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高清與智能技術在高鐵視頻監控應用方案
編輯:龍盾保安 更新:2013-01-16 查看:0

 [導讀]本篇文章來源于:安防知識網(www.asmag.com.cn) 盡管高清視頻監控早已被安防行業提出,并曾一度成為關注的熱點,但由于技術、成本和需求等多種原因高鐵市場實際上并未真正啟動。本文結合高清視頻在高速鐵路中的應用需求和高清視頻監控系統所面臨的問題,從技術的實際應用角  "讓我們看得更清楚”,這已經是許多用戶在使用數字視頻監控系統時提出的一個非常迫切的需求。從用戶的使用角度來看,90%的用戶認為錄像的清晰度事實上要比實時預覽更重要,受到各種客觀因素的影響,安保人員無法第一時間獲取重要視頻信息,事后錄像的快速查詢和清晰回放的質量則顯得尤為重要。目前,模擬攝像機的水平分辨率已經達到一個極限,650線彩色攝像機,700線黑白攝像機已是模擬攝像機能夠達到的最高清晰度。而對于高清攝像機來說,水平分辨率達到700線是非常輕松的,達到1000線的視頻清晰度也并非難事。
高鐵對于高清視頻的需求:安全與服務
  在高鐵視頻監控系統的應用過程中,用戶對于圖像分辨率的要求也在不斷提升,對于高清視頻的需求也與日俱增??傮w需求分為兩類,一類是安全相關的應用,另外一類是服務相關的應用。在安全相關的應用中,鐵路有關部門對于客運站內通緝犯的追蹤,站內刑事案件的預防,以及黃牛黨的活動都給予了特別關注。例如,客運站中發生的一些刑事案件當中需要調取視頻錄像查看犯罪嫌疑人的體貌特征,但目前架設的一些模擬攝像機卻無法提供有效的圖像細節。另外,還有一些關鍵出入口需要視頻能夠提供足夠清晰的面部特征,而現有的模擬視頻在兼顧場景的情況下是無法做到這一點的。
  在服務相關的應用中,最典型的應用就是售票排隊控制,用戶希望視頻能覆蓋較大的場景從而實現對購票旅客人數的動態監控,以便在人員密集時增設售票窗口,同時又希望視頻能夠提供售票員與旅客在購票過程中的一些細節,這樣結合語音更加便于處理一些糾紛事件。目前,鐵道部有關部門已經啟動高清視頻的應用試驗,在某些客運站率先已經測試和驗證了不同廠商的高清視頻產品和技術,試驗結果也正在進一步評測中。在最新發布的《鐵路綜合視頻監控系統技術條件》中,已經明確了高清視頻的定義和技術條件,為進一步的應用奠定了技術基礎。
高清視頻監控應用對高鐵帶來的問題
  高清視頻監控系統帶來高畫質清晰度的同時也帶來了一系列現實的問題,原因在于:雖然前端攝像設備能夠滿足高清,然而前端的“高清”并不代表整個視頻監控系統的“高清”,由于前端視頻信息量的倍增,必將對視頻編碼、傳輸、存儲系統帶來更大的變革影響。因為高清視頻監控系統是一個系統解決方案,不是一個高清攝像機就可以代表的。同時還會帶來整個產業鏈中對計算、傳輸、交換、存儲的需求增長和技術變革。而真正的高清監控系統,應該從整個監控系統考慮高清,包括前端視頻源的采集、視頻信號的編碼壓縮、視頻信號的傳輸、視頻的瀏覽、錄像文件的回放等環節全面支持高清監控。
  對用戶而言,高清只有在包含了前端、平臺、存儲、瀏覽、顯示等各個環節時才有意義。在高鐵視頻監控系統向高清方向遷移的過程中,也面臨著類似的問題。視頻分辨率越大、清晰度越高,意味著在進行數據傳輸的時候碼流也會越大,從而增加了網絡帶寬的壓力。同時,數據流量的倍增,增大了數據存儲量,以720P為例,其 25幀/秒的錄像碼流為500K-3Mbps之間,每小時的存儲空間約1G-2G,存儲壓力無論是從成本來說還是從空間來說都是巨大的。此外,高清視頻對中心控制、管理軟件和硬件性能的要求也成倍增長,對于記錄視頻圖像的管理和事后分析的工作量也同樣如此,這些問題都是高清視頻監控系統在高鐵進行推廣應用中所必須面解決的問題。
  智能的應用:一定程度節約存儲成本
  智能分析技術的出現能夠從一定程度上解決高清視頻監控系統所面臨的問題,在高清視頻監控系統中,因為有了高質量的視頻源,智能視頻分析才有基礎。另外,很多智能技術應用只有在高清視頻的基礎之上才有實用性,如人臉識別等應用。高清視頻技術可以給我們帶來高清晰的包含豐富完整信息的高質量視頻源,沒有高質量的視頻源,視頻智能分析就會因為視頻分辨率的問題影響準確率,也會因為場景問題而損失信息量。
  首先,可以利用智能視頻分析技術進一步提取有效信息進行高精度編碼,減少帶寬無效信息的占用。例如,可以對視頻場景進行紋理分割,再進一步地將視頻信息轉化為語義信息,將圖像編碼轉化為對圖像的理解,這樣將一個場景可以表達為建筑、道路和目標等對象的組合,從而精簡了信息量。
  其次,在視頻的時間軸上,利用動態偵測、事件檢測、行為分析等智能化分析技術,還可以對視頻進行有選擇性的動態存儲和告警事件存儲,從而可以濾除大量的冗余視頻信息占用存儲空間。目前,該模式廣泛應用于鐵路綜合視頻監控系統,即只有場景出現用戶定制化的異常事件時才進行片段存儲,這樣大大節約了存儲設備的成本。
  再次,在視頻的空間范圍內,用戶可以只對感興趣區域進行存儲和處理,同樣可以大大減少視頻分辨率增大所帶來的問題。例如,視頻場景包含了一些天空等無關區域,可以通過標識將此區域不做存儲,這樣每一幀圖像都能夠節約一定的存儲空間。
  最后,利用視頻內容分析和視頻搜索等智能化技術,我們可以快速地定位事件視頻,實現標簽化的視頻數據管理和數據查詢,從而提升整個視頻監控系統的數據管理效率。反過來說,如果沒有視頻智能分析,高清視頻監控系統就僅僅停留在“看”的初級階段,而沒有上升到“用”的高級階段。
  從實現方式上來說,前端化和后端化的智能化應用都是非常有意義的。在前端應用方面,智能化算法嵌入到高清攝像機中可以實現視頻數據的實時分析并靈活決定視頻流的傳送和存儲策略,從而可以節約大量冗余視頻信息所消耗的資源。在后端應用方面,智能化技術應用到后端,結合云計算和云存儲技術,可以實現整個高清監控系統的智能檢索和智能存儲。
  因此,高清視頻和智能化技術是相互促進和互為發展基礎的,從本質上來講,高清視頻只是提供了數據的內容,智能化技術則是對內容的第一次使用和消費,同時產生二次數據和內容。高清視頻監控系統中更為廣闊的應用一定是在此基礎上的進一步數據挖掘,通過深層次的信息挖掘,必將在各個行業產生豐富多彩的應用解決方案。
結語
  隨著高清視頻分辨率的不斷提升,它將提供越來越清晰的數據,進一步促進智能化技術的發展;同時,智能化技術的不斷發展應用也將推動高清視頻進一步走向實用化,為高清視頻監控系統的推廣提供有力的支撐。
責任編輯:張揚
  

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