返回首页

网站导航
资讯首页> 网站公告 >产品资讯 > 智能摄像机的智能分析算法分类应用

    智能摄像机的智能分析算法分类应用

    产品资讯2018年10月29日
    分享

    智能摄像机的称呼由来已久,从最开始的模拟摄像机、模拟球机、标清网络摄像机到如今的高清摄像机,都有被称之为智能摄像机。而"智能"的定义,也是没有统一标准的,例如支持CCD的参数可调、具备自动白平衡、支持移动侦测、支持视频遮挡检测以及支持周界防范等都可以被称之为智能。以上因素在相当程度上造成目前市场上智能摄像机种类杂多的情况,以至于让用户很难区分,如雾里看花。

    但是,随着最近两年高清视频监控的发展及市场应用的日趋成熟,行业内对智能摄像机的定义开始清晰,即具备智能视频分析功能的高清摄像机。这一理念已经逐步为厂商和用户所认可。智能摄像机的硬件架构比较简单,但是根据内嵌的智能分析算法的不同和输出的接口的差异,又可以分为很多种类。

    智能摄像机的硬件架构及智能分析算法分类应用

    智能摄像机的硬件架构

    与传统的模拟摄像机或者网络摄像机相比,智能摄像机最大的特点是具备智能分析的功能,因此,在硬件上一般会多一颗CPU芯片--DSPARM或者FPGA.这颗芯片负责智能摄像机内部智能分析算法的运算。

    SENSORISP部分

    SENSOR一般采用CCD或者CMOS.目前监控用的智能摄像机由于应用的领域较为关键、技术相对先进,所以大部分都采用200万像素以上的CCD芯片,但是随着CMOS技术的成熟,目前已经有逐步往CMOS发展的趋势。ISP部分主要指对CCD信号的后期处理,如白平衡、曝光时间等的调整,其又分为两种情况:传统情况下一般会采用一颗独立的DSP来完成,但是近年来也有芯片厂商将这部分的功能整合到视频压缩的ASIC芯片中,提高集成度。

    智能分析运算CPU

    这部分的主要功能就是运算摄像机内嵌的智能分析算法,并主要采用FPGADSP来实现,且目前两种方案都有厂商在使用,比较而言后者应用更多,用户的认可度也较高。据悉,这部分目前也出现有视频压缩芯片厂商将之整合到视频ASIC中的情况,利用ASIC芯片中日益强大的ARM芯片来实现分析的功能。

    智能摄像机的硬件架构及智能分析算法分类应用

    视频压缩部分

    这部分目前技术非常成熟,按实现方式主要分为三大类:一是用FPGA来实现,但是成本高,难度大,现在已经很少看到;二是用DSP来实现,这种方式非常成熟,不过也是由于成本和开发难度的问题,已经逐步为ASIC方式所替代;第三种就是ASIC方式,芯片厂商会在ASIC内部固化视频压缩算法及基本的功能API接口,终端厂商开发的难度大大降低,同时由于实现了专芯专用和批量化的流片,芯片的成本也大大降低,为网络摄像机的普及奠定了良好的基础。目前的ASIC芯片性能已经相当强劲,单芯片已经可以支持16D1,压缩一个标准的1080P视频更不在话下。另外,ASIC芯片现在可以集成越来越多的功能,上文提及的ISP和智能分析CPU现在都可以集成到一颗ASIC芯片上。采用视频压缩芯片的智能摄像机方案一般都输出网络接口。

    SDI的转换输出部分

    这部分一般为可选部分,如果选择SDI的转换部分,上述的视频压缩部分就不再需要,经过ISP CPU处理分析的视频数据可以通过SDI的转换芯片转换为符合标准的HD-SDI信号,输出给相关的传输或者终端设备。

    智能分析算法的几大类型及应用

    智能分析是智能摄像机的核心功能,其功能和性能又完全取决于其内嵌的智能分析算法,根据目前业界发展的趋势和市场的需求来看,我们可以大致将目前应用的智能分析算法分为以下几个类型:

    车牌识别功能

    目前支持车牌识别的智能摄像机主要应用于交通领域,如闯红灯、卡口、停车场等的应用。和以前传统的摄像机配合处理主机的系统相比,智能摄像机采用一体化设计,一方面降低了成本,另一方面减少了系统连接,降低了故障率。内置车牌识别功能的智能摄像机是以后交通领域应用的趋势。

    交通行为分析

    主要是指除闯红灯以外的交通违章行为的检测和分析,如违章停车、压黄线、逆行、不按车道行驶、违章左行右行等。以前的系统受系统性能限制,基本上无法实现上述的功能。由于CPU芯片性能的提升和采用的高清相机具备更大的视野,智能摄像机目前已经可以较为完善的实现上述功能。

    基础行为分析

    基础的行为分析主要包括绊线、周界防范、物品遗留、物品丢失、人员聚集等,这部分的技术比较成熟,从智能分析进入安防领域开始,这些功能便开始存在,因此目前这些算法应用较为广泛。

    视频质量诊断

    视频质量诊断指的是对摄像机本身图像质量的监测,如雪花、条纹、视频丢失等,由于该算法主要是起到自测作用,因此一般会绑定其他功能一起使用。

    流量计数统计

    计数功能主要分为人员计数和车辆计数,人员计数主要用于出入口控制或统计,如地铁、机场、火车站、超市等。车辆计数主要用于卡口、交通密集度的监测等。

    人脸识别功能

    人脸识别功能分为人脸检测和人脸对比,后者需要基于前者来实现,前者主要用于辅助计数和目标侦测,后者主要用于人员识别以实现门禁权限控制、考勤、重要人物识别等。

    外部输出接口的差异

    根据使用场合划分,智能摄像机的接口分为网络接口和HD-SDI接口。目前绝大部分的智能摄像机采用网络接口传输,传输协议采用标准的TCP/IP协议。不同的是有的智能摄像机采用网络接口传输图片,而有的智能摄像机采用网络接口传输经过压缩的视频流,目前这两类摄像机有整合的趋势,即一个摄像机支持多个码流,既可以传输图片又可以传输视频流。网络摄像机的优势是协议标准、部署方便且对传输媒质的要求相对较低。

    HD-SDI接口是新兴的需求,由于网络接口有不可避免的画质损失和传输延时,在一些特定的场合,可以采用HD-SDI接口的智能摄像机。HD-SDI接口具备画质优秀,传输延时较低的特性,但是HD-SDI对传输的要求比较严格--短距离使用同轴电缆来传输,而远距离就必须使用光纤了。与网络接口相比,HD-SDI接口的设备在整体系统构建的时候需要投入的成本要高很多。