智能视频技术的现状及发展趋势探析

    智能视频技术（IVT，Intelligent Video Technology），属于计算机视觉（CV，Computer Vision）与人工智能（AI，Artificial Intelligent）领域研究的一个分支，融合了图像处理技术、计算机视觉技术、计算机图形学、人工智能、图像分析等多项技术，其发展目标在于在监视场景与事件描述之间建立一种映射关系。同大部分计算机系统一样，智能视频系统可以被分为构成智能视频监控的硬件，以及智能视频软件两个部分。

    硬件设备主要包括：采集视频数据的摄像机、支撑摄像机以及整个系统运行的电力系统、用于存放拍摄到的视频数据的存储设备、承载智能视频分析软件的高性能计算机、能够高速传输视频以及分析结果等数据的网络接口。

    智能视频软件是指通过硬件提供的输入信息，自动地提取并理解视频源的关键信息。智能视频软件具有其独特性，即专用性、多样性等。而不同的商业环境和用户对监控的功能需求大相径庭，对于不同的应用系统软件实现的算法也完全不同，甚至智能视频软件的实现平台也是可选的：既可以在X86的服务器上实施，也可以在基于DSP的嵌入式系统上实施。这一特点，也正是智能视频行业探讨的热点所在。

    智能视频的发展现状

    智能视频软件市场是一个成长非常快速的市场，根据IMS的市场研究分析，在未来3年内有关视频技术的软件市场会成长到8亿美元的份额。注意，仅仅是在软件部分就有这么大的一个份额。

    在视频智能分析软件的市场需求急剧增长的刺激下，国外提供视频智能分析软件产品的厂商已经有许多：Verint、Vidient、Westec、Interactive、Visual Defence、Nextiva、Vistascape、NiceVision、ioimage、TASC、MATE、Ov、Dallmeier、Ivbox、Viseowave等，他们都能提供视频智能分析产品，大部分厂商提供的视频智能分析产品，都基于ObjectVideo公司的图像分析技术，采用Object Video OnBoard平台来设计并创建自己品牌的OEM产品，这是大部分视频智能分析产品商以最小的投资成本及最快的时间来赢得市场的好办法。

    在解决方案的提供上，国外也有许多成功的案例，比如旧金山国际机场采用了由Vidient公司提供的智能视频分析系统Smart Catch。Smart Catch与机场现有的闭路电视(CCTV)系统协同检测异常或可疑行为（如图1）。当智能视频分析软件识别出一个异常情况时，就立即将视频片段通过呼机、手提电脑、移动电话或其它通讯设备发送给响应者前来进行现场调查。

    国内的众多企业也开始了对智能视频分析软件的尝试。比如上海世平伟业公司开发的Ivbox智能视频分析系统，上海皓维推出的智能视频分析预警系统等等。

    定位于专业视频应用的资深视频厂商深圳迪威视讯公司也于近期推出了完整的视频监控解决方案：视频监控综合应用管理平台——SIAP（Video Surveillance Integration Application Platform）。该产品以IVT为核心，软件平台融合先进的视音频编解码与处理技术、图像识别技术、地理信息技术，兼容数字/模拟监控设备，提供集图像监控、报警联动、集中存储、定位跟踪、GIS、事件分析于一体的视频监控解决方案，可以满足各系统对图像资源统一调度、突发事件应急指挥、区域集中实时监控、区域日常巡查、图像资源相互协作共享、GIS集成、流媒体分发等各种应用；相应的硬件系统概括了全系列的图像采集、图像编码、存储、分发、交换与管理系统。基于该方案，可以完全满足目前各行业图像控制管理中心的业务需要，是IVT在国内发展与应用一个新里程碑。

    此外，北京迪威泰克数码科技有限公司也于近期宣布推出“沸点”BP-IVS系列智能视频分析监控系统，再度扩大了国内智能视频分析软件的队伍。

    智能视频的方向

    智能视频的发展方向是嵌入式。据调查，系统集成商和用户所关心的，无非是较少的后端硬件、更快部署实施、更低的耗电和冷却需求、以及更小的产品尺寸，让他们降低整体监控系统的采购和安装成本。这些，都是嵌入式智能监控系统的最大优势。因此，整个监控产业正在由基于PC的架构，转向嵌入式架构。而传统的ASIC方案也不适用于智能视频分析，因为用户环境和需求千差万别。嵌入式方案的另一个最大优势是，基于DSP的On Board视频服务器可以嵌入到监控网络中的各种产品中，包括摄像机、视频编解码器、硬盘录像机以及网络硬盘录像机等，可以很方便地使一个传统的监控系统升级为智能监控系统，从而提升监控设备的市场价值。这种方式给设备厂商带来的好处是能够简单地通过“启用方式”创造新的商业价值，不需要另外安装新的硬件。

    德州仪器公司（TI）为其达芬奇产品线新增了两款数字信号处理器——TMS320DM647和TMS320DM648，其目标应用是视频监视和包括数字视频录像机、互联网协议视频服务器和机器视觉系统在内的基础设施应用。与TI现有的TMS320DM642相比，新器件的性能据称翻了一番，且物料成本（BOM）更低。

