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智能監(jiān)控高清應(yīng)用攝像機應(yīng)看得懂看得牢

閱讀：486發(fā)布時間：2013-11-16

　　監(jiān)控市場未來5年內(nèi)將保持穩(wěn)步成長
　　
　　根據(jù)相關(guān)機構(gòu)的調(diào)查顯示，監(jiān)控攝像機市場在未來五年內(nèi)將保持穩(wěn)步增長，2013年監(jiān)控攝像機的出貨量預(yù)計約為8560萬臺，到2017年這一數(shù)據(jù)將上升到1.145億臺。一方面，在模擬監(jiān)控市場，特別是在過去一年多時間里，以更低成本的CMOS傳感器為核心的攝像機方案得到了市場的廣泛認可，圖像分辨率從原來一般的500TVL左右，提升到700TVL，且攝像機的整體成本也較CCD傳感器方案便宜了許多。這些使得沉寂多時的模擬監(jiān)控市場引發(fā)了新一輪的圖像分辨率升級換代的熱潮，也讓人們看到在網(wǎng)絡(luò)化方案高速發(fā)展的同時，模擬監(jiān)控市場仍然充滿著勃勃的生機。
　　
　　IP監(jiān)控市場的高速成長仍然是近幾年的主旋律，720p、1080p高清攝像機成為了現(xiàn)階段市場的主力軍，并且10MP、4K2K更高圖像清晰度的產(chǎn)品也正在醞釀之中。在獲得高清監(jiān)控的體驗之后，用戶也對IP監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求，希望高清IP監(jiān)控攝像機能夠帶來更大的商業(yè)價值，具有更多智能化的功能。
　　
　　智能化監(jiān)控產(chǎn)品在安防行業(yè)中成功應(yīng)用
　　
　　智能分析技術(shù)能夠通過對監(jiān)控視頻圖像的實時分析對動態(tài)場景中的目標進行定位、識別和跟蹤，并分析和判斷目標的行為，從而能在異常情況發(fā)生時及時做出反應(yīng)，做到早期偵測和主動防范，幫助安保人員有效避免或處理有威脅或突發(fā)性的事件。我國監(jiān)控企業(yè)在電子*系統(tǒng)、ATM機監(jiān)控智能化等方面已經(jīng)取得了較多成果，如可開發(fā)出適用安全監(jiān)控智能化的系統(tǒng)已經(jīng)提到了議事日程。
　　
　　帶有智能監(jiān)控技術(shù)的產(chǎn)品目前已經(jīng)在安防監(jiān)控市場有了多年的應(yīng)用。在機場、監(jiān)獄、軍事基地和其他大型基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控中均有成功案例。在重要基礎(chǔ)設(shè)施市場中，智能監(jiān)控技術(shù)中zui常用的功能就是“入侵探測”。大型基礎(chǔ)設(shè)施，例如，機場，它的周界太過分散，一個人或者多個人都無法*監(jiān)控到所有周界。
　　
　　這種情況下，帶有視頻分析功能的攝像機/視頻編碼器就可以充分展示它的才能了，它能夠自動探測在某些特定場所或特定時間內(nèi)進入或離開某一區(qū)域的可疑物體。近年來，智能監(jiān)控技術(shù)得到了迅速發(fā)展并正在慢慢滲透到各個行業(yè)中，它的廣泛應(yīng)用只是時間問題。智能監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用大體上可以分為安全相關(guān)應(yīng)用和非安全相關(guān)應(yīng)用兩大類。
　　
　　安全類相關(guān)的應(yīng)用是目前市場上智能監(jiān)控技術(shù)zui主流的應(yīng)用領(lǐng)域。這些應(yīng)用主要是協(xié)助政府或其他機構(gòu)的安全部門提高室外大地域公共環(huán)境的安全防護。主要包括：視頻移動偵測、物體追蹤、人物面部識別、車輛識別和非法滯留等。非安全的應(yīng)用主要面向零售、服務(wù)等行業(yè)，可以被看作管理和服務(wù)的輔助工具，用以提高服務(wù)水平和營業(yè)額。此類應(yīng)用主要包括：人數(shù)統(tǒng)計、人群控制、注意力控制和交通流量控制等。
　　
　　監(jiān)控攝像機走智能化道路
　　
　　“智能”的本意是在現(xiàn)實世界中賦予人造工具以zui大程度的擬人能力，并使人能通過使用這樣的工具獲得自身相應(yīng)能力的延伸。在技術(shù)實現(xiàn)上，“智能”一般都依賴于對應(yīng)的軟硬件計算能力。攝像機的擬人功能是視覺，模擬攝像機實現(xiàn)了“看得見”，高清攝像機實現(xiàn)了“看得清”，那么智能的攝像機要實現(xiàn)哪些特質(zhì)呢？
　　
　　◇首先，智能的攝像機要確保“看得清”
　　
　　在實際應(yīng)用場景中，這主要與攝像機的環(huán)境適應(yīng)能力相關(guān)。為適應(yīng)我國的大氣環(huán)境條件，當前，“透霧”已成為攝像機實現(xiàn)智能化的迫切需求之一。盡管具備這樣功能的攝像機早在十年前就已面世，但由于霧、雨、霾、煙等的光學(xué)特性不盡相同，具有普適性的光學(xué)處理與自動“霧”判斷算法仍是一個研究熱點。此外，如何保證在攝像機應(yīng)用環(huán)境中高速運動物體的細節(jié)能被清晰地連續(xù)記錄下來也成為一種智能化需求。由此，能夠按普通攝像機的幀率輸出連續(xù)圖像的“快照”算法也成為實現(xiàn)攝像機智能化的一個方面。從“看得清”的立場來看，（超）低照度和寬動態(tài)因為都需要有相關(guān)的算法支持，也可以被看成是一種“智能化”的功能。從目前的實踐結(jié)果來看，實現(xiàn)了上述功能的攝像機，其視頻效果基本都能超越人眼的觀察能力。
