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公司動(dòng)態(tài)

藍(lán)視訊攝像機(jī)智能化冷思考

閱讀：1078發(fā)布時(shí)間：2013-12-20

　　如今，“智能”一詞已經(jīng)頻繁地出現(xiàn)在我們的工作、學(xué)習(xí)和生活中。電腦類的產(chǎn)品被冠以“智能”自不用多說(shuō)，就連衣食住行也都“智能化”了——虛擬試衣鏡、全時(shí)在線電飯鍋、自動(dòng)吸塵器、導(dǎo)航儀等等，比比皆是“智能”的影子。同樣，攝像機(jī)也經(jīng)歷了模擬、數(shù)字、IP等三個(gè)階段進(jìn)入了智能時(shí)代。本文將就筆者在相關(guān)技術(shù)研究中的一些體會(huì)提出三點(diǎn)思考。
　　
　　一、攝像機(jī)智能化的目的和內(nèi)涵
　　
　　“智能”的本意是在現(xiàn)實(shí)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(guò)使用這樣的工具獲得自身相應(yīng)能力的延伸。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，“智能”一般都依賴于對(duì)應(yīng)的軟硬件計(jì)算能力。攝像機(jī)的擬人功能是視覺(jué)，模擬攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)了“看得見(jiàn)”，高清攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)了“看得清”，那么智能的攝像機(jī)要實(shí)現(xiàn)哪些特質(zhì)呢？
　　
　　首先，智能的攝像機(jī)要確保“看得清”
　　
　　在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，這主要與攝像機(jī)的環(huán)境適應(yīng)能力相關(guān)。為適應(yīng)我國(guó)的大氣環(huán)境條件，當(dāng)前，“透霧”已成為攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化的迫切需求之一。盡管具備這樣功能的攝像機(jī)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(dòng)“霧”判斷算法仍是一個(gè)研究熱點(diǎn)。此外，如何保證在攝像機(jī)應(yīng)用環(huán)境中高速運(yùn)動(dòng)物體的細(xì)節(jié)能被清晰地連續(xù)記錄下來(lái)也成為一種智能化需求。由此，能夠按普通攝像機(jī)的幀率輸出連續(xù)圖像的“快照”算法也成為實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)智能化的一個(gè)方面。從“看得清”的立場(chǎng)來(lái)看，(超)低照度和寬動(dòng)態(tài)因?yàn)槎夹枰邢嚓P(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(shí)踐結(jié)果來(lái)看，實(shí)現(xiàn)了上述功能的攝像機(jī)，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(jī)要實(shí)現(xiàn)“看得懂”、“看得牢”
　　
　　在當(dāng)前大多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景下，攝像機(jī)主要承擔(dān)了現(xiàn)實(shí)世界捕捉器的角色，它所提供的圖像需要依靠人工來(lái)進(jìn)行判斷和處理?？梢赃@么認(rèn)為，目前大部分的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用還處于“半自動(dòng)”狀態(tài)，系統(tǒng)的效能沒(méi)有得到充分發(fā)揮。要解決這樣的問(wèn)題，自然就會(huì)想到應(yīng)該設(shè)法讓攝像機(jī)“看懂”圖像，并使監(jiān)控圖像的應(yīng)用從“事后復(fù)現(xiàn)”擴(kuò)展到“事中控制”，進(jìn)而可以溯及“事前發(fā)現(xiàn)”，真正實(shí)現(xiàn)特定的防范功能。要看懂圖像，就需要過(guò)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(lái)，并進(jìn)行應(yīng)用處理。于是，防篡改、車牌識(shí)別、人臉識(shí)別、人群估計(jì)和斗毆行為分析等已成為因?yàn)閿z像機(jī)“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(duì)象檢測(cè)和識(shí)別算法的支撐。這里值得一提的是，目前已面市的攝像機(jī)“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(cè)區(qū)域的較少見(jiàn)。
