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高清智能監控背后 關(guān)于數據量巨增的一些思考
時(shí)間:2016-03-07 18:17:46 來(lái)源:深圳市智慧安防行業(yè)協(xié)會(huì ) 作者:OFweek
監控攝像機每天產(chǎn)生海量的視頻和圖像數據，依靠人工來(lái)分析和處理這些信息變得越來(lái)越困難。監控攝像機產(chǎn)生的視頻和圖片進(jìn)入大數據平臺后，首先存入云存儲系統，同時(shí)通過(guò)分布式智能分析二次提取深度人、車(chē)結構化數據，這些數據連同感知型攝像機產(chǎn)生的結構化數據一起存入分布式數據庫，為上層應用提供大數據檢索、比對和研判服務(wù)。
目前安防監控領(lǐng)域已經(jīng)從模擬時(shí)代演變到網(wǎng)絡(luò )數字時(shí)代，高清時(shí)代也已經(jīng)到來(lái)，監控的應用范圍逐步擴大，許多行業(yè)應用已經(jīng)不僅僅是本地小范圍監控，而是在全局聯(lián)網(wǎng)的基礎上，進(jìn)行城市級、省級乃至全國范圍內跨區域的大規模高清聯(lián)網(wǎng)監控，數據量持續猛增，如何高效處理龐大的數據，是每個(gè)視頻監控廠(chǎng)商需要共同面對的課題。
中國龐大市場(chǎng)背后數據爆炸式增長(cháng)
從整個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)境來(lái)看，經(jīng)過(guò)過(guò)去幾十年的發(fā)展，國內的視頻監控產(chǎn)業(yè)已形成了品種齊全、技術(shù)水平先進(jìn)的產(chǎn)業(yè)體系，視頻監控產(chǎn)品的應用環(huán)境也不局限于安全防范，在人流統計，設備檢測等領(lǐng)域也得到了廣泛的應用。尤其是近幾年，國家對“平安城市”、“智能交通”、“智慧城市”等項目的重視，有力地促進(jìn)了公安、政府及社會(huì )各界對智能安防產(chǎn)品需求。數據顯示，《中國安防行業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》數據顯示，中國已經(jīng)發(fā)展成為世界上最龐大的安全防范產(chǎn)品市場(chǎng)之一。
同時(shí)，視頻監控產(chǎn)業(yè)近幾年保持了高速增長(cháng)的態(tài)勢，未來(lái)發(fā)展也一度被看好，高清化、智能化成為行業(yè)發(fā)展的主導方向，行業(yè)前景持續保持高度景氣。但是龐大的中國市場(chǎng)背后，隨著(zhù)視頻聯(lián)網(wǎng)監控范圍的擴大、前端監控點(diǎn)數量的增多、也出現了多方面的問(wèn)題：視頻錄像數據爆炸式增長(cháng)，安防系統的應用和性能受制于海量視頻圖像信息的采集、分析和處理。因此，實(shí)現視頻監控產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展，必須通過(guò)在安防產(chǎn)品中結合增強現實(shí)與視頻結構化描述技術(shù)，在云計算的環(huán)境下實(shí)現視頻結構化大數據分析應用等新技術(shù)手段來(lái)解決相應問(wèn)題。
高清視頻與數據處理二者如何兼顧
高清視頻監控系統產(chǎn)生的大數據有“4V”特征：Volume(體量巨大)、Variety(類(lèi)型多樣化)、Velocity(處理速度快)和Value(價(jià)值密度低)，但它與傳統數據系統產(chǎn)生的數據相比，又存在較大的不同。傳統數據一般是文本類(lèi)型或數值類(lèi)型，形式較為簡(jiǎn)單，容易對其進(jìn)行分析和處理；而視頻監控數據是基于內容的數據，信息量龐大，計算機無(wú)法理解其包含的內容和所表達的語(yǔ)義。
圖像視頻的理解和識別一直是計算機視覺(jué)領(lǐng)域的難題，由于無(wú)法智能地分析出視頻中蘊含的豐富內容，很多時(shí)候仍然要耗費大量的人力物力，在海量的視頻監控數據中查找有價(jià)值的信息，無(wú)異于大海撈針。
基于以上視頻監控數據的特點(diǎn)，首先需要解決海量監控視頻的存儲問(wèn)題，然后以云計算技術(shù)框架為支撐，結合智能分析算法，在理解視頻內容的基礎上，對視頻監控數據及其關(guān)聯(lián)數據進(jìn)行綜合分析。
