按需选型有必要,智能分析选型攻略

2015-09-08 20:18:16来源: 安防知识网
    随着平安城市、智能交通等领域的快速发展并产生了海量的视频监控数据,这为后续的视频检索造成了很大的困难。而这种困难无疑推动了智能分析技术的发展,在后端智能分析设备越来越多的被应用于视频监控系统当中的同时,智能IPC的出现和发展快速的吸引了人们的眼球并迅速占据一块市场。

  当下的智能分析技术

  按照不同的应用领域,智能分析功能主要有:在针对人分析方面包括行为分析(如周界报警、异常行为)、人流量(计数、人群密度)、人脸识别(及年龄、性别)等;针对车辆的有交通事件检测(逆行、违停、拥堵等)、视频电子警察与卡口(车辆违章、车牌识别、车型、车标识别等);另外,通用的有视频质量诊断、视频浓缩与摘要、视频检索等。比较成熟的技术有:人流量统计、人脸识别、视频电子警察与卡口等,基于这些技术已经有成熟的商用系统。南京金智视讯技术有限公司产品经理(以下简称为“金智视讯”)丁海龙认为,智能分析技术从最早的概念,到如今获得广泛的使用,以及越来越成熟,特别是最近几年,呈现加速发展的势头。在技术发展特点上,对于传统技术的改进如背景建模、模板匹配等基本达到极致,新的基于机器学习的方法由于具备识别的准确性高、抗干扰能力强的特点正获得更广泛的使用。

  杭州海康威视数字技术有限公司(以下简称为“海康威视”)田清波介绍道,随着计算机硬件性能的不断提升,原来受限于计算效率的算法得到了进一步的发展,同时以深度学习为代表的新的智能算法不断的涌现,旨在解决以前算法无法完成的智能功能。现在智能分析技术的主要有:智能算法复杂度高,为了达到更好的智能分析效果,现在算法的复杂度不断的提高,对硬件的要求也越来越高;智能分析技术适用场景更广,以前的智能算法旨在解决单一场景单一问题,算法的普适性较差,因此对智能设备的安装要求很高,现在的算法能通过自学习功能,适应不断变化的场景,更好的实现智能分析功能;智能分析技术对于大数据的依赖越来越大,随着大数据、云计算技术的发展,以大数据、云计算为基础的智能算法也得到了快速的发展;智能算法的实用性更强,随着人们对智能算法的了解,也提出了越来越多智能相关的需求,如何解决这些用户的需求,成为了智能分析技术的主要原因,智能技术也越来越朝着解决人们生活中的实际问题方向发展。

  当然,无论哪种技术,多多少少都会存在一些技术难点,智能分析技术也不例外,其技术难点一般认为有以下几个方面。

  背景的复杂性:光照变化引起目标颜色与背景颜色的变化,可能造成虚假检测与错误跟踪。采用不同的色彩空间可以减轻光照变化对算法的影响,但无法完全消除其影响;场景中前景目标与背景的相互转换,与行李的放下、拿起,车辆的启动与停止;目标语背景颜色相似时会影响目标检测与跟踪的效果;目标阴影与背景颜色存在差别通常被检测为前景,这给运动目标的分割与特征提取带来困难。

  目标特征的取舍:序列图像中包含大量可用于目标跟踪的特征信息,如目标的运动、颜色、边缘以及纹理等。但目标的特征信息一般是时变的,选取合适的特征信息保证跟踪的有效性比较困难。

  遮挡问题:遮挡是目标跟踪中必须解决的难点问题。运动目标被部分或完全遮挡,又或是多个目标相互遮挡时,目标部分不可见回造成目标信息缺失,影响跟踪的稳定性。为了减少遮挡带来的歧义性问题,必须正确处理遮挡时特征与目标间的对应关系。大多数系统一般是通过统计方法预测目标的位置、尺度等,都不能很好地处理较严重的遮挡问题。

