智能視頻技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探析

    智能視頻技術(shù)（IVT，Intelligent Video Technology），屬于計(jì)算機(jī)視覺(jué)（CV，Computer Vision）與人工智能（AI，Artificial Intelligent）領(lǐng)域研究的一個(gè)分支，融合了圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、圖像分析等多項(xiàng)技術(shù)，其發(fā)展目標(biāo)在于在監(jiān)視場(chǎng)景與事件描述之間建立一種映射關(guān)系。同大部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，智能視頻系統(tǒng)可以被分為構(gòu)成智能視頻監(jiān)控的硬件，以及智能視頻軟件兩個(gè)部分。

    硬件設(shè)備主要包括：采集視頻數(shù)據(jù)的攝像機(jī)、支撐攝像機(jī)以及整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的電力系統(tǒng)、用于存放拍攝到的視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備、承載智能視頻分析軟件的高性能計(jì)算機(jī)、能夠高速傳輸視頻以及分析結(jié)果等數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)接口。

    智能視頻軟件是指通過(guò)硬件提供的輸入信息，自動(dòng)地提取并理解視頻源的關(guān)鍵信息。智能視頻軟件具有其獨(dú)特性，即專用性、多樣性等。而不同的商業(yè)環(huán)境和用戶對(duì)監(jiān)控的功能需求大相徑庭，對(duì)于不同的應(yīng)用系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的算法也完全不同，甚至智能視頻軟件的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)也是可選的：既可以在X86的服務(wù)器上實(shí)施，也可以在基于DSP的嵌入式系統(tǒng)上實(shí)施。這一特點(diǎn)，也正是智能視頻行業(yè)探討的熱點(diǎn)所在。

    智能視頻的發(fā)展現(xiàn)狀

    智能視頻軟件市場(chǎng)是一個(gè)成長(zhǎng)非�？焖俚氖袌�(chǎng)，根據(jù)IMS的市場(chǎng)研究分析，在未來(lái)3年內(nèi)有關(guān)視頻技術(shù)的軟件市場(chǎng)會(huì)成長(zhǎng)到8億美元的份額。注意，僅僅是在軟件部分就有這么大的一個(gè)份額。

    在視頻智能分析軟件的市場(chǎng)需求急劇增長(zhǎng)的刺激下，國(guó)外提供視頻智能分析軟件產(chǎn)品的廠商已經(jīng)有許多：Verint、Vidient、Westec、Interactive、Visual Defence、Nextiva、Vistascape、NiceVision、ioimage、TASC、MATE、Ov、Dallmeier、Ivbox、Viseowave等，他們都能提供視頻智能分析產(chǎn)品，大部分廠商提供的視頻智能分析產(chǎn)品，都基于ObjectVideo公司的圖像分析技術(shù)，采用Object Video OnBoard平臺(tái)來(lái)設(shè)計(jì)并創(chuàng)建自己品牌的OEM產(chǎn)品，這是大部分視頻智能分析產(chǎn)品商以最小的投資成本及最快的時(shí)間來(lái)贏得市場(chǎng)的好辦法。

    在解決方案的提供上，國(guó)外也有許多成功的案例，比如舊金山國(guó)際機(jī)場(chǎng)采用了由Vidient公司提供的智能視頻分析系統(tǒng)Smart Catch。Smart Catch與機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有的閉路電視(CCTV)系統(tǒng)協(xié)同檢測(cè)異�；蚩梢尚袨椋ㄈ鐖D1）。當(dāng)智能視頻分析軟件識(shí)別出一個(gè)異常情況時(shí)，就立即將視頻片段通過(guò)呼機(jī)、手提電腦、移動(dòng)電話或其它通訊設(shè)備發(fā)送給響應(yīng)者前來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。

    國(guó)內(nèi)的眾多企業(yè)也開(kāi)始了對(duì)智能視頻分析軟件的嘗試。比如上海世平偉業(yè)公司開(kāi)發(fā)的Ivbox智能視頻分析系統(tǒng)，上海皓維推出的智能視頻分析預(yù)警系統(tǒng)等等。

