浅析监控设备智能化的实现

作者：海康威视? 侍术干 浦世亮

        几年前，智能视频监控还只是在安防圈里谈论的话题，是象牙塔里的高新玩意儿。那时候，智能视频监控产品少、贵、基本不实用。近几年，随着硬件处理能力的提升和价格的下降，以及计算机视觉等相关技术的发展，智能视频监控产品已从前几年的演示阶段逐渐进入规模化使用阶段，并成为安防界的热门话题之一，甚至被业界认为是能够重整视频监控产业的革命性技术。
        业界对智能视频监控寄予厚望不是没有道理的。现在，无论是传统的模拟监控系统还是模数混合系统，抑或纯数字监控系统，其工作方式是没有发生丝毫的改变——“实时监视，实时录像”，监控人员长时间盯着监视器时注意力会下降，使得传统的监控方式陷入“眼观六路，熟视无睹”的困境；而当面对浩如烟海的视频录像，想要提取些有价值的录像是费尽心思。总之，目前的视频监控是离不开人的高度参与。基于这种状况，智能视频监控是一个发展趋势，是视频监控系统发展的必由之路。
        虽然受到金融危机的影响，安防行业发展速度已经放缓，但类似上海世博会、亚运会等重要应用场合，以及铁路（如高铁）、港口、军队等高端行业市场，对安防产业提出了更新、更高的需求，将加速安防技术和产品的更新换代，这些对于智能监控的应用是一个新的契机。

智能视频监控的实现
        目前，智能视频监控的实现方式有两种，一种是前端实现，利用嵌入式设备对视频进行分析；另一种是后端实现，通过纯软件进行视频分析。
        两种智能监控的具体实现方式如下：
        嵌入式分析：通常做法是把视频分析功能单独做成嵌入式设备，将模拟摄像机的视频接到嵌入式设备上供视频分析报警使用。嵌入式设备中固化了一些视频分析的功能模块，如目标识别与跟踪、跨线报警、徘徊报警、移出报警等。嵌入式设备可以通过远程进行设置和管理，一旦视频流中发生了预置规则现象，即向后台管理中心发出报警信息，后台可以启动中心录像和其它联动行为。
        纯软件视频分析则通过在一台计算机（或者工控机）上运行视频分析的各功能模块，对视频信号进行分析理解。输入视频信号可以通过在机器上安装视频压缩卡采集完成或直接对数字码流进行分析。
        其实，无论是嵌入式的还是纯软件方式的，其功能的实现都是通过所开发的核心算法程序的运行而对视频信号进行分析而完成的。嵌入式与纯软件方式的区别仅在于运行这一核心算法程序的运算平台不一样，嵌入式产品形式的运算平台是一个嵌入式的专用系统，在DSP上完成核心算法的运行和相关计算；而纯软件方式的运算平台则是一台通用的计算机(或工控机)。
        目前，市面上的绝大多数智能监控产品采用的都是纯软件方式，即需要在一台通用计算机上进行安装，并通过图像采集卡(或视频采集卡)接收输入视频并进行分析。其实，前后端实现智能视频监控，是一种分工协作的关系，大体模式是算法首先在后台PC上以纯软件的方式得到验证和使用，然后逐渐优化移植到前端嵌入式设备上。也就是说，成熟的模块尽量放到嵌入式设备上，而后台只做综合的信息管理。因此，可以预见，随着智能功能模拟前移，即监控设备智能化的发展，未来传输和存储大量视频数据将大大降低。

监控设备的智能化
         视频监控的智能化不仅给智能分析软件供应商带来了商机，同时，对于监控产品制造商而言，视频监控智能化的影响也是巨大的。面对日趋同质化的产品市场，开发出具有视频智能分析功能的产品如摄像机、视频服务器、DVR，让监控设备能判定什么时候是它所感兴趣的内容会发生，并且只有在那时才传输视频，从而有效节省带宽，提高可用网络带宽，节约存储空间，就成为监控产品制造商跳出同质化竞争，赢得高端市场的最佳选择。
        如今，一些主流的国外安防企业都纷纷推出了嵌入式智能视频分析功能的监控产品。作为监控产品的研发制造商，海康威视将产品与智能视频分析软件相结合，采用德州仪器(TI)基于DaVinci技术的数字媒体处理器，推出了新的智能视频监控产品，例如智能视频服务器DS-6100系列，采用了TI TMS320DM6446数字媒体处理器，除提供智能分析功能外，还保留原视频服务器固有的基本功能，支持视频信号和音频信号的硬件同步压缩功能，压缩码流通过网络进行传输，可进行网络实时视频和音频预览，支持流协议（RTP/RTCP）,支持IE预览，支持双向语音对讲，多种语言支持等功能。
        另外，新型 DS-9000 系列混合 DVR采用 TI 基于 C64x+? 内核的 TMS320DM647 与 TMS320DM648 数字媒体处理器，可将模拟、 IP 视频、高级网络性能及智能性进行无缝集成。这种新型架构可实现多通道视频输入编码、智能视频分析。通过将 IP 视频解决方案与模拟系统进行集成，客户可获得更高的视频质量并节省成本，同时还可实现从模拟系统到 IP 系统的升级。接下来，海康威视将推出高清网络摄像机，内含智能分析功能，为用户提供完整的端到端的整体解决方案。凭借基于DaVinci技术的高性能数字媒体处理器上实现智能视频分析与编解码，下游厂商可显著节省各种智能视频应用的开发时间与成本。
        今后，随着嵌入式系统运算能力的增强和智能视频分析算法的改进，在视频服务器和网络摄像机等前端设备嵌入视频分析模块将成为趋势。在前端做视频分析的好处是实时性高，并且传输到后台的只是有用的报警信息和画面，这样可以大大减少传输数据量，也减少了后台存储的负担。另外，选择嵌入式视频分析架构将现有的传统视频监控系统升级为智能视频监控系统，是一种成本低且易于改造的方案。

结束语
       智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备强大的视频处理能力和智能因素，可以为用户提供更多高级的视频分析功能，提高视频监控系统的能力和效率，降低监控系统的成本，同时能够使视频资源发挥更大的作用。
       智能视频监控设备的出现，必将助推更多智能视频监控系统的应用。这无论是从为智能视频监控的大规模应用提供充分的硬件环境看，还是从提高安防产业技术水平，或是提升设备厂商市场竞争水平上看，这都是一个利好消息。