淺析智能分析技術(shù)與監(jiān)控視頻的外延價值

□ 文/盧 維

淺析智能分析技術(shù)與監(jiān)控視頻的外延價值

□ 文/盧 維

監(jiān)控視頻的價值在于客戶從中獲取的有用信息，不妨將基于人工方式獲取的信息稱為“內(nèi)在價值”，而將基于非人工或智能分析技術(shù)獲取的信息稱為“外延價值”。內(nèi)在價值與外延價值之和，去除投入的成本，就是客戶的收益。本文試從提升客戶收益的角度，分析智能分析技術(shù)與監(jiān)控視頻外延價值。

智能分析算法

首先，以安防中常用的區(qū)域入侵檢測為例。某客戶希望對一些關(guān)鍵場所進(jìn)行防護(hù)，具體的需求就是禁止人員進(jìn)入。在安裝了監(jiān)控攝像頭之后，客戶有三種方案可選擇：

a)不進(jìn)行實(shí)時報警，當(dāng)有人進(jìn)入關(guān)鍵場所，并造成事故后，查看對應(yīng)攝像頭的錄像，并找到涉事人進(jìn)行處罰；

b)指派專人負(fù)責(zé)實(shí)時查看監(jiān)控畫面，發(fā)現(xiàn)有區(qū)域入侵事件發(fā)生，則手動觸發(fā)對應(yīng)警報器，警告涉事人離開該區(qū)域或通知工作人員進(jìn)行干預(yù)；

c)應(yīng)用智能分析算法，自動檢測區(qū)域入侵事件的發(fā)生，并自動觸發(fā)對應(yīng)警報器，警告涉事人離開該區(qū)域或通知工作人員進(jìn)行干預(yù)；

區(qū)域入侵檢測示意圖

通過對比可以容易地看到，方案a)是一種事后人工查看錄像策略，其最大的缺點(diǎn)是難以防止事故的發(fā)生，即使是事后處罰，也難以找到涉事人。究其原因，是不能及時判斷區(qū)域入侵事件是否發(fā)生，失去了展開防護(hù)的最有利時機(jī)。方案b)是一種實(shí)時人工查看監(jiān)控的策略，當(dāng)監(jiān)控負(fù)責(zé)人發(fā)現(xiàn)區(qū)域入侵事件后，可以采取一系列的措施來及時阻止涉事人，有效地防止事故發(fā)生。但是，該方案引入了人力成本，考慮到一個人能夠負(fù)責(zé)的監(jiān)控畫面是有限的，能夠保持專注地工作的時間也是有限的，需要投入的人力成本就比較高。再看方案c)，該方案是一種基于實(shí)時智能分析算法的方案，不僅能夠防止事故發(fā)生，而且不引入人力成本。盡管由于集成了智能分析算法，可能會導(dǎo)致攝像頭的成本上升，但相比人力成本幾乎可以忽略不計(jì)。綜合考慮，方案c)對客戶來說，收益應(yīng)該是最大的，在實(shí)際中，客戶的選擇也正是如此。

方案a)與b)都是基于人工，利用的是監(jiān)控視頻的內(nèi)在價值。而方案c)使用了智能分析算法來代替人工，挖掘監(jiān)控視頻的外延價值。從另一個角度說，監(jiān)控視頻的內(nèi)在價值是需要客戶自己想辦法獲取的，而外延價值是安防產(chǎn)品自主分析出來提供給客戶的。從客戶的角度看，要提升監(jiān)控視頻的內(nèi)在價值，就需要大幅度增加人力成本，甚至?xí)霈F(xiàn)收益下降的情況，這是無法接受的結(jié)果。所以，在監(jiān)控硬件成本基本相當(dāng)?shù)那疤嵯?，只有不斷提升視頻的外延價值，才能增大客戶的收益，使安防產(chǎn)品滿足客戶日益增長的新需求。

相比人工方式，智能分析算法從監(jiān)控視頻中獲取的信息具有實(shí)時性、準(zhǔn)確性、可靠性、多樣性等特點(diǎn)，并且?guī)缀醪辉黾映杀?。?jīng)過多年發(fā)展，監(jiān)控攝像頭中已經(jīng)可以集成一系列智能分析算法，除區(qū)域入侵外，還有如運(yùn)動目標(biāo)檢測、遺留物檢測、物體移除檢測、絆線、入侵、逆行、徘徊、流量、密度、目標(biāo)分類等等。這些智能算法的出現(xiàn)和逐漸成熟，極大地提升了監(jiān)控視頻的外延價值，促進(jìn)了安防監(jiān)控的廣泛使用。