目前，基于內容的智能分析在視頻監控領(lǐng)域得到了深入研究，但智能分析除了受限于算法理論的發(fā)展，更受限于計算能力的發(fā)展，智能分析的算法復雜度較高，而且其樣本數量龐大，非普通計算系統所能勝任。因此采用云計算和云存儲技術(shù)來(lái)解決城市視頻大數據智能化應用的需求就顯得非常的緊迫。
數據量劇增背后智能監控那些事兒
龐大的視頻監控網(wǎng)絡(luò )每天所產(chǎn)生的數據量是驚人的，而相比之下，其中的有效信息如同鳳毛麟角，于是視頻監控智能化成為產(chǎn)業(yè)內共同關(guān)注的話(huà)題。我國對智能視頻監控的研究雖起步較晚，但由于國家的高度重視，也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。早期，微軟亞洲研究院對視頻的場(chǎng)景分割、字幕探測與識別等技術(shù)進(jìn)行了深入研究；清華大學(xué)對場(chǎng)景分割、場(chǎng)景關(guān)鍵幀提取等探測技術(shù)進(jìn)行了研究；北京理工大學(xué)對場(chǎng)景分割與摘要提取做了研究；武漢大學(xué)、浙江大學(xué)、復旦大學(xué)對視頻鏡頭的分割與檢索技術(shù)進(jìn)行了研究，并取得了重要成果。
現如今，雖然在智能視頻監控的研究上取得到了很大的進(jìn)展，但由于自然環(huán)境復雜多變以及應用場(chǎng)合的多樣化，監控中的運動(dòng)目標檢測與跟蹤過(guò)程始終是智能監控的難點(diǎn)和重點(diǎn)。為了實(shí)現對視頻資源進(jìn)行視頻錄像文件的高效分析、視頻摘要壓縮、視頻線(xiàn)索庫、車(chē)輛識別、人臉識別等服務(wù)，以及利用基于視頻智能化分析、檢索和存儲管理的服務(wù)，實(shí)現對嫌疑目標的快速自動(dòng)識別，對運動(dòng)目標的結構化描述，成為目前研究熱點(diǎn)。
對比國內外智能監控產(chǎn)品，國外的先進(jìn)智能產(chǎn)品由于售價(jià)及維護成本高昂，同時(shí)缺乏本土化開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，產(chǎn)品大多是為滿(mǎn)足國外的用戶(hù)需要而設計的，與我國“智慧型平安城市”的應用、管理、規模、使用習慣、應用環(huán)境等方面的實(shí)際情況有較大的差異，不適合我國的國情。而國內安防企業(yè)亦需要突破平安城市海量視頻存儲和管理的核心技術(shù)，緊跟未來(lái)智慧城市的大物聯(lián)、大數據、大安防的發(fā)展步伐和速度。
視頻監控產(chǎn)業(yè)將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展
視頻監控產(chǎn)業(yè)屬于知識密集型產(chǎn)業(yè)，不僅產(chǎn)業(yè)影響力大，而且還具有行業(yè)附加值高、整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈長(cháng)、對經(jīng)濟的拉動(dòng)作用大等特點(diǎn)，要實(shí)現跨越式發(fā)展就要加大研發(fā)投入，加快技術(shù)改進(jìn)，促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步。而在產(chǎn)業(yè)的技術(shù)供給方面，產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展會(huì )推動(dòng)其它相互關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，從而使整個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平不斷向更高層次推進(jìn)?？梢钥闯?，視頻監控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以同時(shí)帶動(dòng)一批軟件、硬件、芯片、集成企業(yè)，使得整體技術(shù)水平得到一個(gè)共同的飛躍式進(jìn)步。
