浅谈IVS的实施难点和误区

【中国安防】

文/西刹子

视频分析或说智能视频，本文统称IVS技术，近两年被炒的火热，不论是安防杂志、网站、博客、论坛、展会，都可以看出其来势汹汹，甚至随便找个做数字视频的厂家问问，都会被告知，有视频分析产品。但是当我们实际想去找一些应用、部署的案例或想真正考察一些厂家的产品的时候，多数情况下并不能得到期待的东西。一些厂家在网站或杂志上大势宣传自己有视频分析产品，可能尚在研发中；一些厂家展会上秀的智能视频分析技术看上去很美，但需要考察他们真正的项目应用案例情况。

笔者西刹子对视频分析技术一直是看好的，对一些厂家的视频分析技术和产品有一定了解和认识，但是从目前整个行业观察来看，感觉虽然IVS目前被炒得很热，但有些只是在炒作这么一个概念，集成商和用户对它的了解还没有达到一定的深度，部分厂家自己也都没有真正理解或重视IVS技术，导致了市场上IVS产品良莠不齐，用户对其充满期待又存有疑惑。个人认为，IVS的应用在中国要得到良好的推广和发展，还需要克服一定的困难。

视频分析技术IVS的兴起

视频分析产生的背景很简单，其一为安防应用，就是当值班人员面对十、百、千的摄像机，无法真正的在风险产生时预防或干预，多数靠事后回放相关的图象；其二为非安防应用，如商业上人流统计、防止扒窃等等。其理念是将风险的分析和识别转交给计算机或者芯片，使值班人员从“死盯”监视器的工作中解脱出来，当计算机发现问题时候，产生报警，此时值班人员进行响应。

视频分析技术起源于国外，开始是一些实验室及军方应用产品，后来逐渐走向工业及民用。主要集中在地铁、铁路、机场、军事设施等场所。在视频智能分析软件的市场需求增长的刺激下，国外提供视频智能分析软件产品的厂商已经有许多：如以色列、美国、澳大利亚等。国内安防厂商也意识到视频分析的强劲发展势头并大力发展，目前主要有一些研究所自主研发及部分公司OEM国外产品。在具体应用上，西刹子认为目前由于价位及客户接受等因素，视频分析主要应用在铁路、地铁、机场、奥运场所、重要机房等场所，主要应用模式是入侵探测。

缺乏规范的、统一的行业标准

IVS使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离，进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据视频内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音，用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。

对于新兴的IVS技术，国内国外目前还没有一个标准，没有产品架构标准、算法标准及评价标准，因此也就很难考核各个视频分析厂家到底技术水平如何等等，仅凭各个厂商自己说的应用案例、探测指标、误报指标并不完全能让人信服。

用户对IVS技术的困扰

IVS是个锦上添花的技术，作为视频监控的辅助手段，实际上并不是必须的。用户从各个厂商不同的宣传中，似乎是越来越雾里看花，到底效果如何还不是很明了，但其价格却是高高在上。而当用户真正下决心购买的设备后发现与想象的美好憧憬相差甚远的时候，会信心骤降。因此厂家有责任明确地跟用户解释说明IVS仅仅作为辅助工具的作用与功能限制，以纠正目前用户比较普遍存在的期望与现实不一致的心理落差，使之更好地接受IVS。

IVS技术难点

IVS技术目前有前端及后端两种主要方式，区别在于视频分析工作一个由DSP完成、一个由CPU完成。IVS技术与视频编码一样，需要占用大量的处理器资源，背景维护、前景建模、目标跟踪、干扰过滤、目标分类等，都需要复杂的计算处理。这使得IVS对于快速移动物 、缓慢的目标、灯光干扰、云彩、抖动、黑暗、拥挤的人群等状况下，导致漏报和误报无法很好平衡。而目前对IVS技术有需求的，都是一些室外应用，如机场、地铁、铁路，达到的效果不都是很理想。

目前视频分析技术应用于实际项目的主要挑战在于：

Ø       复杂的室外环境，风、霜、雨、雪、雾等；

Ø       室外光线的变化，如物体的反光及云影的变化等；

Ø       过于拥挤目标的环境。

IVS工程实施难点

IVS产品，绝非部分厂家吹嘘的即插即用，在实施过程中，西刹子认为两点非常重要，一个是对摄像机的FOV(Field of View)要求很高，比如，入侵探测模式下，沿镜头轴心行动的目标探测与跟踪效果不好，“数人”模式下摄像机要安装在人流正上方等，这些都给工程的实施、改造带来很多束缚；另外一点是IVS产品的调试并非如其他系统一样一次调试完成，实际上，IVS开通很简单，但是让它良好的运行起来是重点，调试阶段需要不断去现场模拟入侵，另外，IVS在春夏秋冬、日夜的表现可能都不同，一般IVS系统运行一定周期后，厂家会再次抵达现场，根据系统误报的具体分类情况，针对不同场景进行微调和设定纠正，经过一到两次的系统微调，系统误报警率将会大大降低。同时IVS系统一般具备自学习功能，长时间的系统运行会进一步减少误报的产生。

