生物识别领域引入嵌入式分析

 　　监控系统整合嵌入式分析技术也有一段时间了。最初，是将分析功能连同数据压缩／解压缩算法一起部署，用于优化与安全系统有关的通信带宽。这引起了更加深入的嵌入式分析应用，尤其是将视觉相关分析功能用于物业与基础设施以及交通状况等的自动实时监控应用。此外，大量离线视频分析的实施还一直用于取证目的。大量的应用说明嵌入式分析系统在安防监控中占有剧组轻重的位置。

　　嵌入式分析在监控领域的应用

　　除了视觉分析，声音处理技术也正在将嵌入式音频分析功能带给安全应用。攻击、爆炸、警报器、碰撞、闯入以及其它有麻烦的声音都会触发告警。此外，安全监控系统还实施多个麦克风或声音传感器来分析和判断具体声源所在的位置或声源方向。除了在安全应用中实施纯视觉或纯声音分析以外，在某些系统中，嵌入式分析还在某些系统中将两种传感技术结合在一起。

　　在声音辅助视频分析(SAVA)中，音频分析检查待查环境的声音场景并提供视频不容易发现的更多相关活动信息。系统先检测到玻璃破碎的声音，经嵌入式分析后，安全监控摄像机可能重新指向声音发出的区域。或者侵入声音可能会提高特定摄像机的分辨率获得更加清晰的影像。此外，声音识别还可帮助判断大量录制安全监控视频的相关性。声音识别甚至可在潜在安全风险部分遮挡或隐藏的情况下，或在其出现在摄像机视野前发出警告。发挥视频与音频的互补作用，能够提供一种强大的框架，实现可增强告警检测率的高系统可靠性。

　　需要嵌入式分析功能的安全系统可充分利用C6000TMDSP、达芬奇TM视频处理器以及其它片上系统(SoC)器件提供的众多功能。这些可编程器件除了低功耗与强大的处理功能外，还可针对高带宽数据传输进行架构设计。专门用于嵌入式分析的综合工具环境可缩短开发周期，加速产品上市进程。

　　达芬奇DMVAx视频处理器可针对嵌入式分析安全应用提供各种功能。其中部分功能包括集成型视频分析加速、业界首款视觉协处理器、影像协处理器，以及支持面部检测、视频稳定、噪声过滤以及其它功能的完整视频处理子系统。TIDMVAx处理器建立在ARM9TM内核基础之上，提供 TISmartAnalytics支持，其中包含五种基本嵌入式分析功能：摄像机篡改检测、智能动作检测、触发区(可检测分析从一个区域运动到另一个区域的对象)、对象计数，以及可逐帧跟踪并标识对象的数据流元数据。

　　智能编解码器技术是DMVAx处理器嵌入式分析功能的内在组成部分，在分析应用中可提高编解码器效率。例如，智能编解码器技术可以同面部检测共同运用，分配更多的位元给影像外观，从而可为需要检测的区域实现更高的分辨率。

　　分辨率与画质促进整体飞跃

　　如今，在电视信号、视频会议、数字录像机等各个跟视频相关的产品均已经进入百万像素的高清时代，大家都希望看到视频监控的图像质量也能与时俱进。科达推出的百万像素的网络摄像机，分辨率达到了720p(1280×720)和1080p(1920×1080)，配合科达的高清NVR和监控管理平台，可实现高清晰度、高可靠性、高性价比的视频监控解决方案。

　　高清晰能否实现清晰度质的飞跃以及后续市场效用？

　　1、百万像素的分辨率，视频图像清晰度质的飞跃

　　模拟摄像机输出的是复合视频信号，受到N/P制规范的约束，经过视频采样后PAL制下最大分辨率为720×576，NTSC制下最大分辨率为720×480。也就是说模拟视频图像经过编码后的最高像素仅仅在40万左右。