  兼顾实时性与鲁棒性:序列图像包含大量信息,要保证目标跟踪的实时性要求,必须选择计算量小的算法。鲁棒性是目标跟踪的另一个重要性能,提高算法的鲁棒性就是要使算法对复杂背景、光照变化和遮挡等情况有较强的适应性,而这又要以复杂的运算为代价。

  智能分析之布线与组网

  那么,智能分析系统采用的是何种布线方式?系统的前后端设备之间又是如何组网的呢?金智视讯的丁海龙认为,传统上,智能分析系统多采用双绞线的布线方式。但是随着摄像机的高清化发展,对网络带宽要求越来越高;另一方面,采用光纤技术成本大幅降低,中间转换设备少,提高了系统可靠性。所以近几年采用光纤方式的布线越来越多。早期智能分析系统结合模拟摄像机的视频进行分析。随着技术的发展,摄像机网络化、高清化的趋势越来越显著。智能分析系统的组网方式也逐步过渡到数字和模拟混合系统,而目前我们所接触到智能分析系统工程中,采用IP网络的方式占了绝大多数。这种方式施工简单、可靠性高。但是为了兼顾视频监控与智能分析,需要增加额外的设备对视频进行转发,存在成本较高的问题。

  海康威视的田清波则认为,智能分析系统一般都采用智能布线管理系统:现在的产品都是基于服务器和IPC来实现其功能,所以通常都是用网络布线的方式,通过DVR和DVS来进行智能管理。智能布线管理系统的特点是:可以减少工作人员布线犯的错误和工作量;也可以减少维护成本和宕机时间。最重要的是可以更直观、更系统化。在早期的智能分析系统中,由于智能分析都是通过后端分析仪的方式实现,由于智能分析对前端采集的视频质量和帧率要求较高,因此对带宽的要求也是很高的,组网方式通常采用以二层(三层)交换机构成的局域网的方式,不适合采用以太网或者无线的方式进行接入;随着智能分析模块前移,前端摄像机可以将分析好的结果通过网络传输到后端(如客流分析数据、人脸检测图片、车牌图片),这是可以有效地减少对带宽的要求,可以通过以太网方式将原来千里之外的视频内容回传到后端,这也是未来发展的趋势,后端只获取前端采集视频中的有用内容(结构化信息),当然这对于智能分析技术有极高的要求。

  那么,不同的组网方式是否会对智能分析系统的效果产生不同的影响?又有怎样的影响呢?海康威视田清波认为,不同的组网方式会对智能分析系统的效果产生不同的影响。一般采用的都是模拟组网和数字网络组网的方式。模拟组网功能单一、系统扩展性一般,不能满足日益变化的科技水平。数字网络组网具有很强的扩张性、智能化功能。而金智视讯的丁海龙则认为,在基于模拟方式的组网方式中,视频信号易受到外界的干扰,出现诸如:视频丢失、图像偏色、雪花干扰、视频抖动、图像模糊、条纹干扰等情况,从而对分析产生不利影响;在网络方式下,也会受到网络异常的干扰,造成获取视频流失败或者数据不完整,影响智能分析的结果。

  智能分析系统设备安装使用注意事项

  不同的项目对视频监控有着不同的功能需求,同样,不同的行业对智能分析的功能需求也是不同的,这就决定了不同的智能分析应用对设备的安装有着不同的需求。浙江大华技术股份有限公司产品经理(以下简称为“大华股份”)郑韬认为,人脸识别的要求是人脸尽量保证正拍,所以一般安装就角度是在2米到6米之间。行为分析要求的是全景的监控和智能分析,一般在户外安装,需要6m以上。巡检设备一般通过像机抓拍的视频进行分析,是否存在偏色、遮挡等问题,所以,一般对安装前端时,只要是自然拍摄场景或者24色卡都可以,避免单色场景。苏州科达科技股份有限公司监控产品线副总经理(以下简称为“科达”)晋兆龙则认为,智能分析应用对安装架设都有严格的要求。例如客流统计要求摄像头顶置安装,架设高度在3米左右;例如人脸识别要求摄像机正对人脸,相机俯仰角在15度以内;例如车辆卡口安装高度在6米左右,成像点离立杆位置25米左右,闪光灯需采用侧向角度补光等。

