智慧型影像分析技術(Intelligent Video Analysis,IVA)在這幾年于影像監控產業被炒得很熱,各家廠商,無論是攝影機制造商、平臺供應商或者獨立軟體開發商都不斷強調自己有獨特的技術,提供IVA的功能,以有效簡化人力使用并且增加監看的效率。
無獨有偶的,在設備商不斷神話IVA功能的同時,市場也逐漸出現一些反對聲浪,尤其是過去曾有失敗經驗的使用者。進一步去檢討其中的癥結點,往往出現在系統整合商對于IVA的功能不求甚解;使用者也被美化的影片檔案誤導所致。藉著這個案例,我們來探討導入IVA所應該注意的事項。
該用多少解析度才適當?
IVA在整個視訊監控的設計環節應該是屬于配角而非主角,IVA的成功非常仰賴畫面的可用性,而非IVA本身的功能性。
重要的觀念就是,有正確且適合的場景(例如:物件大小、前景背景是否有明確的分析)才會有成功的分析功能,不然一定會得到相當多的誤報(False Alarm)。
一般而言,無論廠商所提供的是哪種方式的IVA,通常都會有設計工具(Design Tool)來協助規劃,一定要善用這方面的工具,以避免規劃錯誤。高畫質影像并不等于可以提高IVA的辨識效果,IVA是透過影像格數的拆解(Exact)、分析(Analysis)、組合(Compose)這幾個步驟來達到「動態」的分析影像。
其中對于效能影響最大的是「分析」的作業,越高的解析度,所需要的分析時間越長,這都會影響到IVA的品質。所以,大多廠商都會建議,運用在IVA的影像,采用CIF(320×240)或者4CIF(704×480)已經足夠,并不需要采用高解析度來進行分析。
不同設計架構注意要點不同
由于市場上IVA的功能相當多,無論使用者是需要電子圍籬、人車計數、方向偵測還是簡單的位移偵測,都必須確認使用者所需要的功能。
市場上針對IVA的產品大約可區分為叁種架構,分別有不同的效能與考量。以下就針對這三種架構的差異一一說明:
網路攝影機內建(Build-inIVAincamera)
市場上已有多款網路攝影機內建豐富的IVA功能,通常這種方式會直接在網路攝影機上輸出相同解析度的分析影像,因此加上分析的功能后,影像經常會因為硬體的效能而造成掉張的問題。
錄影平臺整合(NVR/DVR Embedded)
通常為了避免影響錄影效能,系統會另外透過多串流(multi-stream)的功能,向網路攝影機另外索取第二道串流來進行影像分析,此時,使用者可以依照實際需要,向網路攝影機索取不同的解析度。
網絡攝像機與IVA
但像這樣的整合方式,主機的效能以及頻寬的可用性是需要考慮進去的。因為在同一臺伺服器上,處理錄影時就會將CPU的效能降低,如果再加上影像的分析,可能造成兩方落空的窘境。除此之外,第二道串流所造成的頻寬影響,也往往被SI所忽略,造成中心端的核心頻寬不足,造成網路影像塞車的狀況。
第三方軟/硬體整合(Third-Party Integration)
這種情況類似錄影平臺整合,唯一的差別就是,采用專用的硬體設備進行額外影像分析作業。這個硬體可以是系統單晶片(SoC)架構的分析編碼器,或者架構在伺服器上的軟體分析。
這樣的架構,還是首重在采用的硬體設備是否會有效能上的瓶頸。如果是SoC,通常是架構在1路或者4路的解決方案;如果是軟體的話,就沒有這樣的限制,但通常最多就是提供4CIF的解析度。不過,由于也多是采用索取第二道串流的方式,所以也請不要忽略對中央頻寬的影響。
IVA多傾向走第二道串流
由上面的觀察可以知道,IVA的導入架構不同,需要考量的重點也就有所不同。不過,現在的設計主流大多傾向走第二道串流的方式來進行分析,而這個串流也通常不會與主要的監看或者錄影影像綑綁。
也就是說,監看或錄影采用高畫質影像串流,但是在執行影像分析的時候,則是為了效能上的考慮,僅用CIF或者4CIF的解析度,更由于前面說過,影像的解析度越大,不等于分析效能就會好或者誤報率就會降低;太過精細的畫面,反而會造成更多畫面上的變動,尤其是采用MPEG-4或者H.264這種動態補償的演算法影像,畫面上的雜訊,有時候反而會是誤報的元兇。
盡量釋放不必要的功能
此外,由于市場上的解決方案大多綑綁了很多不必要的分析功能,例如:使用者可能單純的想要電子圍籬的功能,但是在整個套件的報價中,還包含了遺留物偵測、人員計數等。對于這樣的方式,等于強迫使用者吸收不必要的成本。所以,已經有市場上的領導廠商,針對這樣的問題提出解決方案。
像是部份廠商便采用新型態的IVA架構,回歸到使用者付費以及傳送正確的警報通知上。使用者可以自行在第叁方的軟體上,選購適當的軟體模組(AnalysisModule)上傳到網絡攝影機上,將該網絡攝影機變成更有智慧來解決特定的問題;而警報的觸發,也透過網絡攝影機內建的警報通知方式來處理,不需要額外送出第二道串流,更不會影響到后端的錄影平臺效能。