　　而网络摄像机的分辨率可以达到720p或1080p甚至更高。与模拟摄像机相比，高清网络摄像机的清晰度有大幅的提升，能够覆盖更广的区域，提供更清晰的细节。科达720p的网络摄像机视频分辨率为1280×720，是标清摄像机(D1分辨率)的 2.5倍，科达1080p网络摄像机视频分辨率为1920×1080，是标清摄像机(D1分辨率)的5倍。相对于模拟监控图像，高清视频分辨率更高，携带的图像信息更加细腻与真实，采用16：9的宽屏风格，监控视野更加开阔。

　　2、高清晰度的画面质量，为智能图像分析提供广阔市场

　　在视频监控系统中加入智能分析的手段，使人眼和人脑得到解放，一直是视频监控发展的趋势之一。近几年，几乎所有的视频监控厂家都推出了智能监控产品，但智能产品从未在视频监控领域大规模应用过。以“人脸识别”为例，众所周知，通常监控拍摄的角度是俯视的，人离摄像机比较近时，很难拍摄到人的正面，而人离摄像机较远时，因为模拟摄像机的清晰度不高，往往拍到了人脸，却无法辨认人脸的细节特征。追根究底，还是因为模拟摄像机的分辨率过低，很难达到智能分析的要求。

　　在同一角度，我们利用模拟摄像机和编码器拍摄的CIF(352*288)和D1(704*576)的视频截图，与利用科达高清摄像机拍摄的720p的视频截图对比如下：

　　我们再将三幅图像的细节进行放大，可以看出CIF分辨率的中的小女孩面部轮廓非常模糊，基本上无法辨别；D1分辨率中的小女孩的五官依稀可辨，通过智能算法可捕获人脸，却无法进行智能匹配；而利用科达的720p高清摄像机拍摄的图像中，小女孩的五官非常清晰，已经达到了智能图像分析的人脸捕获与匹配对于图像清晰度的要求。

　　扫描与画质提升整体质量

　　3、逐行扫描技术，在拍摄高速运动的物体时更有优势

　　由于模拟视频图像是由两个隔行扫描的场信号构成，这意味着我们看到的图像的每一帧都是由两个采集时间不同的“半幅”图像合并而成的。当物体的运动速度较快时，由于采集时间不同步，导致两个半幅图像不能准确合并，会出现重影或者锯齿现象。

　　而高清的网络摄像机采用的是逐行扫描的技术，对一幅完整的画面进行一次性的扫描，有效的解决了重影或锯齿问题。

　　同样是行驶中的车辆，用模拟摄像机和编码器拍摄的D1分辨率的视频截图，与用科达720p高清网络摄像机拍摄的视频截图对比如下：

　　4、全数字化的视频图像处理，画面细腻无杂色

　　模拟摄像机的基本工作原理为(以CCD模拟摄像机为例)：被摄物体的光线从镜头进入摄像机后被投射到图像传感器上，通过传感器进行光电转换后送入A/D变换器，转换成数字信号，送入图像处理器进行各种放大、校正等处理，再经D/A变换后，转换成模拟电视信号进行传输，送入存储设备后，再转换为数字信号进行存储。

　　多次模/数和数/模转换，对原始图像信息有较大损伤，部分真实的信息遗失，而杂讯增加，影响图像的清晰度。

　　科达高清网络摄像机采用数字解决方案，最大程度保留了原始图像信息。由于实时视频与录像均采用同样的视频处理方式，录像与实时视频同样清晰。此外全数字化的视频解决方案，也大大降低了视频处理的复杂程度。

　　此外，模拟摄像机传输视频图像时亮度信号和色度信号是混合传输的，在模转数之前还需要进行亮色分离，在亮色分离做得不够完全时，我们看到的图像就会有杂色出现。
 

  【中安网原创稿件声明】转载中安网文章时应遵循以下三个规则：1、保持原创文章中图表、图片、音视频的完整性；2、完整标注文章作者［文章前后有说明］；3、转载中安网原创中部分内容也要完整标注来源"中安网"，违者本网将依法追究。