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安防行業敲響機器視覺之門

時間:2011-07-24 來源:中國集群通信網 作者:陳曉亮 點擊:

   近年來,機器視覺產品優質的穩定性引起安防行業的關注。但由于在攝像機方案、大容量存儲以及成本預算等方面的差距過大,安防行業的相關應用一直被定位為技術含量低,不入機器視覺“法眼”。但是如今,隨著IP相機網絡的出現,視頻分析軟件與機器視覺檢測軟件算法越來越接近,以及大量機器視覺供應商開始樂意于改變產品設計滿足安防行業的需求,機器視覺似乎對安防監控產生了濃厚的興趣。

   通常,視頻監控意味著模擬CCTV攝像機在監控室的視頻監視器上顯示圖像。隨著在惡劣環境里引入了基于以太網技術、支持IP傳輸的高性價比機器視覺相機,安防領域的客戶開始考慮數字成像的諸多好處。這些應用包括政府部門對道路,火車站和機場的監控;以及私有重要基礎設施的安防監控,如化工廠、管道和核電站等。但即使是在這些“低技術含量”的成像應用,機器視覺仍然致力于為安防系統集成商和終端用戶提供先進的圖像壓縮和數字存儲產品和技術。 “在安防監控行業,需要用DVR或者混合系統存儲視頻數據流”Euresys主席Keith Russell這樣解釋到,“這些應用通常需要配置多個相機,能以最小的時間延遲進行相機間切換(或同步采集),用最小的帶寬完成最佳壓縮率如 H.264。目前絕大部分應用仍然采用的是模擬相機,因為需要長距離傳輸而已有的相關設施也支持模擬輸出,我們還用到采集卡保證系統運行穩定、精準觸發相機。由于移動監控和ITS應用都是一些室外應用,我們的產品必須能夠適應極端的環境,而這方面我們做得很好!

   隨著ITS和監控應用的逐日增長,監控單位面臨更多的壓力,因為監控源也逐日增多起來。對于機器視覺和安防行業來說,解決這個問題最好的途徑就是加速研發視頻分析和多個攝像機控制軟件。如同工業機器視覺軟件一樣,視頻分析通過圖像處理算法辨別具體的可疑目標和可疑人員。最佳的圖像處理軟件能夠很好的區別是一條狗穿過來邊界還是一個人,同時能夠通過查詢生物識別圖像數據庫識別闖入者的具體身份。在眾多機場和火車站的監控案例中,需要用到幾十臺(有時幾百臺)相機來監測流動人群中隱藏的犯罪恐怖分子,定制相機產品和成像系統制造商Imaging Solution Group將視頻分析技術和智能相機結合在一起,解決了這些應用中遇到的兩個問題:其一,帶寬的問題(需要對多相機進行數據采集);其二,成本問題(降低相應數據設施的建設成本)。

   ISG在人臉識別的項目里,用到的相機分辨率達10Megapixel,支持1080p(30fps)輸出,同時滿幀下幀頻達到12fps?赡芎芏嗳藭|疑在600MHz Linux CPU上跑智能相機,同時運行相關人臉識別算法時是否可行?Van Iseghem向用戶承諾這種低成本處理器與FPGA結合完全可以實現超大數據處理,并且成本不高——主要是由于它不需要當前所需的客戶處理系統的海量開銷——你只需一臺PC主機。生物識別只是視頻分析的一個小小分支,需要靜態或實時進行自動威脅目標識別!澳壳耙曨l分析最大的、唯一的一個難題是,如何區分真假警報” Vumii Inc. (Atlanta, GA)公司(Vumii Inc. (Atlanta, GA)是一家人身安全監控公司,專注于對2英里內場景進行近紅外波段成像,用以識別可疑目標)COO和CFO Chris Ruttle先生說,“現在人們趨向于將視頻分析和其他傳感器結合起來,減少假警報的幾率。這也是另一個機器視覺軟件與安防應用的結合點。”

   ISG的高空間分辨率和在板處理能力滿足了目前安防行業最主要的兩大需求,然而實際上通過硬件和軟件產品的準確定位,機器視覺供應商還有很多機會可以打入安防市場。Ruttle在最近的AIA會議上給出了下面這幾個建議:
 

  • 保證一定幀速下良好的低照度
  • 提升相機和鏡頭對近紅外波段的響應能力
  • 適應更寬的工作溫度范圍
  • 鏡頭焦距更長,放大倍率更高,孔徑更大
  • 向終端用戶開發更多的相機控制接口支持在板智能處理
  • 價格合理的短波紅外相機和紅外光源
  • 價格合理的電子倍增型CCD和CMOS相機,滿足低照度的要求
  • 百萬像素的分辨率下達到較高幀頻并維持高靈敏度
  • 控制多個攝像機的視頻監控軟件,將多個視頻流與其他傳感器信息融合讓安防監控人員更直觀的監控現場
     

   Ruttle的很多建議關乎數字成像,如果從傳統的安防行業的模擬系統來看似乎有些違反常理。但是,當模擬相機在安防領域一統天下的時候,Ruttle認為如今先進的數字IP相機結合靈活的存儲和數字視頻傳輸技術,正在加速帶動整個行業往數字成像轉變。Ruttle同時也承認,高分辨率、高靈敏度、高幀頻的相機可能很難滿足目前安防行業對成本的要求。與此同時,一些國家法令正在逐步將目前的標準CCTV推向具有更大容量的視頻安防系統。

   考慮到一個具體的安防監控方案,涉及到各種類型的系統,產生與政府和個人機構交涉的高昂的銷售服務成本,ISG公司 Van Iseghem建議機器視覺公司進入安防行業最好的途徑,是將自己定位為——為大型安防監控運營商提供高性能、最匹配方案的、能夠為其注入價值的OEM供應商。 “直接將產品賣給國家運輸和安防機構,你可能需要50million $的市場費用”Van Iseghem說到,“同時,我們也不希望直接與我們的客戶競爭。我們公司定位于服務OEM客戶,我們為此的花費和客戶自行開發相關產品的費用是一樣的。這就是我們成功的原因!盫umii和ISG都認同現在的經濟環境下,美國的安防工程被推后了很多。而海外的市場則保持強勢的增長,因為他們的安防需求更加急迫,工期要求更短。“沒有人知道安防市場究竟有多大,但就預測來看數量是巨大的”。其實最開始,安防行業跟機器視覺行業如果按照中國同行以及業界人士的定義來看,是不太相關的兩個行業。正如這篇報告里所說的,正是由于IP網絡攝像機的出現以及安防監控高清化的趨勢,導致了兩個本來不太相關的行業慢慢的有了更多的相似性,主要體現在:
(中國集群通信網 | 責任編輯:陳曉亮)

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