　　
　　在能夠“看懂”圖像后，攝像機(jī)在機(jī)械裝置的承載下就可以緊緊跟隨目標(biāo)對(duì)象的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)類似于人頭部轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)盯住目標(biāo)對(duì)象的“看得牢”功能，即所謂的跟蹤取證或跟蹤拍攝。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，具有“看得牢”功能的攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)“撥浪鼓”式的運(yùn)動(dòng)，既其跟蹤拍攝的角度可以達(dá)到全周(360度)，而且半周(180度)轉(zhuǎn)向和對(duì)焦的速度達(dá)到百毫秒級(jí)。
　　
　　第二，智能的攝像機(jī)要“善思考”和“易交流”
　　
　　越來(lái)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(yùn)行成本，對(duì)這些數(shù)據(jù)的后續(xù)保存策略目前基本上是依據(jù)“時(shí)間”這樣一個(gè)維度來(lái)進(jìn)行的。如果能增加“內(nèi)容”這樣一個(gè)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(gè)系統(tǒng)能根據(jù)“內(nèi)容+時(shí)間”來(lái)進(jìn)行所保存數(shù)據(jù)的取舍，就需要讓攝像機(jī)會(huì)“思考”，既將圖像所表達(dá)的意思用“語(yǔ)言”表達(dá)出來(lái)。這里有必要引用兩個(gè)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(chǎng)景或背景、目標(biāo)或前景以及目標(biāo)的動(dòng)作或變化軌跡等，是對(duì)視頻內(nèi)容的客觀描述。
　　
　　·視頻語(yǔ)義描述數(shù)據(jù)：關(guān)于視頻語(yǔ)義的數(shù)據(jù)。視頻語(yǔ)義具有領(lǐng)域本體屬性，即按照領(lǐng)域本體知識(shí)，對(duì)視頻內(nèi)容的理解。視頻語(yǔ)義又可分為三個(gè)層次：底層語(yǔ)義是關(guān)于視頻底層特征的語(yǔ)義，如顏色、場(chǎng)景、前景、目標(biāo)形狀或紋理等的描述；中層語(yǔ)義是關(guān)于視頻目標(biāo)動(dòng)作、行為、密度、流量統(tǒng)計(jì)特性等的描述；高層語(yǔ)義是關(guān)于具有領(lǐng)域本體知識(shí)的視頻事件屬性的描述。
　　
　　語(yǔ)言是有結(jié)構(gòu)和含義的，所以一旦能用語(yǔ)言數(shù)據(jù)來(lái)描述視頻內(nèi)容及語(yǔ)義，也就實(shí)現(xiàn)了視頻的結(jié)構(gòu)化和語(yǔ)義化。這將從根本上實(shí)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(yùn)維。
　　
　　人與人之間的交流需要用語(yǔ)言作為工具，同樣將來(lái)自*的、具備“思考”能力的攝像機(jī)組合在一起為一個(gè)共同的目標(biāo)而工作時(shí)，也需要有一套開(kāi)放的、分層次定義的語(yǔ)義規(guī)范來(lái)使彼此能夠交流和協(xié)同。作為攝像機(jī)智能化的別任務(wù)，視頻語(yǔ)義規(guī)范的研究當(dāng)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(duì)此給予足夠的重視，并迅速聯(lián)合起來(lái)，一起為國(guó)內(nèi)蓬勃發(fā)展的視頻監(jiān)控行業(yè)未來(lái)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(lái)看，攝像機(jī)的智能化可以理解為：是利用信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和集成電路技術(shù)，對(duì)視頻圖像進(jìn)行清晰的復(fù)現(xiàn)，并對(duì)其中的感興趣目標(biāo)或異常事件進(jìn)行自動(dòng)的、實(shí)時(shí)的檢測(cè)、跟蹤、識(shí)別、分類、分析和語(yǔ)義提取等。同時(shí)，我們也不難得出這樣的結(jié)論，智能化的攝像機(jī)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(jī)能夠更好地滿足實(shí)際應(yīng)用需求所進(jìn)行各種技術(shù)創(chuàng)新的成果。

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