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海康威视:提高智能分析技术准确率是关键
    2014/9/28 15:36:00    关键字:海康威视,智能分析技术      浏览量:

  由全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SAC/TC100)归口并组织起草的国家标准GB/T30147-2013《安防监控视频实时智能分析设备技术要求》和GB/T30148-2013《安全防范报警设备电磁兼容抗扰度要求和试验方法》,经过国家标准管理委员会发布,已于2014年8月1日起实施。

  其中《安防监控视频实时智能分析设备技术要求》是我国第一个视频智能分析方面的国家标准。本标准规定了安防监控视频实时智能分析设备的功能、性能、接口、电磁兼容性、环境适应性、试验方法、检验规则等内容,是嵌入式视频实时智能分析设备进行设计、生产、检验的依据。本标准适用于安防监控系统中应用的嵌入式视频实时智能分析设备,其他行业的视频智能分析产品和应用系统可参考采用。视频监控系统作为一种广泛使用的技术防范手段,在城市社会治安综合防控体系建设中发挥着越来越重要的作用。

  而随着视频监控网路化、高清化逐步成为现实,智能化发展一直存在着诸多问题,在今年8月份GDSF应用论坛中,通过一些厂商的讲演和展台的产品看出,高清智能仍是未来发展的大趋势。尤其智能分析技术,定会成为未来安防应用的主流。针对目前智能视频分析的发展情况,我们采访了杭州海康威视股份有限公司产品经理方涛。

  中国安防行业网:请您比较全面的概括一下什么是智能视频分析技术?

  方涛:视频智能分析技术就是使用计算机图像视觉分析技术,通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据的视频内容分析功能,通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则,一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为,系统会自动发出报警,监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音,用户可以通过点击报警信息,实现报警的场景重组并采取相关措施。

  中国安防行业网:目前智能分析技术已经广泛应用于各种安防领域,根据其实现的方式进行区分,主要有那几种类型的智能分析?

  方涛:目前智能分析技术已经广泛应用于各种安防领域,根据其实现的方式进行区分,可以概括为以下几种类型的智能分析。

  1:识别类分析.该项技术偏向于对静态场景的分析处理,通过图像识别、图像比对及模式匹配等核心技术,实现对人、车、物等相关特征信息的提取与分析。如人脸识别技术,车牌识别技术等

  2:诊断类分析.图像类分析主要是针对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、增益失衡、云台失控、画面冻结等常见的摄像头故障、进行准确分析、判断和报警。如视频质量诊断技术。

  3: 行为类分析.该项技术侧重于对动态场景的分析处理。典型的功能有:车.辆逆行及相关交通违章检测、防区入侵检测、围墙翻越检测、绊线穿越检测、物品偷盗检测、占道经营检测和客流统计等。

  4: 图像处理类分析.主要是对图像整体进行分析判断及优化处理以达到更好的效果或者将不清楚的内容通过算法计算处理达到看得清的效果。如目前的视频增强技术(去噪、去雾、锐化、加亮等)、视频复原技术(去模糊、畸变矫正等)。

  中国安防行业网:请您谈一谈在平安城市以及智慧城市建设中,视频监控智能分析将发挥哪些作用?除了在公共安全领域的应用,智能分析技术在大数据信息挖掘中,还会有哪些实际的应用?

  方涛:在平安城市以及智慧城市建设中,城市中出现了大量的摄像头,迫切需要智能分析的应用,如基于结果化描述的视频标记与搜索、人脸抓拍和识别,车牌识别等功能在几乎不需要人为干预的情况下,通过对摄像机拍录的图像序列进行定位、识别和跟踪,并在此基础上分析和判断目标的行为,从而做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时作出反应,弥补人工长时间工作下的不足。共同推进城市的智能化建设

  在大数据时代,人们对智能视频分析技术越来越看重。智能视频分析依赖于视频算法对视频内容进行分析,通过提取视频中关键信息,进行标记或者相关处理,并形成相应事件和告警的监控方式,人们可以通过各种属性描述进行快速检索。如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频监控系统可以理解为人的大脑。智能视频技术借助处理器的强大计算功能,对视频画面中的海量数据进行高速分析,获取人们需要的信息。利用智能视频分析系统可以进行事前预警防范。比如人脸识别比对系统,公安机关通过搭建人脸识别比对系统,建立人脸捕捉数据库,将人脸信息归档,并与个人身份建立关系,在实际运用过程中采用人脸搜索、黑名单布防、陌生人识别等多项智能分析技术,大大提高视频监控的防范功效,可以让犯罪分子无可遁形.

  中国安防行业网:目前智能视频分析功能可选择在前端采集设备上或后端服务器实现,您认为这两种各有什么优势?未来会更注重在前端还是后端?

  方涛:从智能分析产品部署来看,主要有两种模式:一类是前端智能产品,一类是后端服务器产品。两种产品各有千秋。前端视频分析顾名思义就是将智能视频分析算法集成在前端摄像机中,一台摄像机就可以实现智能分析。基于后端服务器的智能视频分析是指将智能算法软件安装在服务器中,前端普通摄像机的视频传入服务器,服务器对视频流进行图像分析和处理。前者的优点是对连接前端设备的网络带宽要求低,无需将视频传输回监控中心,只将报警信号传回即可,而且后端无需设置服务器机房,节省空间;但缺点是无法灵活切换各个前端设备的分析类型,一旦系统建设完成,无法改变特定前端设备的智能类型。后者的优势是可以灵活切换服务器取流的前端设备,对任意的前端设备都可以应用智能视频分析功能,而且后续软件升级更方便快捷;但其缺点是当服务器数量较多时会占用较大的空间,同时对网络的带宽有一定的要求。

  智能分析服务器在市场上应该还算是主流产品,服务器产品有软件开发周期短、项目应用灵活、改造项目适用性强等特点。同时也还有相对比较复杂的智能分析功能需要的计算量还是很大,完全移植到摄像机中需要大量优化和改进算法性能和提高前端设备硬件成本。而基于x86的服务器是目前运行这些复杂算法的最好选择,成本相对较低,能够达到的分析效果也最好。但是服务器产品有一个不争的劣势,那就是稳定性。稳定性方面肯定没嵌入式产品好。前端相机的芯片更新换代快,以后的芯片能支持更大的计算量,未来将更加注重于前端。

  中国安防行业网:智能分析技术前途是光明的,道路是曲折的,您认为目前在视频监控中智能分析技术还存在哪些难点和问题?