從《安防行業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》中，不難預測出未來(lái)10年是智能安防的戰略機遇期。在智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的推動(dòng)下，智能安防產(chǎn)業(yè)鏈的整合和深化應用將成為主要趨勢，既能推動(dòng)云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，又將實(shí)現視頻監控領(lǐng)域的大數據智能化應用，從而加快“智慧城市”的建設步伐。
目前安防監控領(lǐng)域已經(jīng)從模擬時(shí)代演變到網(wǎng)絡(luò )數字時(shí)代，高清時(shí)代也已經(jīng)到來(lái)，監控的應用范圍逐步擴大，許多行業(yè)應用已經(jīng)不僅僅是本地小范圍監控，而是在全局聯(lián)網(wǎng)的基礎上，進(jìn)行城市級、省級乃至全國范圍內跨區域的大規模高清聯(lián)網(wǎng)監控，數據量持續猛增，如何高效處理龐大的數據，是每個(gè)視頻監控廠(chǎng)商需要共同面對的課題。
中國龐大市場(chǎng)背后數據爆炸式增長(cháng)
從整個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)境來(lái)看，經(jīng)過(guò)過(guò)去幾十年的發(fā)展，國內的視頻監控產(chǎn)業(yè)已形成了品種齊全、技術(shù)水平先進(jìn)的產(chǎn)業(yè)體系，視頻監控產(chǎn)品的應用環(huán)境也不局限于安全防范，在人流統計，設備檢測等領(lǐng)域也得到了廣泛的應用。尤其是近幾年，國家對“平安城市”、“智能交通”、“智慧城市”等項目的重視，有力地促進(jìn)了公安、政府及社會(huì )各界對智能安防產(chǎn)品需求。數據顯示，《中國安防行業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》數據顯示，中國已經(jīng)發(fā)展成為世界上最龐大的安全防范產(chǎn)品市場(chǎng)之一。
同時(shí)，視頻監控產(chǎn)業(yè)近幾年保持了高速增長(cháng)的態(tài)勢，未來(lái)發(fā)展也一度被看好，高清化、智能化成為行業(yè)發(fā)展的主導方向，行業(yè)前景持續保持高度景氣。但是龐大的中國市場(chǎng)背后，隨著(zhù)視頻聯(lián)網(wǎng)監控范圍的擴大、前端監控點(diǎn)數量的增多、也出現了多方面的問(wèn)題：視頻錄像數據爆炸式增長(cháng)，安防系統的應用和性能受制于海量視頻圖像信息的采集、分析和處理。因此，實(shí)現視頻監控產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展，必須通過(guò)在安防產(chǎn)品中結合增強現實(shí)與視頻結構化描述技術(shù)，在云計算的環(huán)境下實(shí)現視頻結構化大數據分析應用等新技術(shù)手段來(lái)解決相應問(wèn)題。
高清視頻與數據處理二者如何兼顧
高清視頻監控系統產(chǎn)生的大數據有“4V”特征：Volume(體量巨大)、Variety(類(lèi)型多樣化)、Velocity(處理速度快)和Value(價(jià)值密度低)，但它與傳統數據系統產(chǎn)生的數據相比，又存在較大的不同。傳統數據一般是文本類(lèi)型或數值類(lèi)型，形式較為簡(jiǎn)單，容易對其進(jìn)行分析和處理；而視頻監控數據是基于內容的數據，信息量龐大，計算機無(wú)法理解其包含的內容和所表達的語(yǔ)義。
圖像視頻的理解和識別一直是計算機視覺(jué)領(lǐng)域的難題，由于無(wú)法智能地分析出視頻中蘊含的豐富內容，很多時(shí)候仍然要耗費大量的人力物力，在海量的視頻監控數據中查找有價(jià)值的信息，無(wú)異于大海撈針。
基于以上視頻監控數據的特點(diǎn)，首先需要解決海量監控視頻的存儲問(wèn)題，然后以云計算技術(shù)框架為支撐，結合智能分析算法，在理解視頻內容的基礎上，對視頻監控數據及其關(guān)聯(lián)數據進(jìn)行綜合分析。
目前，基于內容的智能分析在視頻監控領(lǐng)域得到了深入研究，但智能分析除了受限于算法理論的發(fā)展，更受限于計算能力的發(fā)展，智能分析的算法復雜度較高，而且其樣本數量龐大，非普通計算系統所能勝任。因此采用云計算和云存儲技術(shù)來(lái)解決城市視頻大數據智能化應用的需求就顯得非常的緊迫。
數據量劇增背后智能監控那些事兒