  安视集团的曹建华认为,摄像机安装的位置,不同应用安装位置不同,这就对安装工程师有比较高的要求,另外的话就是机器的性能。算法对设备性能是有一定的要求的,不管是前端摄像机还是后端服务器,如果设备性能达不到要求还是会对智能分析效果还有很大的影响的。再者就是智能分析还会有很多参数,这些参数的设置就必须工程师去现场进行调试,而且在使用过程中,这些参数可能会需要不断的调试,所以无论对现场工程师或者用户,需要我们更多的去做一些培训和产品服务。同时,这也要求我们在售前就需要把项目规划好,比如需要多少服务器,摄像机需要实现什么功能和安装的要求,安装的环境以及怎么安装,没有哪种智能分析是百分百准确的,所以我们需要了解用户的期望是什么,以及告诉客户在相应场景下能够达到的期望准确度的多少。很多问题尽量在规划的时候就精心妥善的去解决。

  当然,智能分析系统设备在使用过程中也有一些注意事项,金智视讯丁海龙认为,智能分析系统使用中需要注意,恶劣环境(如高温、灰尘等)对设备稳定性的影响,否则出现死机甚至损坏;还有就是软件配置规则要合理,否则误报或漏报严重,影响使用效果。根据产品说明和技术支持人员的建议,进行安装和配置,可尽量避免这些问题。博康智能网络科技股份有限公司PBU总监张展则认为,智能分析设备配置一般比较复杂,特别是需要达到比较好的效果的时候,配置的专业性太强,需要做很多复杂专业性配置的工作,必须由专业的厂家来做,而对于用户来说这就有些难度了,用户能做的只是一些简单的配置工作,但是这些简单的配置工作完成后,智能分析设备虽然也能达到用户的使用需求,但是却不是很理想,如果想要达到理想的效果,就必须由专业人员进行配置工作,这个可能是在使用过程中经常碰到的问题。

  科达晋兆龙介绍说,智能分析系统设备在实际使用中分析准确率受环境影响较大。例如系统针对复杂异常行为建模困难;目标与背景接近会导致目标提取困难;运动目标被遮挡会造成目标信息缺失;目标移动速度过快或算法过于复杂导致跟踪的有效性较低;夜晚或异常光照条件下成像质量下降导致车牌和人脸识别率降低。上述因素易造成误报、漏报、跟踪困难等结果。以上这些问题,可以通过规约应用场景、规范架设、选取必要的补光照明设备结合智能成像调节等手段来解决或改善。

  按需选型有必要

  众所周知,目前的智能分析有自带智能分析的摄像机的前端智能分析和采用专门的智能分析仪的后端智能分析之分,那么它们各自有怎样的优劣势呢?

  科达晋兆龙认为,自带智能分析的摄像机优势主要有:智能分析算法内置在前端相机中,可以降低后端分析的压力;嵌入式系统稳定性由于后端分析系统;算法直接针对前端采集的原始图像进行分析,分析图像源质量高于后端分析系统;算法还可以通过前端相机包含的成像控制单元进一步改善图像源质量,提升智能分析效果。然而其劣势却是,目前自带智能分析的摄像机普遍造价较高。

  而专门的智能分析仪的优势则是:智能分析仪可以内置多种分析算法,功能可以根据需要切换;部署灵活,可以根据不同时期的不同要求,接入不同的前端视频进行分析。然而智能分析仪接入的前端视频质量不可控,因而分析效果差别较大;同时专业机房的建设和维护成本也是非常高昂的。

  他认为,对于重点关注智能分析效果的应用场景,建议选用自带智能分析的摄像机;对于要求接入灵活部署功能可切换的应用场景,建议选用智能分析仪。而智能分析系统设备选型应首先关注智能分析设备的功能和性能,具体包含分析设备的分析功能的种类,分析准确率指标,可同时分析的路数等指标。通过折算出单一功能单一路数的分析的产品价格再结合分析准确率指标,从而选出物美价廉的产品。

关键字:智能

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2015/0908/article_8811.html
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