    不仅如此，前不久，TI又宣布智能视频软件套件Object Video On Board将结合达芬奇技术，实现数字化视频监控，以满足监控市场对更高智能不断增长的需求，帮助监控厂商快速开发出具有强大可靠的智能视频功能的新品。基于Object Video公司的图像分析技术，On Board是运行在Texas Instrument（德州仪器）64位（DM64×Digital Signal Processor DSP）高性能数字信号处理器平台上的智能视频分析软件方案。它可以让制造商能够在最短的时间、最低的成本内，将智能视频分析技术整合进各种监控产品（摄像机、视频编码器、路由器、DVR和视频存储平台），轻易地生产出新时代符合特定市场需求的智能视频监控产品。凭借基于达芬奇技术的高性能数字媒体处理器上实现的智能视频与编解码器，下游厂商可显著节省各种智能视频应用的开发时间与成本。

    发生这一变化的原因是，对日趋同质化的产品市场而言，开发出嵌入了视频智能分析软件的前端监控产品如摄像机、视频服务器和存储器，让智能设备能判定什么时候它所感兴趣的内容会发生，并且只有在那时才传输视频，从而有效节省带宽，提高可用网络带宽，就成为轻松跳出同质化竞争，赢得高端市场高额利润的最佳选择。

    正是由于智能视频分析的嵌入式趋势，才使得位于产业链上游的芯片供应商也纷纷与智能视频分析软件商合作，将视频分析软件嵌入产品芯片中。而这无疑又为生产智能视频软件的公司的发展提供了契机。

    存在的问题

    智能视频不是万能的
    智能视频系统的前景十分广阔，但同时也存在着问题。其中最突出、最难以解决的问题是任何一套智能视频系统，无论其设备多么高级或者算法软件多么先进，都不是万能的。实际上，现实与希望之间是有距离的。人们认为智能系统能做到的与智能系统实际上能做到的，两者之间有很大差距。甚至由于被一些夸大化的产品宣传误导，终端用户对智能视频分析系统有了过高的期望。

    智能视频软件不是在实验室里开发出来的
    这里的意思是，开发智能视频软件是复杂度很高的工作，必须要有一个有经验的团队，经过协同的工作才可能成功。另外，智能视频软件面对的是复杂且不时变化的环境，所以要经过实际场景的考验和“学习”。夸张一点说，有些软件是由一两个人从他的车库里面开发出来的，这样的智能视频软件是不能很好的处理实际环境的，也不可以被信任。

    智能视频需要“零编程”
    智能视频系统不仅开发之时需要适应不同用户的多样性需求，投入应用后也面临着可能需要调整或根据实际情况设置参数的情形，这都需要智能视频系统具有开放、兼容并且方便操作的特点。

    具体的说，实际上用户十分在意以下几点：智能视频系统的控制界面是否简单，就像操作家用电脑一样方便；设置参数的时候是否面对一个十分友好的界面；将智能视频系统与其他应用系统比如报警或门禁系统相通信是否具有直接的接口，并且操作简单明了。

    未来发展趋势

    前文已经讲到，当代智能视频系统已经出现智能化和嵌入式的趋势。总结起来，浅探下一代的智能视频系统的发展趋势主要有两方面：一是技术上的革新；二是市场上的推广。

    不断改进的技术
    一方面，智能视频将继续数字化、网络化、智能化的进程。另一方面智能视频监控将向着适应更为复杂和多变的场景发展；向着识别和分析更多的行为和异常事件的方向发展；向着更低的成本方向发展；向着真正“基于场景内容分析”的方向发展；向着提前预警和预防的方向发展。这些都将得益于图像处理、图像分析以及计算机视觉等学科的发展，众多优秀算法的提出将使得智能视频分析更加智能；同时芯片与设备的不断更新将为算法的实现提供更好的支撑，使得身为人的感观延伸的视频系统更好地履行它的责任。

    不断扩展的市场
    从应用角度来看，目前的智能视频监控还是一种高端应用，主要应用于一些特定的场合，但随着市场和技术的日趋成熟，智能视频监控必将在各行各业得到大面积的推广，甚至走进千家万户。尤其是在我们国家提出“三网融合”的大形势下，更需要将用户、监控设备硬件供应商、智能视频软件供应商、分销商、经销商和系统集成商所有这些参与者合理的组织起来，使他们能够充分发挥各自的优势，创造出能够满足最终用户需求的全面解决方案，达到多方共赢的效果。

    总结

    智能视频系统现在已经广泛应用于高速公路、监控、医学、地铁、商场、银行和住宅小区等场所，服务于安全防卫、交通管理或者行为分析等应用。

    虽然有人说智能视频系统不过是人们用来管理的工具而已，不过“欲先工其事，必先利其器”，何况智能视频系统具有数字化、网络化、智能化等无可替代的性能作用。

    有一点是可以肯定的，那就是“需求推动市场”。智能视频技术要得到正确的应用，其具体功能的实现仍然取决于操作者本身。要想智能视频系统的功效最大化，开发商们必须把用户也纳入到智能视频系统的开发体系中来，在遵循各种标准协议的基础上，根据用户自身的需要选择合适的解决方案。