龐大的視頻監控網(wǎng)絡(luò )每天所產(chǎn)生的數據量是驚人的，而相比之下，其中的有效信息如同鳳毛麟角，于是視頻監控智能化成為產(chǎn)業(yè)內共同關(guān)注的話(huà)題。我國對智能視頻監控的研究雖起步較晚，但由于國家的高度重視，也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。早期，微軟亞洲研究院對視頻的場(chǎng)景分割、字幕探測與識別等技術(shù)進(jìn)行了深入研究；清華大學(xué)對場(chǎng)景分割、場(chǎng)景關(guān)鍵幀提取等探測技術(shù)進(jìn)行了研究；北京理工大學(xué)對場(chǎng)景分割與摘要提取做了研究；武漢大學(xué)、浙江大學(xué)、復旦大學(xué)對視頻鏡頭的分割與檢索技術(shù)進(jìn)行了研究，并取得了重要成果。
現如今，雖然在智能視頻監控的研究上取得到了很大的進(jìn)展，但由于自然環(huán)境復雜多變以及應用場(chǎng)合的多樣化，監控中的運動(dòng)目標檢測與跟蹤過(guò)程始終是智能監控的難點(diǎn)和重點(diǎn)。為了實(shí)現對視頻資源進(jìn)行視頻錄像文件的高效分析、視頻摘要壓縮、視頻線(xiàn)索庫、車(chē)輛識別、人臉識別等服務(wù)，以及利用基于視頻智能化分析、檢索和存儲管理的服務(wù)，實(shí)現對嫌疑目標的快速自動(dòng)識別，對運動(dòng)目標的結構化描述，成為目前研究熱點(diǎn)。
對比國內外智能監控產(chǎn)品，國外的先進(jìn)智能產(chǎn)品由于售價(jià)及維護成本高昂，同時(shí)缺乏本土化開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，產(chǎn)品大多是為滿(mǎn)足國外的用戶(hù)需要而設計的，與我國“智慧型平安城市”的應用、管理、規模、使用習慣、應用環(huán)境等方面的實(shí)際情況有較大的差異，不適合我國的國情。而國內安防企業(yè)亦需要突破平安城市海量視頻存儲和管理的核心技術(shù)，緊跟未來(lái)智慧城市的大物聯(lián)、大數據、大安防的發(fā)展步伐和速度。
視頻監控產(chǎn)業(yè)將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展
視頻監控產(chǎn)業(yè)屬于知識密集型產(chǎn)業(yè)，不僅產(chǎn)業(yè)影響力大，而且還具有行業(yè)附加值高、整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈長(cháng)、對經(jīng)濟的拉動(dòng)作用大等特點(diǎn)，要實(shí)現跨越式發(fā)展就要加大研發(fā)投入，加快技術(shù)改進(jìn)，促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步。而在產(chǎn)業(yè)的技術(shù)供給方面，產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展會(huì )推動(dòng)其它相互關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，從而使整個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平不斷向更高層次推進(jìn)?？梢钥闯?，視頻監控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以同時(shí)帶動(dòng)一批軟件、硬件、芯片、集成企業(yè)，使得整體技術(shù)水平得到一個(gè)共同的飛躍式進(jìn)步。
從《安防行業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》中，不難預測出未來(lái)10年是智能安防的戰略機遇期。在智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的推動(dòng)下，智能安防產(chǎn)業(yè)鏈的整合和深化應用將成為主要趨勢，既能推動(dòng)云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，又將實(shí)現視頻監控領(lǐng)域的大數據智能化應用，從而加快“智慧城市”的建設步伐。
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