    定位于專業(yè)視頻應(yīng)用的資深視頻廠商深圳迪威視訊公司也于近期推出了完整的視頻監(jiān)控解決方案：視頻監(jiān)控綜合應(yīng)用管理平臺(tái)——SIAP（Video Surveillance Integration Application Platform）。該產(chǎn)品以IVT為核心，軟件平臺(tái)融合先進(jìn)的視音頻編解碼與處理技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、地理信息技術(shù)，兼容數(shù)字/模擬監(jiān)控設(shè)備，提供集圖像監(jiān)控、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、集中存儲(chǔ)、定位跟蹤、GIS、事件分析于一體的視頻監(jiān)控解決方案，可以滿足各系統(tǒng)對(duì)圖像資源統(tǒng)一調(diào)度、突發(fā)事件應(yīng)急指揮、區(qū)域集中實(shí)時(shí)監(jiān)控、區(qū)域日常巡查、圖像資源相互協(xié)作共享、GIS集成、流媒體分發(fā)等各種應(yīng)用；相應(yīng)的硬件系統(tǒng)概括了全系列的圖像采集、圖像編碼、存儲(chǔ)、分發(fā)、交換與管理系統(tǒng)。基于該方案，可以完全滿足目前各行業(yè)圖像控制管理中心的業(yè)務(wù)需要，是IVT在國(guó)內(nèi)發(fā)展與應(yīng)用一個(gè)新里程碑。

    此外，北京迪威泰克數(shù)碼科技有限公司也于近期宣布推出“沸點(diǎn)”BP-IVS系列智能視頻分析監(jiān)控系統(tǒng)，再度擴(kuò)大了國(guó)內(nèi)智能視頻分析軟件的隊(duì)伍。

    智能視頻的方向

    智能視頻的發(fā)展方向是嵌入式。據(jù)調(diào)查，系統(tǒng)集成商和用戶所關(guān)心的，無(wú)非是較少的后端硬件、更快部署實(shí)施、更低的耗電和冷卻需求、以及更小的產(chǎn)品尺寸，讓他們降低整體監(jiān)控系統(tǒng)的采購(gòu)和安裝成本。這些，都是嵌入式智能監(jiān)控系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)。因此，整個(gè)監(jiān)控產(chǎn)業(yè)正在由基于PC的架構(gòu)，轉(zhuǎn)向嵌入式架構(gòu)。而傳統(tǒng)的ASIC方案也不適用于智能視頻分析，因?yàn)橛脩舡h(huán)境和需求千差萬(wàn)別。嵌入式方案的另一個(gè)最大優(yōu)勢(shì)是，基于DSP的On Board視頻服務(wù)器可以嵌入到監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的各種產(chǎn)品中，包括攝像機(jī)、視頻編解碼器、硬盤錄像機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)等，可以很方便地使一個(gè)傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)為智能監(jiān)控系統(tǒng)，從而提升監(jiān)控設(shè)備的市場(chǎng)價(jià)值。這種方式給設(shè)備廠商帶來(lái)的好處是能夠簡(jiǎn)單地通過(guò)“啟用方式”創(chuàng)造新的商業(yè)價(jià)值，不需要另外安裝新的硬件。

    德州儀器公司（TI）為其達(dá)芬奇產(chǎn)品線新增了兩款數(shù)字信號(hào)處理器——TMS320DM647和TMS320DM648，其目標(biāo)應(yīng)用是視頻監(jiān)視和包括數(shù)字視頻錄像機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議視頻服務(wù)器和機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用。與TI現(xiàn)有的TMS320DM642相比，新器件的性能據(jù)稱翻了一番，且物料成本（BOM）更低。

