智能攝像機監控系統分析算法及核心技術

　　隨著計算機技術、視頻分析技術、網絡存儲技術等的飛速發展，視頻監控信息的采集、管理、存儲等環節已經大幅度提高和完善。盡管如此，視頻監控的最重要環節仍舊是需持續的監控。而人工監控不光成本高，而且通常會存在無法避免的弊端，譬如人總是會眨眼睛，或人還會疲勞、會注意力不集中等等，所以人工監控漏掉重要信息的概率非常高。而將智能處理算法加載在攝像機內，形成智能攝像機的智能安防系統，能夠及時、自動地從原始視頻信息中只提取有用信息。

　　以完成視頻傳輸、保存和檢索，也可以驅動其他數據、觸發其他行為，從而輕而易舉地完成人力很難完成的任務。該類智能視頻系統前端攝像機不但能采集前端的視頻，還能對從前端接收的視頻流進行智能分析處理，從而去聯動相應的安全防范設備。對此，深圳貝爾信科技有限公司研發部經理張濤解釋說，智能攝像機之所以受到用戶的青睞就是因其既可以實現普通攝像機的圖像采集功能，又內嵌具有視頻分析功能的智能模塊，使攝像機由被動變成為主動，在事發前始終處于警戒狀態，事發時能及時聯網上傳報警和處置，再加上事后的取證，最終實現主動有效的全過程監控，實現安全防范的最終目的。

　　核心：智能分析算法

　　智能視頻分析算法即是計算機圖像視覺分析技術，其通過將場景中背景和目標分離進而分析，并追蹤場景內出現的目標。用戶可以根據視頻分析功能，通過在不同的場景中預設不同的報警規則，當一旦場景中出現了違反預定義規則的行為，系統便會自動發出報警，對于前置式的智能攝像機便會自動將報警圖像上傳到后端監控PC機，使用戶可以采取相關措施。

　　現在，隨著嵌入式系統運算能力的增強和智能視頻分析算法的改進，在視頻服務器和網絡攝像機等前端設備嵌入視頻分析模塊已成為趨勢。在前端做視頻智能分析的好處是實時性高，并且傳輸到后臺的只是有用的報警畫面，這樣既可大大減少數據傳輸量而減輕網絡占有壓力，也可減少后臺存儲的負擔。

　　前端智能分析是將視頻分析功能嵌入到前端網絡攝像機DSP芯片來實現智能功能的，而后端智能則是利用計算機純軟件的方式進行分析。但無論是前端嵌入式的還是后端純軟件方式，其功能的實現都是通過智能核心算法程序的運行來對視頻信號進行分析而完成的。海康威視的行業總監浦世亮表述：“由于智能功能的復雜性，所需處理的數據量非常龐大，運算非常復雜，這必然需要CPU具有超常的計算能力。如果將智能分析算法處理的部分和攝像機編碼、控制的CPU合用，肯定會造成很多干擾，且會產生大量不穩定因素，會對系統性能造成很大影響。為此，海康威視采用了先進的處理方案，運用先進的Ti Davinci 芯片來專門負責智能分析算法，其不僅保證了智能分析的優異性能，還保障了整個系統的穩定可靠。”

　　無論從理論還是從技術上說，模擬視頻信號經A/D轉換和視頻壓縮后，會失去一部分真實的信息，并產生一些噪聲信號，所以智能軟件分析系統如果被后置在視頻壓縮后對壓縮的視頻進行分析處理，則相對會產生更多的漏報警或誤報警。現在有的智能攝像機方案將智能軟件分析系統前置在視頻壓縮處理前，即該類智能網絡攝像機是對沒有壓縮的原始圖像進行目標提取并進行分析處理，這樣盡管要分析處理較多的視頻信息，但也明顯可獲得較好的分析處理效果，并大幅降低漏報警或誤報警問題的發生。并且，它只有在出現異常的情況下，才需要把相關的視頻發送到后端進行監視和記錄，因此經網絡只需要傳送很少量的數據信息。

　　這些數據信息的流量，據統計還不到總視頻流量的1/50，從而大大減少了對網絡帶寬的要求和消耗，減少了用戶在網絡方面的投資，而同時對網絡條件不是很好的用戶也帶來了使用智能視頻網絡監控系統的可能。對此，北京文安科技發展有限公司董事長兼CEO陶海表示，“基于智能攝像機的視頻分析，一般來說，比基于PC架構的智能視頻分析系統，在運算性能上要略遜一籌。所以說，要求在保持基本性能不變的情況下，需要對智能攝像機的圖像處理算法、其DSP性能等進行深入的優化和提高，以適合智能攝像機內嵌入式的要求。”

　　不過，隨著嵌入式系統運算能力的增強和智能視頻分析算法的改進，在視頻服務器和網絡攝像機等前端設備嵌入視頻分析模塊將成為趨勢。在前端做視頻智能分析的好處是不僅實時性、分析正確率較高，并且傳輸到后臺的僅只是有用的信息，這樣既大大減少數據傳輸量，也減輕了后臺存儲的負擔。