相結合。