    不僅如此，前不久，TI又宣布智能視頻軟件套件Object Video On Board將結(jié)合達(dá)芬奇技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化視頻監(jiān)控，以滿足監(jiān)控市場(chǎng)對(duì)更高智能不斷增長(zhǎng)的需求，幫助監(jiān)控廠商快速開(kāi)發(fā)出具有強(qiáng)大可靠的智能視頻功能的新品�；�于Object Video公司的圖像分析技術(shù)，On Board是運(yùn)行在Texas Instrument（德州儀器）64位（DM64×Digital Signal Processor DSP）高性能數(shù)字信號(hào)處理器平臺(tái)上的智能視頻分析軟件方案。它可以讓制造商能夠在最短的時(shí)間、最低的成本內(nèi)，將智能視頻分析技術(shù)整合進(jìn)各種監(jiān)控產(chǎn)品（攝像機(jī)、視頻編碼器、路由器、DVR和視頻存儲(chǔ)平臺(tái)），輕易地生產(chǎn)出新時(shí)代符合特定市場(chǎng)需求的智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品。憑借基于達(dá)芬奇技術(shù)的高性能數(shù)字媒體處理器上實(shí)現(xiàn)的智能視頻與編解碼器，下游廠商可顯著節(jié)省各種智能視頻應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)間與成本。

    發(fā)生這一變化的原因是，對(duì)日趨同質(zhì)化的產(chǎn)品市場(chǎng)而言，開(kāi)發(fā)出嵌入了視頻智能分析軟件的前端監(jiān)控產(chǎn)品如攝像機(jī)、視頻服務(wù)器和存儲(chǔ)器，讓智能設(shè)備能判定什么時(shí)候它所感興趣的內(nèi)容會(huì)發(fā)生，并且只有在那時(shí)才傳輸視頻，從而有效節(jié)省帶寬，提高可用網(wǎng)絡(luò)帶寬，就成為輕松跳出同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，贏得高端市場(chǎng)高額利潤(rùn)的最佳選擇。

    正是由于智能視頻分析的嵌入式趨勢(shì)，才使得位于產(chǎn)業(yè)鏈上游的芯片供應(yīng)商也紛紛與智能視頻分析軟件商合作，將視頻分析軟件嵌入產(chǎn)品芯片中。而這無(wú)疑又為生產(chǎn)智能視頻軟件的公司的發(fā)展提供了契機(jī)。

    存在的問(wèn)題

    智能視頻不是萬(wàn)能的
    智能視頻系統(tǒng)的前景十分廣闊，但同時(shí)也存在著問(wèn)題。其中最突出、最難以解決的問(wèn)題是任何一套智能視頻系統(tǒng)，無(wú)論其設(shè)備多么高級(jí)或者算法軟件多么先進(jìn)，都不是萬(wàn)能的。實(shí)際上，現(xiàn)實(shí)與希望之間是有距離的。人們認(rèn)為智能系統(tǒng)能做到的與智能系統(tǒng)實(shí)際上能做到的，兩者之間有很大差距。甚至由于被一些夸大化的產(chǎn)品宣傳誤導(dǎo)，終端用戶對(duì)智能視頻分析系統(tǒng)有了過(guò)高的期望。

    智能視頻軟件不是在實(shí)驗(yàn)室里開(kāi)發(fā)出來(lái)的
    這里的意思是，開(kāi)發(fā)智能視頻軟件是復(fù)雜度很高的工作，必須要有一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)協(xié)同的工作才可能成功。另外，智能視頻軟件面對(duì)的是復(fù)雜且不時(shí)變化的環(huán)境，所以要經(jīng)過(guò)實(shí)際場(chǎng)景的考驗(yàn)和“學(xué)習(xí)”�？鋸堃稽c(diǎn)說(shuō)，有些軟件是由一兩個(gè)人從他的車庫(kù)里面開(kāi)發(fā)出來(lái)的，這樣的智能視頻軟件是不能很好的處理實(shí)際環(huán)境的，也不可以被信任。

