国内视频分析技术出路.doc

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1、国内智能视频分析监控技术的出路智能视频分析监控技术近一年来，智能视频分析监控技术一直都是安防领域的一个热点话题，什么叫智能视频分析监控技术？所谓的智能视频分析监控技术，有时也称“行为监控技术”，就是指采用智能化的视频分析算法，利用计算机对视野范围内的目标的特定行为进行分析和提取，当发现存在符合某种规则的行为(如定向运动、越界、游荡、遗留等)发生时，自动向监控系统发出提示信号，采取某种对应措施(如声光报警器报警)或通知监控人员进行人工干预等。智能视频分析监控技术也属于模式识别技术的一种，它是通过设计一定的计算机算法，从视频中分析、提取和识别个体运动行为的特征，令计算机判断出这些个体进行了一些什么

2、行为，进而可以判断这些行为是否符合某些规则，是否属于“某一类型”的行为，而这些类型的行为是应该提醒监控人员注意的“可疑行为”，这样当计算机发现了这些“可疑行为”时就可以进行即时的报警，摆脱了人工的干预和判断，实现令计算机“代替”人进行监控，也即实现了“自动监控”或是“智能监控”。从更形象一点的角度来解释，监控系统中摄像头和视频传输技术解决了“眼睛”的问题，使监控人员能够在不身处现场的情况下通过摄像头看到现场的情景，而这一现场还由于传输技术的进步摆脱了地域的限制，甚至于可以在千里之外(通过数字网络传输视频)；而智能视频分析监控技术则给监控系统加上了“大脑”，使机器能够代替人(至少在一定程度上)来

3、随时监看这些视频，无须再由人工随时去监看这些视频。智能视频分析监控技术是一种新的技术，是在监控系统发展到一定程度时市场自然提出的要求。现代社会监控无处不在，监控系统的大量采用导致了监控视频源的海量化，而有限的人力又致使人们无法充分利用这些监控视频信息，使监控系统很大程度上沦为了一种事后的“录像查询系统”，不但浪费了海量的信息数据，而且也没有能从根本上解决“实时监控，即时反应”的目的，这一矛盾由来已久，但并不突出。然而，美国“911”事件之后，反恐成为国际社会的一种潮流，人们深切感受到来自近在身边的威胁，对于公共安全的需求空前高涨，安全监控系统的效率日益成为人们关注的重点，原有的安防系统功能已无

4、法满足安全防范的需求，安防系统迫切需要真正实现“实时监控，即时反应”，在最大程度上减少甚至于及时阻止危险事件的发生。在这一市场需求背景的催生之下，智能视频分析监控技术在欧美国家得到了长足的发展，也出现了一些专门进行智能视频分析监控技术研究的公司和企业，与此同时，迅速形成了相对成熟的产品并成功应用于实际安防工程系统，如美国的Vidient、Verint、ObjectVideo，以色列的Mate、NICE、IOimage，瑞士的VisioWave，法国的CitiLog(专做智能交通领域的智能视频分析技术)等。由于看好中国这一巨大的市场，2007年，上述企业和产品纷纷登陆中国。国内的智能视频分析技术

5、从计算机技术的基础性研究来说，国内的研究虽然落后于国际先进水平，但差距并不明显，以智能视频分析核心技术来说，从核心技术的角度而言属于模式识别人工智能技术的一个分支，是对于视频信息的自动分析和提取，从这一技术在国际上被首先提出开始，国内就已有科研人员对此进行了一些研究，并形成一些研究成果。然而，由于我国国内政治经济形势相对稳定，并没有像发达国家那样处于“反恐”的前沿，有很强的危机感，对于公共安全的紧迫性并不十分强烈。同时，由于经济和技术的相对落后，目前我国的视频监控技术还处于“模拟转数字”的阶段，“数字视频监控”或“网络视频监控”还未成为监控系统的主流，技术层面较低，因此，对于智能视频分析监控技