　　
　　◇其次，智能的攝像機要實現(xiàn)“看得懂”、“看得牢”。
　　
　　在當前大多數(shù)的應(yīng)用場景下，攝像機主要承擔了現(xiàn)實世界捕捉器的角色，它所提供的圖像需要依靠人工來進行判斷和處理?？梢赃@么認為，目前大部分的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用還處于“半自動”狀態(tài)，系統(tǒng)的效能沒有得到充分發(fā)揮。要解決這樣的問題，自然就會想到應(yīng)該設(shè)法讓攝像機“看懂”圖像，并使監(jiān)控圖像的應(yīng)用從“事后復(fù)現(xiàn)”擴展到“事中控制”，進而可以溯及“事前發(fā)現(xiàn)”，真正實現(xiàn)特定的防范功能。要看懂圖像，就需要過濾掉一些一般的、不重要的信息，而將關(guān)鍵的、重要的信息分離出來，并進行應(yīng)用處理。于是，防篡改、車牌識別、人臉識別、人群估計和斗毆行為分析等已成為因為攝像機“看懂”了圖像而提供的、得以廣泛應(yīng)用的能力，其背后則是特定對象檢測和識別算法的支撐。這里值得一提的是，目前已面市的攝像機“看圖像”的范圍大多為矩形區(qū)域，能處理非矩形（或任意形狀）觀測區(qū)域的較少見。
　　
　　在能夠“看懂”圖像后，攝像機在機械裝置的承載下就可以緊緊跟隨目標對象的移動，實現(xiàn)類似于人頭部轉(zhuǎn)動來盯住目標對象的“看得牢”功能，即所謂的跟蹤取證或跟蹤拍攝。在現(xiàn)實應(yīng)用中，具有“看得牢”功能的攝像機可以實現(xiàn)“撥浪鼓”式的運動，既其跟蹤拍攝的角度可以達到全周（360度），而且半周（180度）轉(zhuǎn)向和對焦的速度達到百毫秒級。
　　
　　◇第三，智能的攝像機要“善思考”和“易交流”。
　　
　　越來越多的攝像頭所產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)形成了海量的數(shù)據(jù)；為節(jié)約和控制建設(shè)及運行成本，對這些數(shù)據(jù)的后續(xù)保存策略目前基本上是依據(jù)“時間”這樣一個維度來進行的。如果能增加“內(nèi)容”這樣一個維度的話，圖像數(shù)據(jù)的保存策略將更顯科學(xué)。為了要讓整個系統(tǒng)能根據(jù)“內(nèi)容時間”來進行所保存數(shù)據(jù)的取舍，就需要讓攝像機會“思考”，既將圖像所表達的意思用“語言”表達出來。這里有必要引用兩個概念：
　　
　　視頻內(nèi)容描述數(shù)據(jù)：關(guān)于視頻內(nèi)容的數(shù)據(jù)。視頻內(nèi)容的描述分為場景或背景、目標或前景以及目標的動作或變化軌跡等，是對視頻內(nèi)容的客觀描述。
　　
　　視頻語義描述數(shù)據(jù)：關(guān)于視頻語義的數(shù)據(jù)。視頻語義具有領(lǐng)域本體屬性，即按照領(lǐng)域本體知識，對視頻內(nèi)容的理解。視頻語義又可分為三個層次：底層語義是關(guān)于視頻底層特征的語義，如顏色、場景、前景、目標形狀或紋理等的描述；中層語義是關(guān)于視頻目標動作、行為、密度、流量統(tǒng)計特性等的描述；高層語義是關(guān)于具有領(lǐng)域本體知識的視頻事件屬性的描述。
　　
　　語言是有結(jié)構(gòu)和含義的，所以一旦能用語言數(shù)據(jù)來描述視頻內(nèi)容及語義，也就實現(xiàn)了視頻的結(jié)構(gòu)化和語義化。這將從根本上實現(xiàn)“反應(yīng)快、效率高”的監(jiān)控視頻應(yīng)用以及“成本適中、綠色節(jié)能”的監(jiān)控系統(tǒng)運維。
　　
　　人與人之間的交流需要用語言作為工具，同樣將來自*的、具備“思考”能力的攝像機組合在一起為一個共同的目標而工作時，也需要有一套開放的、分層次定義的語義規(guī)范來使彼此能夠交流和協(xié)同。作為攝像機智能化的別任務(wù)，視頻語義規(guī)范的研究當前正處在起步階段，但其有著較快的發(fā)展速度。業(yè)界應(yīng)該對此給予足夠的重視，并迅速聯(lián)合起來，一起為國內(nèi)蓬勃發(fā)展的視頻監(jiān)控行業(yè)未來的持續(xù)發(fā)展，搶占技術(shù)高地。
　　
　　綜合以上敘述，從技術(shù)角度來看，攝像機的智能化可以理解為：是利用信號處理技術(shù)、計算機視覺技術(shù)和集成電路技術(shù)，對視頻圖像進行清晰的復(fù)現(xiàn)，并對其中的感興趣目標或異常事件進行自動的、實時的檢測、跟蹤、識別、分類、分析和語義提取等。同時，我們也不難得出這樣的結(jié)論，智能化的攝像機絕不是相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品供應(yīng)商為純粹的商業(yè)目的而增加的“噱頭”，而是他們?yōu)閿z像機能夠更好地滿足實際應(yīng)用需求所進行各種技術(shù)創(chuàng)新的成果。

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