智能解決方案

大華高清三目全景紅外槍 監(jiān)控畫面

以提升視頻外延價值為目標(biāo)，智能視頻分析技術(shù)也在飛速發(fā)展，已經(jīng)逐漸突破軟件算法的范疇，向解決方案邁進(jìn)。這是因?yàn)槟承┛蛻粜枰男畔ⅲ瑐鹘y(tǒng)的監(jiān)控視頻中并未包含，或基于原有硬件無法高效地獲取。為了攻克這一難題，就需要站在解決方案的高度，從相關(guān)各方面一起想辦法。例如，在某些路段需要檢測車輛的長寬高是否超限，而在傳統(tǒng)的二維監(jiān)控視頻中，車輛的三維信息已經(jīng)在成像過程中失去了，所以基于二維模型的各類算法都難以取得理想的精度。針對這種情況，就需要使用立體視覺監(jiān)控方案，如搭建雙目相機(jī)或融合雷達(dá)、測距儀等傳感器的信息。又如廣場、機(jī)場等大范圍監(jiān)控場景，傳統(tǒng)的單槍機(jī)視場角過小，而魚眼相機(jī)成像的清晰度不夠。魚球聯(lián)動方案是一種解決辦法，魚眼相機(jī)超過180度的視場可以覆蓋整個目標(biāo)區(qū)域，而對區(qū)域中具體某個目標(biāo)感興趣時，可以自動控制球機(jī)去觀察該目標(biāo)細(xì)節(jié)。但是，在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，魚眼相機(jī)的成像清晰度不夠的缺點(diǎn)仍然存在，導(dǎo)致一些小目標(biāo)無法被檢測出來。為了更好地滿足客戶的需求，大華又推出了多目全景相機(jī)與球機(jī)聯(lián)動的解決方案。相比魚眼相機(jī)，基于拼接算法的多目全景相機(jī)成像分辨率更高，而且能夠根據(jù)應(yīng)用的特點(diǎn)選擇不同型號的全景相機(jī)。其中，守望者高清全景相機(jī)將8個超低照度200萬圖像傳感器拼接成2個4K畫面，實(shí)現(xiàn)360度全景監(jiān)控，同時一體化搭載了30倍超星光球機(jī)，用以實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)監(jiān)控?；谶@樣的硬件方案，在大場景中實(shí)現(xiàn)了如進(jìn)入/離開區(qū)域、越界、徘徊、停車、人員聚集、快速移動、物品遺留、物品拿取、人臉檢測等智能功能。值得注意的是，一方面智能分析算法需要硬件方案提供輸入的視頻信息，另一方面，在硬件方案中，智能算法也發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用，如雙目相機(jī)生成深度圖時所必需的立體匹配算法、多目拼接相機(jī)中的實(shí)時拼接算法、與球機(jī)進(jìn)行聯(lián)動時的高精度標(biāo)定算法等。

智能解決方案并非只包含軟硬件兩部分，如人工智能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，深度學(xué)習(xí)算法，在訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的過程中，需要標(biāo)注海量的樣本數(shù)據(jù)，有了數(shù)據(jù)的支撐，才讓人像大數(shù)據(jù)、車輛大數(shù)據(jù)等智能解決方案成為可能。此外，為了實(shí)時運(yùn)行大量復(fù)雜的智能算法，需要足夠強(qiáng)大的計(jì)算資源，如基于智能服務(wù)器的解決方案。但隨著人工智能的不斷發(fā)展，芯片技術(shù)也取得了長足進(jìn)步，基于嵌入式芯片的智能解決方案將越來越普遍。

可以說，通過技術(shù)創(chuàng)新，將智能分析算法升級到智能解決方案，監(jiān)控視頻的外延價值進(jìn)一步提升，并且在融合了深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、立體視覺、智能芯片等概念后，擁有了巨大的想象空間。當(dāng)然，最重要的是，客戶可以從監(jiān)控視頻中獲取到越來越多的信息和收益，安防產(chǎn)品也將迎來一次質(zhì)的飛躍。