6、术的需求并不强烈，“市场需求主导技术发展”是永恒的规律，没有强烈的市场需求，这一技术的发展也就仍然停留在较为初级的阶段，因此，在国内，这一技术大部分程度上都还处于实验室研究阶段，虽然有不少科研单位或厂家看到了这一技术的前景，力度抢占先机，抢先开发出产品，但由于市场需求力度不强，也仍然停留在初级水平，并没有完全形成成熟的产品。但随着国外成熟产品的进入，监控领域已逐渐意识到这一技术和产品的重要地位，逐渐地为国内的监控行业人员所认识和熟悉，而且看到了这一技术必然是未来监控系统的一个发展趋势。而随着我国经济的进一步发展，奥运会、世博会等一系列国际盛会的申办成功，都大大提高了人们的安全意识，可以说，智能

7、视频分析监控技术已逐渐进入到国内安防人的视野，并越来越受到看好，认为这将是监控技术发展的又一个春天。而对于天文数字的中国国内市场规模来说，虽然目前我国的视频监控技术平均起来仍然处于较低水平，但这并不妨碍某些高端用户对于这一智能监控技术的需求，市场容量同样不可小觑，这也是成为吸引科研单位或企业加强这一技术的研发，积极开发成型产品的原因。差距从核心技术上来说，国内的科研单位或企业可以迎头赶上，与国外的视频分析技术差距并不大，然而，从产品上来说，却仍然有着不小的距离。1. 算法技巧的差距从事过模式识别技术产品(如车牌识别，人脸识别，指纹识别等)研发的技术人员都知道，做产品和单纯的搞技术是完全不同的两

8、码事，核心算法的研究讲究的是思路的新颖性和创新性，而搞产品追求的是实用效果，采用目前国际上最为先进新颖的算法，也许并不一定比采用传统经典算法再加上适当的一些技巧处理效果更好。于产品来说，最重要的是最终的性能，而并不关心是否采用了最先进的算法。就智能视频分析监控技术而言，其算法思路是基本一致的，国内外的研究方法都脱不开某几种确定的算法脉络，影响到最终性能的往往是一些技巧的处理，如对于光照的适应性，对于运动的预测等等，所有的这些算法都是在不断地产品研发和调试过程中形成的。举个并不恰当的例子，就如一尊雕塑，基本算法中内部的支干骨架，但真正体现的却是外边的表层，其艺术价值也体现在表层而并不在于里边到底

9、用的是木头架子还是不锈钢架子。产品也是如此，即使采用的基本算法完全一样，但处理技巧不同就会产生完全不同的性能效果。这些技巧是研发和工程实际应用的不断积累和摸索出来的，建立在大量的实验和数据基础上，实验室内是完全无法实现的，国外的成熟产品经过了长时间的测试和修改，包含了大量的异常状况处理技巧，如对于遮挡、光照、气候、速度等的适应性。在正常的、理想的应用条件下，国内的智能视频分析技术也许能实现和国外产品同样的性能，但一旦处于比较恶劣的使用条件下，其性能的差距将很快显现出来。这是核心技术产品化的必然过程，是回避不了的，国内技术在借鉴国外产品的基础上有可能能少走很多弯路，缩短产品化时间，但却不可能忽略

10、这一过程。2. 产品形态的差距同样的道理，对于国外产品来说，由于经过了多年的研究和市场应用，经验相对丰富，对于产品形态的考虑也相对成熟。例如，有软件版或嵌入式形式的算法运算平台，对于输入信号，可能允许接入传统模拟视频和网络数字视频信号两种形式(甚至于可能本身已经支持大多数大品牌的IP网络摄像头系列)，输出信号也可能允许输出叠加了报警信息的模拟视频，或者输出数字视频，或者单独将报警信息输出。而对于外部信息交互，也许允许接入IO控制信息或者输出IO控制信号，以便于将产品与传统安防控制设备(如门磁，栏杆，报警器等)进行对接。总之，对于磨炼了多年的产品，其产品形态上的设计必然比较周全，有一些功能通常情

11、况下来看可能是无用的，但也许在某些场合就成了必须的了，将其设计进去，就可以提高其应用范围，这也许正是该产品研发过程中从工程中得到的经验或教训。这些实际工程经验，没有经过实际应用过程的话是无法得知或想象的，当然，由于产品形态的外在性，国内企业在进行产品研发时，这方面是完全可以充分借鉴的，哪怕一时不能理解为何要采用这种形态或接口，但至少可以理解成“这么做肯定是有理由的”。从这个角度来说，产品形态的差距虽然并不十分关键，但这种差距却是实际存在的。3. 整体方案的差距从整体方案设计角度来看，国内技术或者产品与国外成熟产品相比，也是比较明显的。整体方案设计包括了整个智能监控系统的框架设计，如核心运算放置