  方涛:视频分析技术还没有完全成熟,目前应该还属于技术应用的初级阶段,还存在很多问题,这些问题可能也是限制视频智能分析应用快速发展的最主要的因素:

  检测准确率达不到理想效果。视频分析技术的准确率基本达不到非常理想的效果,特别是实时报警类的应用,误报率和漏报率都是客户最关心的问题,如果误报太高,客户也受不了,如果漏报,客户更加受不了。特别是一些要求比较高的应用,只要有漏的,实际作用就不大了。

  智能分析对场景的要求较高: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。

  安装调试复杂。智能分析应用产品几乎都需要按每一个应用场景进行不同的参数调试,而且会涉及到非常多的专业的参数调试。非专业人员根本无法调试出理想效果。

  中国安防行业网:随着云计算、大数据的发展,智能视频分析技术在未来大数据应用中将起到什么作用?智能视频分析技术未来呈现怎样的发展趋势?

  方涛:在大数据时代,人们对智能视频分析技术越来越看重。智能视频分析依赖于视频算法对视频内容进行分析,通过提取视频中关键信息,进行标记或者相关处理,并形成相应事件和告警的监控方式,人们可以通过各种属性描述进行快速检索。如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频监控系统可以理解为人的大脑。智能视频技术借助处理器的强大计算功能,对视频画面中的海量数据进行高速分析,获取人们需要的信息。大幅降低用户服务或支撑体系的人力投入。

  总体来看,限制智能分析技术应用的最大因素就是准确率问题。所以智能分析技术应用的发展趋势肯定是朝着提高准确率的方向前进的。同时另一方面,大家也会寻找一些不关心准确率,而更多关注效率的一些应用方向。

  主要应该有几个方面的发展:

  (一)、从源头增加可判断信息。双目摄像机的推广应该是一个大方向,双目摄像机带有两个镜头,获取的视频中带有目标的深度信息。分析算法计算能够通过这些信息跟进,准确的判断物体之间的距离、深度、高度等信息,能够提高整体算法的准确性。

  (二)、各种自学习和自适应算法的研究和应用。后续的智能分析产品应该是带有强大的自学习和自适应功能的。能够根据不同的复杂环境进行自动学习和过滤,能够将视频中的一些干扰目标进行自动过滤。从而达到提高准确率,降低调试复杂度的目的。例如,抗抖动算法、重复运动物体过滤、微小物体自动过滤、强光自动抑制、三维建模等技术的发展和深入应用。

  (三)、视频数据深入挖掘应用迅速发展。随着视频分析技术的快速发展,视频数据量也非常大,如何让视频分析技术在大数据中发挥作用也成为人们关注的一个方向。利用各种不同的算法计算,将大量视频数据中不同属性的事物进行检索、标注、识别等应用,以达到对大量数据中内容的快速查找检索。大大降低人工成本,提高效率。甚至在有些方面让一些人工无法完成的任务成为可能。如:人脸大数据库检索,身份证库重复人员查找、视频中穿某种衣服、某种颜色的车辆查找、车牌查找、甚至可以做到以图搜图等应用(输入一张图片找到和图片类似的片段

  中国安防行业网:请结合贵公司的相关产品,介绍一些贵公司在智能分析方面比较好的案例?

  方涛:某专卖店的客流统计系统

  项目简介:

  某专卖店考虑到基于红外技术以及重力感应方式的传统客流统计方案,只能做到“人数计算”而已,无法深入进行客流的信息分析,很难满足自身业务需求。为了得到,准确有效的客流数据,采用了海康威视提供的视频客流统计系统。该系统能够支持自动、连续、准确统计进出专卖店每个出入口的客流数据,并通过报表分析系统对客流数据进行多元化组合分析和深层挖掘,准确反映客流量变化趋势,为经营管理提供准确及时的数据参考依据来订制营商策略。

  目前视频客流统计系统已在该专卖店全国所有门店安装使用,统计准确率≥90%,能够准确反映各店铺地理位置的客流情况,有力促进分店提升服务水平,各个店铺的经营业绩提高近10%。

  某市市交通诱导系统

  实现功能:交通数据采集:流量,车道速度,排队长度,车道占有率

  交通事件:拥堵报警

  项目简介:

  为了治理城市拥堵状况,及时有效疏导交通,交警支队使用我公司的视频交通事件检测及交通参数采集系统。本产品通过对实时图像进行智能分析处理,采集通过车道的车辆信息,获取车道的流量、占有率等信息,并综合分析车道流量,平均速度,占有率等特征判断道路通行状况,并对拥堵事件进行报警。

  系统对40多个隧道及高架路进行事件检测,主要对停车、逆行等干扰交通正常运行的行为进行检测报警,提示管理人员及时处理,以达到交通正常运行的目的。

  该系统分析全市多个路段的信息及时辅助交警发布路况信息,起到交通诱导的作用。目前该套系统已成功接入交警指挥平台,在每天的早晚高峰对于交通疏导起着重要作用