    智能視頻需要“零編程”
    智能視頻系統(tǒng)不僅開(kāi)發(fā)之時(shí)需要適應(yīng)不同用戶的多樣性需求，投入應(yīng)用后也面臨著可能需要調(diào)整或根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置參數(shù)的情形，這都需要智能視頻系統(tǒng)具有開(kāi)放、兼容并且方便操作的特點(diǎn)。

    具體的說(shuō)，實(shí)際上用戶十分在意以下幾點(diǎn)：智能視頻系統(tǒng)的控制界面是否簡(jiǎn)單，就像操作家用電腦一樣方便；設(shè)置參數(shù)的時(shí)候是否面對(duì)一個(gè)十分友好的界面；將智能視頻系統(tǒng)與其他應(yīng)用系統(tǒng)比如報(bào)警或門禁系統(tǒng)相通信是否具有直接的接口，并且操作簡(jiǎn)單明了。

    未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

    前文已經(jīng)講到，當(dāng)代智能視頻系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)智能化和嵌入式的趨勢(shì)�？偨Y(jié)起來(lái)，淺探下一代的智能視頻系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要有兩方面：一是技術(shù)上的革新；二是市場(chǎng)上的推廣。

    不斷改進(jìn)的技術(shù)
    一方面，智能視頻將繼續(xù)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的進(jìn)程。另一方面智能視頻監(jiān)控將向著適應(yīng)更為復(fù)雜和多變的場(chǎng)景發(fā)展；向著識(shí)別和分析更多的行為和異常事件的方向發(fā)展；向著更低的成本方向發(fā)展；向著真正“基于場(chǎng)景內(nèi)容分析”的方向發(fā)展；向著提前預(yù)警和預(yù)防的方向發(fā)展。這些都將得益于圖像處理、圖像分析以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)等學(xué)科的發(fā)展，眾多優(yōu)秀算法的提出將使得智能視頻分析更加智能；同時(shí)芯片與設(shè)備的不斷更新將為算法的實(shí)現(xiàn)提供更好的支撐，使得身為人的感觀延伸的視頻系統(tǒng)更好地履行它的責(zé)任。

    不斷擴(kuò)展的市場(chǎng)
    從應(yīng)用角度來(lái)看，目前的智能視頻監(jiān)控還是一種高端應(yīng)用，主要應(yīng)用于一些特定的場(chǎng)合，但隨著市場(chǎng)和技術(shù)的日趨成熟，智能視頻監(jiān)控必將在各行各業(yè)得到大面積的推廣，甚至走進(jìn)千家萬(wàn)戶。尤其是在我們國(guó)家提出“三網(wǎng)融合”的大形勢(shì)下，更需要將用戶、監(jiān)控設(shè)備硬件供應(yīng)商、智能視頻軟件供應(yīng)商、分銷商、經(jīng)銷商和系統(tǒng)集成商所有這些參與者合理的組織起來(lái)，使他們能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造出能夠滿足最終用戶需求的全面解決方案，達(dá)到多方共贏的效果。

    總結(jié)

    智能視頻系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高速公路、監(jiān)控、醫(yī)學(xué)、地鐵、商場(chǎng)、銀行和住宅小區(qū)等場(chǎng)所，服務(wù)于安全防衛(wèi)、交通管理或者行為分析等應(yīng)用。

    雖然有人說(shuō)智能視頻系統(tǒng)不過(guò)是人們用來(lái)管理的工具而已，不過(guò)“欲先工其事，必先利其器”，何況智能視頻系統(tǒng)具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等無(wú)可替代的性能作用。

    有一點(diǎn)是可以肯定的，那就是“需求推動(dòng)市場(chǎng)”。智能視頻技術(shù)要得到正確的應(yīng)用，其具體功能的實(shí)現(xiàn)仍然取決于操作者本身。要想智能視頻系統(tǒng)的功效最大化，開(kāi)發(fā)商們必須把用戶也納入到智能視頻系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)體系中來(lái)，在遵循各種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶自身的需要選擇合適的解決方案。