12、在前端还是后端，是集中处理还是分布式计算？参数设置如何实现？在何处实现？以何种方式实现？报警信息如何存贮和管理？需不需要存贮报警视频？如果要存贮的话，需要如何存贮和管理？报警数据和报警视频能否放在同一服务器中？有何风险？设备管理的数据流程是如何的？如何与周边设备进行数据或信号交互？等等这些问题，都涉及到整体方案的架构以及稳定性、可靠性、灵活性、可扩展性等方面的考虑。整体方案的设计-包括软件框架的设计-同样是从不断地工程实际应用中磨合整理出来并慢慢成熟的，任何一款产品在推出之初都不可能考虑得非常完善，只能不断地修改和改进。但与前边所提到的产品形态差距不同的是，产品形态的差距可以通过模仿来尽可能缩

13、小，甚至于根本不去考虑，完全“照猫画虎”，而整体方案设计却是与实际工程密切相关。由于我国的监控系统水平与国外毕竟有所不同，整体应用的大环境不同，国内企业不可能照搬照学国外产品的系统结构设计，也许对于国外市场来说比较适合且使用方便的系统架构并不适合于我国的监控系统现状，同时也不一定适合国内的软件(或系统)使用习惯，照搬是不行的，说不定搬起来的反而是一块大石头，而把自己的脚给砸了。还得需要不断地在工程应用中完善自己产品的方案架构，这是细活儿，急不得的。4. 工程实践的差距最后一荐是十分明显的，毕竟这一技术在国内还是刚刚兴起，并不象国外已经在实际监控系统工程中得到应用，所以一切还是要不断摸索，琢磨和

14、学习。一句话，缺的就是项目、工程和经验，没有实际工程的磨炼，一件产品是很难成为非常成熟的产品的。出路国内的视频分析技术产品仍处于初级阶段，而国外成熟产品又已全面进入国内市场，抢占先机，那么，是不是国内的产品就没有出路了呢？答案是否定的，理由有几条：n 市场需求：从市场容量来说，虽然目前国内的视频监控技术平均水平还较低，但由于经济的不断发展，东西部地区发展不平衡，且市场容量巨大，因此，智能视频分析监控技术的市场空间极为巨大，且为一个长期的需求过程，目前仍为起步阶段，从时间的角度和容量来看，仍有足够的时间和市场留给国内企业研发自主知识产权的产品，且能够以销带研，无需在短期内投入巨大的资金，这样就降

15、低了研发的风险。n 价格：由于经济发展水平的不同以及对于高技术产品的成本不同，目前进入国内市场的国外成熟视频分析监控技术产品仍处于较高的价格水平，虽然由于国内市场价格承受能力低、竞争激烈以及对于中国市场的抢占目的，已有价格下降的趋势，但这种较高的价格水平还会持续一定的时间，这为国内企业抢先推出低端产品抢占市场提供了一定的机会。n 产品形态：国外成熟产品在国外市场得到实际工程应用，形成了较为成熟的产品形态，但前文也提到过，这种产品形态(包括系统整体架构形式)不一定能完全满足国内市场的需求和使用习惯，这为国内企业采取差异化策略，推出适合于国内市场需求和使用习惯的产品提供了可能。n 其他因素：实际工

16、程应用不仅涉及产品的成熟程度，还牵涉到其他一些因素，例如在国内市场进行销售的产品需要通过的国家标准的认定(如3C，软件登记等)，或者某些国内用户在使用安防监控产品时对于产品的具体要求(如优先采用国内产品，或者在某些政府、部队等单位的高级别安全项目中完全不允许采用国外技术的规定等)，这些因素有利于国内企业推广销售具有自主知识产权的自有产品。待添加的隐藏文字内容1于此而言，国内的视频分析技术产品仍然有机会，抓紧时间研究开发，形成自己的产品，但光有机会还不行，还得要抓住机会，那么，国内企业具体又应该采取什么样的策略呢？总的说来，根据目前国内智能视频分析技术产品市场的现状，国内企业或厂商应该采取以下一

