浅析智能分析技术与监控视频的外延价值

□ 文/卢 维

浅析智能分析技术与监控视频的外延价值

□ 文/卢 维

监控视频的价值在于客户从中获取的有用信息，不妨将基于人工方式获取的信息称为“内在价值”，而将基于非人工或智能分析技术获取的信息称为“外延价值”。内在价值与外延价值之和，去除投入的成本，就是客户的收益。本文试从提升客户收益的角度，分析智能分析技术与监控视频外延价值。

智能分析算法

首先，以安防中常用的区域入侵检测为例。某客户希望对一些关键场所进行防护，具体的需求就是禁止人员进入。在安装了监控摄像头之后，客户有三种方案可选择：

a)不进行实时报警，当有人进入关键场所，并造成事故后，查看对应摄像头的录像，并找到涉事人进行处罚；

b)指派专人负责实时查看监控画面，发现有区域入侵事件发生，则手动触发对应警报器，警告涉事人离开该区域或通知工作人员进行干预；

c)应用智能分析算法，自动检测区域入侵事件的发生，并自动触发对应警报器，警告涉事人离开该区域或通知工作人员进行干预；

区域入侵检测示意图

通过对比可以容易地看到，方案a)是一种事后人工查看录像策略，其最大的缺点是难以防止事故的发生，即使是事后处罚，也难以找到涉事人。究其原因，是不能及时判断区域入侵事件是否发生，失去了展开防护的最有利时机。方案b)是一种实时人工查看监控的策略，当监控负责人发现区域入侵事件后，可以采取一系列的措施来及时阻止涉事人，有效地防止事故发生。但是，该方案引入了人力成本，考虑到一个人能够负责的监控画面是有限的，能够保持专注地工作的时间也是有限的，需要投入的人力成本就比较高。再看方案c)，该方案是一种基于实时智能分析算法的方案，不仅能够防止事故发生，而且不引入人力成本。尽管由于集成了智能分析算法，可能会导致摄像头的成本上升，但相比人力成本几乎可以忽略不计。综合考虑，方案c)对客户来说，收益应该是最大的，在实际中，客户的选择也正是如此。

方案a)与b)都是基于人工，利用的是监控视频的内在价值。而方案c)使用了智能分析算法来代替人工，挖掘监控视频的外延价值。从另一个角度说，监控视频的内在价值是需要客户自己想办法获取的，而外延价值是安防产品自主分析出来提供给客户的。从客户的角度看，要提升监控视频的内在价值，就需要大幅度增加人力成本，甚至会出现收益下降的情况，这是无法接受的结果。所以，在监控硬件成本基本相当的前提下，只有不断提升视频的外延价值，才能增大客户的收益，使安防产品满足客户日益增长的新需求。

相比人工方式，智能分析算法从监控视频中获取的信息具有实时性、准确性、可靠性、多样性等特点，并且几乎不增加成本。经过多年发展，监控摄像头中已经可以集成一系列智能分析算法，除区域入侵外，还有如运动目标检测、遗留物检测、物体移除检测、绊线、入侵、逆行、徘徊、流量、密度、目标分类等等。这些智能算法的出现和逐渐成熟，极大地提升了监控视频的外延价值，促进了安防监控的广泛使用。

智能解决方案

大华高清三目全景红外枪 监控画面

以提升视频外延价值为目标，智能视频分析技术也在飞速发展，已经逐渐突破软件算法的范畴，向解决方案迈进。这是因为某些客户需要的信息，传统的监控视频中并未包含，或基于原有硬件无法高效地获取。为了攻克这一难题，就需要站在解决方案的高度，从相关各方面一起想办法。例如，在某些路段需要检测车辆的长宽高是否超限，而在传统的二维监控视频中，车辆的三维信息已经在成像过程中失去了，所以基于二维模型的各类算法都难以取得理想的精度。针对这种情况，就需要使用立体视觉监控方案，如搭建双目相机或融合雷达、测距仪等传感器的信息。又如广场、机场等大范围监控场景，传统的单枪机视场角过小，而鱼眼相机成像的清晰度不够。鱼球联动方案是一种解决办法，鱼眼相机超过180度的视场可以覆盖整个目标区域，而对区域中具体某个目标感兴趣时，可以自动控制球机去观察该目标细节。但是，在应用中发现，鱼眼相机的成像清晰度不够的缺点仍然存在，导致一些小目标无法被检测出来。为了更好地满足客户的需求，大华又推出了多目全景相机与球机联动的解决方案。相比鱼眼相机，基于拼接算法的多目全景相机成像分辨率更高，而且能够根据应用的特点选择不同型号的全景相机。其中，守望者高清全景相机将8个超低照度200万图像传感器拼接成2个4K画面，实现360度全景监控，同时一体化搭载了30倍超星光球机，用以实现细节监控。基于这样的硬件方案，在大场景中实现了如进入/离开区域、越界、徘徊、停车、人员聚集、快速移动、物品遗留、物品拿取、人脸检测等智能功能。值得注意的是，一方面智能分析算法需要硬件方案提供输入的视频信息，另一方面，在硬件方案中，智能算法也发挥着非常关键的作用，如双目相机生成深度图时所必需的立体匹配算法、多目拼接相机中的实时拼接算法、与球机进行联动时的高精度标定算法等。

