隨著視頻監控關鍵技術的不斷發展,通過無所不在的監控攝像機將有助于安防人員處理、顯示、評估并存儲大量視頻內容。然而如何將操作人員從繁重的監控工作中解放出來,成為當前化解視頻監控技術障礙的重點。隨之而來的視頻智能分析技術將更好的解決這一難題。
針對安全監控系統而言,主要任務就是需要一種低成本方式,在幾小時、幾天、幾周乃至幾個月的時間里實現視頻影像的傳輸、存儲以及搜索。就此,隨著關鍵技術的不斷發展,安全監控行業正經歷著重大技術提升。
其發展主要表現在:數百萬像素的低成本數字攝像機不斷涌現;低成本高清(HD)監控器的出現,具有壓縮協處理器的新型DSP的推出;IP技術的普及與統一站點網絡融合;以太網供電(PoE)技術推進成本下降,且不用再為每個攝像機配備電源;以及大容量存儲設備成本下降等。此外,內置計算功能的新一代智能攝像機已經上市,可執行視頻分析功能,并承擔一定處理任務,將操作人員從繁重的監控工作中解放出來。
這些重要技術的發展將有助于安防人員處理、顯示、評估、存儲大量視頻內容,而這些視頻是通過無所不在的監控攝像機透過各類網絡收集而來的。
一、帶寬、延遲以及存儲容量仍然是主要技術難題
安全技術人員很清楚地認識到,監控視頻與“好萊塢大片”式的視頻完全不同,不是在攝影棚里拍攝的。安全監控攝像機通常工作在光照較暗、對比度較低的環境下,而且攝像機所在位置通常對捕獲目標區域都不是非常理想。
非常幸運,安全監控系統的主要目標是人員、物體或特定區域,因此通常不需要廣播級的影像質量。針對高端應用而言,系統或許需要較高分辨率進行捕獲與讀取某些信息,如在惡劣環境下捕捉并讀取行駛車輛的車牌號。
北美電視標準幀速率為每秒30幀,有源影像分辨率為720X480像素。安全監控系統的分辨率與幀速率可以遠遠低于該標準,因為其根本不需要捕獲所有細節。這樣就具有獲得存儲與通道密度等優勢。因此,許多模擬安全監控系統的運行幀速率僅為7.5FPS,影像分辨率則僅為352X288像素(CIF標準)。
通過降低幀速率或分辨率,在一定帶寬下甚至可支持四個攝像機影像,而不僅是一個。如果同時降低幀速率與分辨率,正常情況下,一個攝像機影像所占帶寬就可支持16個攝像機的影像。當然,節省帶寬也是有代價的,即影像質量下降。在幀速率為7.5FPS時,畫面可能會不流暢,在影像分辨率為352X288像素時,細節可能比較模糊,不過操作人員通常仍可分辨出場景內容。在傳統系統中,通常要通過降低幀速率或分辨率或同時調低這兩個參數,來實現降低成本的目的。
新型攝像機技術改進了壓縮方法,并采用更低成本存儲設備。這樣,系統就可支持更高的幀速率與分辨率,通常可達720X480全像素分辨率與30FPS幀速率。若有需要,新型系統也可通過編程采用較低的幀速率或分辨率降低成本。
安全監控系統的另一關鍵要求就是低延遲,延遲涉及兩方面內容,一是視頻顯示在顯示器上所需時間,二是攝像機平移與縮放某一可疑事件的速度。實時視頻監控有時會因延遲較長而受影響,導致操縱桿控制與攝像機的移動不同步。之前,模擬電視系統的發射延遲總是要比IP視頻系統好。要想降低數字視頻延遲,就應解決以太網多變的延遲與損失問題,還要解決視頻編碼與解碼本身造成的延遲。通常情況下,確保良好網絡基礎局端,并采用高級編解碼器與視頻壓縮技術,即可解決上述問題。
視頻存儲也是一個挑戰,因為大多數安全監控系統都必須支持存儲功能,要在幾天、幾周、幾個月乃至幾年后還可將視頻內容調出來檢索。系統應將高效壓縮算法與低成本大容量存儲設備結合起來,這樣才能滿足必需的數據存儲量。不過考慮到數據量確實非常大,存儲技術還應該能夠標記并能在檢索時快速跳轉到特定部分,比如直接跳到有人出現,或者某輛車駛離停車場等某幀。
這種要求催生了視頻分析,計算機可進行分析運算,識別目標事件并將其標記下來,以供人工解釋或進行其它操作。