大華智能與“視頻+”

大華股份一直堅(jiān)持“以客戶為中心”，以性價比更高的產(chǎn)品，提高客戶的收益。過去幾年，大華成功地從產(chǎn)品營銷升級為解決方案營銷，積極進(jìn)行視頻分析技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方式的創(chuàng)新，推動安防行業(yè)向智能化快速發(fā)展。大華擁有數(shù)百人的智能化團(tuán)隊(duì)，由數(shù)名博士和博士后領(lǐng)銜，對異常行為分析、深度學(xué)習(xí)、音頻智能、人臉識別、立體視覺、ISP、光學(xué)等不同學(xué)術(shù)領(lǐng)域都有較深入研究。在國際權(quán)威人臉識別公開測試平臺LFW(Labeled Faces in the Wild)上，大華的人臉識別算法戰(zhàn)勝了國內(nèi)外頂級的工業(yè)界與學(xué)術(shù)界團(tuán)隊(duì)，識別率排名第一。

經(jīng)過多年沉淀和苦心鉆研，大華智能分析技術(shù)的很多成果已經(jīng)成功產(chǎn)品化，引領(lǐng)著安防市場智能解決方案的發(fā)展。分別推出了視頻電子警察、人臉識別、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、智能視頻分析服務(wù)器、自動跟蹤球機(jī)、主從跟蹤球機(jī)、視頻質(zhì)量診斷服務(wù)器、智能視頻濃縮、車輛二次分析等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對智能交通、安防、公安刑偵、電力、金融等十一個大行業(yè)的全面支持，其中智能化相關(guān)產(chǎn)品的銷售額達(dá)到數(shù)十億。

隨著安防行業(yè)的飛速發(fā)展，市場對大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)等新技術(shù)的需求持續(xù)上升。為了高效提取視頻信息，3月7日，大華攜手全球領(lǐng)先的人工智能計(jì)算公司英偉達(dá)（NVIDIA），發(fā)布了具有極高計(jì)算性能的智能視頻結(jié)構(gòu)化服務(wù)器“Deep Sense睿智”系列?！邦Ｖ恰狈?wù)器采用NVIDIA Tesla P4 GPUs作為核心處理器，最多可支持192路全清視頻實(shí)時結(jié)構(gòu)化分析，相較于市場上同類別的產(chǎn)品，視頻處理能力將提高50倍以上?！邦Ｖ恰狈?wù)器能夠?qū)?fù)雜場景中的人、機(jī)動車、非機(jī)動車分離，全方位提取車輛特征，如車型、車系、車身顏色、車牌顏色、車牌號碼識別、主副駕駛是否系安全帶、是否打電話、有無遮陽板、有無年檢標(biāo)、有無掛墜、有無紙巾盒；針對行人，“睿智”服務(wù)器可以多方面分析其相關(guān)特征，包括性別、表情、年齡段、服飾特征（上下衣著顏色、眼鏡）、攜帶物特征（背包、打傘）、運(yùn)動特征等。用戶可以按照待檢索目標(biāo)的特點(diǎn)，對人、機(jī)動車、非機(jī)動車的各種特征條件進(jìn)行組合篩選，快速精確地進(jìn)行檢索。

“睿智”視頻結(jié)構(gòu)化服務(wù)器 客戶端畫面

大華股份董事長傅利泉先生認(rèn)為，安防行業(yè)正在升級為以視頻為核心的物聯(lián)信息服務(wù)的“視頻+”時代，即“視頻+多維感知”和“視頻+多維應(yīng)用”。這一模式要求視頻安防向下疊加多維的物聯(lián)感知，如空間信息、動環(huán)信息、生物體征、深度語音識別等等；向上輸出更多的視頻數(shù)據(jù)應(yīng)用價值，支持更為寬廣的業(yè)務(wù)應(yīng)用，比如智慧城市的數(shù)據(jù)大腦，城市交通態(tài)勢分析、機(jī)器視覺、大數(shù)據(jù)預(yù)警與決策等。“視頻+”模式的提出，將更進(jìn)一步拓展監(jiān)控視頻的外延價值，更好地為客戶服務(wù)。

作者單位：浙江大華技術(shù)股份有限公司