智能解决方案并非只包含软硬件两部分，如人工智能领域的研究热点之一，深度学习算法，在训练网络参数的过程中，需要标注海量的样本数据，有了数据的支撑，才让人像大数据、车辆大数据等智能解决方案成为可能。此外，为了实时运行大量复杂的智能算法，需要足够强大的计算资源，如基于智能服务器的解决方案。但随着人工智能的不断发展，芯片技术也取得了长足进步，基于嵌入式芯片的智能解决方案将越来越普遍。

可以说，通过技术创新，将智能分析算法升级到智能解决方案，监控视频的外延价值进一步提升，并且在融合了深度学习、大数据、立体视觉、智能芯片等概念后，拥有了巨大的想象空间。当然，最重要的是，客户可以从监控视频中获取到越来越多的信息和收益，安防产品也将迎来一次质的飞跃。

大华智能与“视频+”

大华股份一直坚持“以客户为中心”，以性价比更高的产品，提高客户的收益。过去几年，大华成功地从产品营销升级为解决方案营销，积极进行视频分析技术与数据处理方式的创新，推动安防行业向智能化快速发展。大华拥有数百人的智能化团队，由数名博士和博士后领衔，对异常行为分析、深度学习、音频智能、人脸识别、立体视觉、ISP、光学等不同学术领域都有较深入研究。在国际权威人脸识别公开测试平台LFW(Labeled Faces in the Wild)上，大华的人脸识别算法战胜了国内外顶级的工业界与学术界团队，识别率排名第一。

经过多年沉淀和苦心钻研，大华智能分析技术的很多成果已经成功产品化，引领着安防市场智能解决方案的发展。分别推出了视频电子警察、人脸识别、人数统计、智能视频分析服务器、自动跟踪球机、主从跟踪球机、视频质量诊断服务器、智能视频浓缩、车辆二次分析等产品，实现了对智能交通、安防、公安刑侦、电力、金融等十一个大行业的全面支持，其中智能化相关产品的销售额达到数十亿。

随着安防行业的飞速发展，市场对大数据、云计算、物联等新技术的需求持续上升。为了高效提取视频信息，3月7日，大华携手全球领先的人工智能计算公司英伟达（NVIDIA），发布了具有极高计算性能的智能视频结构化服务器“Deep Sense睿智”系列。“睿智”服务器采用NVIDIA Tesla P4 GPUs作为核心处理器，最多可支持192路全清视频实时结构化分析，相较于市场上同类别的产品，视频处理能力将提高50倍以上。“睿智”服务器能够将复杂场景中的人、机动车、非机动车分离，全方位提取车辆特征，如车型、车系、车身颜色、车牌颜色、车牌号码识别、主副驾驶是否系安全带、是否打电话、有无遮阳板、有无年检标、有无挂坠、有无纸巾盒；针对行人，“睿智”服务器可以多方面分析其相关特征，包括性别、表情、年龄段、服饰特征（上下衣着颜色、眼镜）、携带物特征（背包、打伞）、运动特征等。用户可以按照待检索目标的特点，对人、机动车、非机动车的各种特征条件进行组合筛选，快速精确地进行检索。

“睿智”视频结构化服务器 客户端画面

大华股份董事长傅利泉先生认为，安防行业正在升级为以视频为核心的物联信息服务的“视频+”时代，即“视频+多维感知”和“视频+多维应用”。这一模式要求视频安防向下叠加多维的物联感知，如空间信息、动环信息、生物体征、深度语音识别等等；向上输出更多的视频数据应用价值，支持更为宽广的业务应用，比如智慧城市的数据大脑，城市交通态势分析、机器视觉、大数据预警与决策等。“视频+”模式的提出，将更进一步拓展监控视频的外延价值，更好地为客户服务。

作者单位：浙江大华技术股份有限公司