解析智能視頻監(jiān)控存儲(chǔ)的幾個(gè)技術(shù)設(shè)想

智能技術(shù)的分析

智能監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在不少獨(dú)立的領(lǐng)域有所發(fā)展，但目前還未出現(xiàn)比較完美的綜合性的解決方案，筆者根據(jù)多年的工作實(shí)踐，結(jié)合現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，提出以下五個(gè)技術(shù)方面的設(shè)想。

智能碼流技術(shù)

智能碼流，是系統(tǒng)根據(jù)圖像識(shí)別后，根據(jù)畫面運(yùn)動(dòng)主體的運(yùn)動(dòng)速度，將正常錄制的視頻進(jìn)行碼流調(diào)整，進(jìn)行最后的視頻存儲(chǔ)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)慢的運(yùn)動(dòng)主體，碼流記錄甚至可以低至8幀/秒(fps)以下，對(duì)于正常速度運(yùn)動(dòng)的主體，碼流設(shè)定正常的25fps，對(duì)于敏感圖像的運(yùn)動(dòng)物體的視頻碼流可設(shè)定在30fps以上。對(duì)于高速的運(yùn)動(dòng)主體，在高速攝像機(jī)的配合下，碼流可高達(dá)1000fps以上。智能碼流技術(shù)，可以減少非敏感圖像占用視頻存儲(chǔ)資源，從而對(duì)敏感圖像提供了充裕的記載能力。

動(dòng)態(tài)區(qū)域自適應(yīng)的智能監(jiān)控技術(shù)

以某車庫(kù)視頻監(jiān)控畫面為例，畫面上的敏感信息為運(yùn)動(dòng)的車輛和人。不敏感畫面是背景(地面和屋頂)。但在實(shí)際的視頻記錄中，背景(地面和屋頂)占據(jù)了50%以上的存儲(chǔ)空間。通過圖像識(shí)別技術(shù)，可以判定固定背景與運(yùn)動(dòng)物體圖像，因而，具備了只在記載畫面的中有運(yùn)動(dòng)的技術(shù)可能。動(dòng)態(tài)區(qū)域智能監(jiān)控，就是只記載除背景以外的運(yùn)動(dòng)物體，從而大大減少了視頻存儲(chǔ)空間的需求，相同的存儲(chǔ)空間，可保留的視頻時(shí)間長(zhǎng)度可以成倍提高。攝像系統(tǒng)，通過圖像識(shí)別技術(shù)，可以智能學(xué)習(xí)，判斷哪些圖像是背景，即便是由云臺(tái)控制的攝像頭，通過設(shè)定的時(shí)間內(nèi)的自動(dòng)學(xué)習(xí)，也可以自動(dòng)判定錄制視頻中的新背景，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體圖像的智能監(jiān)控。

非敏感區(qū)域的低碼流記載技術(shù)

視頻上方的25%到30%的區(qū)域，通常是天空或建筑的頂部圖像，基本屬于敏感要素不太可能出現(xiàn)的區(qū)域。如某些典型監(jiān)控圖像中的紅色馬賽克部分的圖像，基本不會(huì)含有人們關(guān)心的視頻內(nèi)容，因此可以把視頻圖像的非敏感區(qū)域的忽略或者用低碼流另外記錄，只需在回放的時(shí)候與高碼流的視頻做一個(gè)同步。值得說明的是，非敏感區(qū)域在不同應(yīng)用場(chǎng)景，各有不同，有的也許在視頻圖像的下方，有的監(jiān)控場(chǎng)景，非敏感區(qū)域是不規(guī)則的，可以在視頻監(jiān)控系統(tǒng)安置好后，根據(jù)實(shí)際情況再進(jìn)行應(yīng)用層面的人工設(shè)定。

人臉/車輛識(shí)別(或其他敏感移動(dòng)物體)驅(qū)動(dòng)高清攝錄技術(shù)

在特殊的場(chǎng)景下，比如大樓的進(jìn)口處、電梯等地方，人臉是敏感圖像。在車庫(kù)內(nèi)、小區(qū)的進(jìn)出口處，車輛及其號(hào)牌是敏感圖像。若全部用高清的視頻固然可以滿足監(jiān)控需求，但視頻存儲(chǔ)，特別是長(zhǎng)時(shí)間的保存就會(huì)需要海量的存儲(chǔ)空間;若根據(jù)圖像識(shí)別技術(shù)，判斷出現(xiàn)設(shè)定的敏感圖像的時(shí)候，才驅(qū)動(dòng)攝像頭啟動(dòng)高清記錄，對(duì)于一般的非敏感圖像，則啟動(dòng)標(biāo)清甚至低碼率的視頻流來記錄。這樣高清與標(biāo)清相結(jié)合的監(jiān)控記錄，即保證了記錄敏感圖像的質(zhì)量，同時(shí)又較大程度上減少了視頻存儲(chǔ)量。

序列幀視頻文件分布存儲(chǔ)技術(shù)

把視頻在一秒內(nèi)產(chǎn)生的幀為標(biāo)識(shí)成序列幀，同時(shí)編制存儲(chǔ)與播放序列，把不同序列的幀劃分為數(shù)個(gè)文件存儲(chǔ);單個(gè)幀序列文件可以單獨(dú)播放，效果等同于低碼流記錄的視頻效果。所有幀序列可以合成完全視頻一起播放時(shí)，則是高清(或標(biāo)清)的視頻效果。當(dāng)需要回收存儲(chǔ)空間的時(shí)候，可按存儲(chǔ)策略規(guī)劃，先將一部分序列幀視頻文件所占的區(qū)域覆蓋。另一部份則保存下來，從而更有效的利用存儲(chǔ)空間。例如按原存儲(chǔ)能力可以保留1個(gè)月的視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過視頻幀文件的分布存儲(chǔ)后，可以保留數(shù)個(gè)月的有選擇的序列幀視頻的文件數(shù)據(jù)。對(duì)已保留了中長(zhǎng)期的序列幀視頻文件進(jìn)行部分覆蓋，實(shí)現(xiàn)淡入淡出式的視頻逐漸丟棄，長(zhǎng)期保留的視頻數(shù)據(jù)不是一下完全消失，而是慢慢的消失、丟棄。從而最大限度地延長(zhǎng)監(jiān)控視頻保留的時(shí)間。

基于以上五種技術(shù)的智能視頻監(jiān)控的視頻流

如圖1所示，智能監(jiān)控的視頻流，是經(jīng)過一系列的不同邏輯層面的圖像識(shí)別，進(jìn)行的智能判斷后進(jìn)行錄制、存儲(chǔ)的。其中動(dòng)態(tài)區(qū)域自適應(yīng)的智能監(jiān)控技術(shù)、非敏感的低碼流記載技術(shù)的運(yùn)用可以根據(jù)實(shí)際需要，貫穿在整個(gè)存儲(chǔ)過程;或者根據(jù)應(yīng)用層面的人工設(shè)定，有選擇地實(shí)施。圖像識(shí)別從初步識(shí)別，到精細(xì)識(shí)別，按需要分層次進(jìn)行。對(duì)視頻圖像識(shí)別的采樣頻率，可以根據(jù)需要，設(shè)定具體頻率，不需要對(duì)每一幀的圖像都識(shí)別。