个人认为考核IVS产品的最好方法是找到该厂家的实际应用案例，而最好的案例就是铁路项目。为什么这么说呢？目前IVS已成功应用在机房、地铁、银行等较稳定的室内环境，并且有着较为优异的表现，另外在机场、军队、小区的应用表现也不错。但是在铁路上的IVS应用还是不简单的，它的大地域、宽跨度、多地形是任何一个小型局部应用的场所无法比拟的。试想，一条铁路线纵横几千里，各种地形条件、风霜雨雪雾自然条件、室外昆虫、动物干扰，这对IVS策略的制定和摄像机及IVS参数设定都带来极大的困难。

国产与进口

对于IVS产品，核心技术是算法和经验。这与视频编码算法有一个重要的不同，就是一定要考核经验。视频编码完全可以在实验室进行优化、修改，但是IVS产品是需要到工程应用中真刀真枪的试验、调试才可以不断完善和提升的。实验室环境很难模拟出风雨雪雾、夜晚的低照度、灯光干扰、昆虫、车灯等外部因素。其实IVS厂家非常需要实际项目中经验的积累、问题的反馈，到算法的改进。因此，对于IVS产品，起步快的厂家无意占用绝对的优势，如果有厂家IVS产品在各种不同应用场所应用过1年以上并运行良好，那将是了不起的公司，相信该公司的算法、经验等在一个周期的历练中成长起来了。西刹子认为但对于国内外的IVS产品，有人说国外的架构、界面、用户习惯可能不合适中国人，个人感觉这是避重就轻了，不敢针锋相对。

IVS的主要应用

目前，市场上宣传的IVS技术达10多种，个人认为：真正的技术是需要经得起实际应用考验和能给客户带来真正实惠的，比如，目前广泛应用的入侵探测技术、丢包（炸弹）探测、逆行、排队控制、流量探测、车牌识别、人脸识别、PTZ跟踪、非法停车等，以上这些IVS技术从设计出发点、实际应用、给客户带来的利益等，均已经得到的充分验证，在国外及国内均为广泛认可。但是对于如防止涂鸦、防摔倒、打架斗殴探测、防止尾随等，笔者认为无论是开发难度、应用需求、实际效果等，均不会很好。

IVS产品选型

视频分析产品选型：视频分析录像系统涉及数字视频，视频分析算法开发，因此，厂家的行业经验积累，开发能力，至关重要。产品发布时间早的供应商，成功案例多的供应商，其产品会越成熟和可靠。在复杂室外环境下的误报率和漏报率能反应厂家真正的实力。室外环境，风霜雨雪雾、高处物体或飞鸟的阴影、摇动的树叶、海浪、摄像机的风摆震动、室外建筑的反光等都可能时触发误报的原因。但优秀的厂家已经掌握了以上误报的解决方案并使IVS产品表现日益优秀。

IVS几个误区

o        智能非万能

       视频分析技术不是万能的，而是在一定应用环境下有很大局限的应用。通常，在一个场景下，首先需要明确设防的重点，如入侵或丢包等，而不可能在一个场景下进行各种分析工作。

o        多次调试

对于大型户外项目，IVS系统调试阶段工作量比较大，首先厂家根据现场情况及经验进行粗调，然后派人现场模拟，然后再调试。对于大规模应用IVS产品的系统，从调试到试运行，可能需要不止一次的现场模拟，其目的是改进视频分析探测效果。因此IVS产品多次调试并非厂商调试水平或产品问题。

o        参数微调

一般IVS系统运行一定周期后，厂家会再次抵达现场，根据系统误报的具体分类情况，针对不同场景进行微调和设定纠正。经过一到两次的系统微调，系统将不会产生误报警。同时IVS系统一般具备自学习功能，长时间的系统运行会进一步减少误报的产生。

o        系统升级

IVS厂家可能根据具体情况进行部分软体升级，西刹子认为升级不代表厂家应用的产品不成熟，反而是厂家综合实力及后续服务的体现。对于大型，尤其是户外环境的应用情况，例如青藏铁路这样恶劣的环境下，一天24小时，一年四季，风霜雨雪，没有任何厂家的产品可以直接应用并表现良好，需要经过不同的时间、季节、经过系统的自适应、学习、环境采集，甚至可能在调试过程中需要进行二次针对开发以达到最终理想效果，而并非出厂一步到位。

视频分析技术近年发展迅速，无论是从媒体的宣传，还是从刚刚结束的展会，人们似乎感觉到“智能视频、视频分析、IVS/CA”已经向我们走来了。几年前的概念，如今成了现实，并且来势汹汹，似乎要颠覆传统的监控方式、颠覆人们的监控理念。的确，视频分析技术早已经从概念、从实验室、从欧美应用进入了中国，相信主要厂家苦练内功、沉淀经验、培育市场，美好的时刻就来啦。

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