17、些办法：n 模仿：任何一种产品的研发，都必然会参考相近类型产品的特性或功能进行设计，而对于同类型产品，这种参考将更为重要。作为国外成熟的智能视频分析技术产品，国内企业要研发自己的同类产品，不可避免地要参考和学习国外产品已有的经验和形式，争取少走弯路。尤其是产品的形式、整体系统架构的设计以及功能上的体现，都应该是国内企业模仿和学习的内容。但从另一方面来说，模仿并不代表完全地仿制，而应该着眼于国内具体的应用需求和使用习惯，包括工程系统的实际状况，对模仿的对方进行适当的取舍，汲取值得借鉴的成份，而对一些不适合国内应用的方面则不应该一味照单全收，拿来主义是精髓是“去芜存精”，是一种有限度地模仿。这就要

18、求国内研究单位对国外的产品有一个深刻的理解，包括其产品形式的扰缺点，整体架构的通用性，各类端口的功能用途等各个方面，同时比较各厂家的产品，博采众长，充分利用国外产品中所蕴含的经验和技巧，尽量使自己避免一些不必要的挫折。n 降低成本：由于国内经济发展水平的限制，产品的价格对于市场需求来说是一个比较敏感的因素。在监控行业，各类工程商总是哀叹利润太低，价格过于透明，而且厮杀激烈，往往陷入“价格战”的怪圈之中，产品的功能和性能反而成了次要的因素。智能视频分析技术产品作为一种新兴的技术，暂时还处于较高的价格水平上，这也导致了国内企业蜂拥而起，争抢这一块诱人的蛋糕，造成竞争过于激烈。这是市场的现实情况，企

19、业必须正视，也必须面对，国内企业必须要有这一心理准备。因此，及早开发出自主知识产权的产品，并发挥国内研发的低成本优势，才可能在激烈的竞争中占据上风。n 从特殊应用入手：国外的智能视频分析技术产品已研发并应用了几年，有了不少实际工程经验，产品相对成熟，前文也已提到，与国内技术相比从产品的稳定性、光照或环境适应性方面相对成熟，如果国内企业对于智能视频分析技术产品的研发直接针对国外产品已有的功能，则势必面对国外产品的直接竞争，而在这方面国内产品不可避免地处于劣势。要转变这种不利情况，国内企业应该认识到，智能视频分析技术产品的范围是非常广的，不仅仅限于目前国外产品所具有的“移动物体检测、运动路径检测、

20、物体遗留检测、物体徘徊检测、物体拿走检测”等通用的功能。事实上，只要是需要对视频进行分析并提取其中的运动信息自动处理的技术都属于视频分析技术。在具体的工程实际需求中，有部分需求与这些通用功能相吻合，但也有大部分情况下其需求都是非常特殊的，采用通用功能不一定能够很好地满足其功能要求，即使满足了其性能也必定会打一定的折扣。国内企业则应该充分利用这种不同，加强差异化产品研发，从特殊应用需求着手进行研发。从纯技术角度来说，专门针对具体需求设计的产品其性能往往高于采用通用的、成熟的技术实现的效果，而对于某些需求，通用功能甚至于根本无法实现，例如“人群密度估计”，“特殊动作的检测”等等。利用国外成熟产品无

21、法实现的需求，有针对性地进行算法开发，采用“定制”的方式，以项目带研发，一方面其项目资金将会给国内企业减轻很大的压力，另一方面也独辟蹊径，避开了与国外成熟产品的正面竞争，再在具体工程项目的过程中不断吸引实际工程经验，不断完善基础算法，最后达到在通用功能的性能上与国外产品的全面竞争。结语作为一个在国内从事智能视频分析监控技术产品研发的工程人员，通过对目前市场和产品的观察，通过自省式的分析和理解，勉强写下以上的一些文字，所论述的只不过是自己个人的观点看法。目前这一技术在国内仍处于市场教育和普及阶段，远未达到大规模应用，自主知识产权产品的研发既是势在必行，又还是有不少时间和机会的，只要抓住机会和找准切入点，国内自主知识产权产品必将成为这一市场的绝对主力。2008-1-22 于北京