近年來，中國視頻監(jiān)控市場受平安城市建設(shè)、北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會等安保項目以及各行業(yè)視頻監(jiān)控需求快速增長等因素的刺激和拉動，取得了快速發(fā)展，整個市場規(guī)模迅速擴大?！笆濉逼陂g，隨著平安城市建設(shè)等各項政策的繼續(xù)開展和深化，以及交通、教育、金融等各個行業(yè)用戶的安防意識的不斷增強，預(yù)計未來視頻監(jiān)控市場將保持強勁增長。在這些如平安城市建設(shè)、世博會等大規(guī)模項目中，面對數(shù)以萬計的前端攝像頭，其日常維護的矛盾日趨激烈。

　　監(jiān)控行業(yè)的運維現(xiàn)狀

　　據(jù)不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前運行的監(jiān)控系統(tǒng)中正常使用的攝像機的比例不到60%，而且當(dāng)前數(shù)量龐大的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運維工作主要都是靠人工檢測和處理，即使目前的監(jiān)控平臺上也出現(xiàn)了類似故障自動檢測等功能，但是這些功能只停留在簡單的判斷設(shè)備圖像是否存在、網(wǎng)絡(luò)是否連通等簡單的故障判斷，對視頻監(jiān)控中存在的視頻圖像模糊、圖像顏色不正常、圖像條紋干擾、雪花點干擾、攝像機嚴重偏移、云臺失控等視頻質(zhì)量問題沒有判斷和檢測功能。所以目前監(jiān)控系統(tǒng)運維出現(xiàn)了監(jiān)測難度大，故障處理不及時，運維工作量巨大，導(dǎo)致運維成本不斷增加，故障視頻也得不到及時的維護和修復(fù)，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用效果大打折扣，嚴重影響安全保障工作的有效開展。因此，如何提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)運維工作的效率、建設(shè)智能化的視頻監(jiān)控質(zhì)量診斷系統(tǒng)將成為視頻監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的趨勢。

　　視頻質(zhì)量診斷的技術(shù)基礎(chǔ)

　　視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化和高清化建設(shè)現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐步網(wǎng)絡(luò)化以后，對視頻數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一分析處理也成為了可能。在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)成熟的條件下，視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)采用先進的科學(xué)的視頻質(zhì)量診斷技術(shù)，應(yīng)用計算機視覺(Computer Vision)算法，對監(jiān)控系統(tǒng)中前端設(shè)備的常見圖像質(zhì)量故障問題進行診斷。常見的故障分成：信號丟失、圖像模糊、亮度異常、顏色異常、雪花噪聲、條紋干擾、畫面凍結(jié)、以及云臺失控。引起故障的原因很多，不同故障的背后原因也不同，表現(xiàn)出來的現(xiàn)象也不同，如表1所示。

　　對于信號丟失、畫面凍結(jié)的故障，圖像表現(xiàn)出固定模板和靜止不動的特征，通常采用模板比對的思想進行檢測。對于云臺失控的故障，由診斷服務(wù)器發(fā)出云臺運動指令，通過圖像中的運動分析來判斷云臺是否按照指令在運轉(zhuǎn)。對于其它5種故障，它們表現(xiàn)出來的現(xiàn)象不同，圖像呈現(xiàn)的特點不同，結(jié)合視頻圖像處理、人眼視覺模型、以及機器視覺的方法，分別設(shè)計5個檢測模塊，也可以稱為檢測器。在設(shè)計階段，通過大量的實際場景監(jiān)控視頻片段，對檢測器進行訓(xùn)練。在診斷過程中，每種檢測器提取相對應(yīng)的圖像特征，根據(jù)事先訓(xùn)練學(xué)習(xí)的判斷法則，對故障的類型進行判定，同時確定故障的嚴重程度。對于出現(xiàn)誤判、漏判的視頻，可以加入到訓(xùn)練樣本中，進行再訓(xùn)練再學(xué)習(xí)，以對檢測器進行改進，進一步提高檢測器性能。

　　視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用

　　保證視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)正常運行所需的前提條件是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，在這個基礎(chǔ)條件滿足的情況下，可以對現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)進行升級，實現(xiàn)視頻的質(zhì)量診斷功能：主要是通過后端服務(wù)器對每一路視頻進行輪詢檢測、分析的方式進行，最終提供給用戶即時的報警提示，在檢測完畢后能夠提供完整的視頻質(zhì)量問題報表。給監(jiān)控使用單位或者運維單位提供有力的故障數(shù)據(jù)，同時能夠快速的進行維修響應(yīng)。對于實際使用單位來說，可以提高監(jiān)控的使用效率，減少監(jiān)控故障造成的不良影響。對于監(jiān)控系統(tǒng)運維單位來說，可以提高響應(yīng)速度和工作效率，降低工作人員勞動強度，可以有效提高客戶滿意度。

　　系統(tǒng)通過單獨的視頻檢測服務(wù)器來實現(xiàn)對視頻的分析和檢測，對于用戶來說，可以在現(xiàn)有監(jiān)控平臺中嵌入視頻質(zhì)量檢測的功能，這樣使得整套檢測系統(tǒng)和現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)合二為一，方便用戶使用。系統(tǒng)架構(gòu)見圖1。

　　采用如上系統(tǒng)架構(gòu)，在監(jiān)控系統(tǒng)中接入視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，有以下優(yōu)點：

　　? 系統(tǒng)無損接入：診斷分析儀實際是后端智能分析儀，只需要接入監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，不需要對原有系統(tǒng)做更多修改，施工方便，實現(xiàn)無縫智能化升級;

　　? 網(wǎng)絡(luò)帶寬占用?。翰捎幂喸兊姆绞剑来螌ΡO(jiān)控點進行診斷，同時獲取一路或者幾路視頻碼流，網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗少;[nextpage]

　　? 診斷效率高：對監(jiān)控點進行輪詢檢測，每個監(jiān)控點只需要幾秒時間就可以完成診斷，短時間內(nèi)就可以對成千上萬個監(jiān)控點進行診斷。診斷結(jié)果生成統(tǒng)一的報表，方便用戶查看和報修;

　　? 不增加前端設(shè)備負擔(dān)：支持流媒體取流，可以通過監(jiān)控系統(tǒng)中的流媒體服務(wù)器或者組播設(shè)備的流媒體分發(fā)獲取碼流，不占用前端設(shè)備的出口帶寬。

　　視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)主要能夠?qū)崿F(xiàn)視頻質(zhì)量問題的檢測類型，見圖2。

　　視頻質(zhì)量診斷類產(chǎn)品市場化應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

　　視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)能夠?qū)δ壳俺Ｒ姷囊恍┮曨l問題進行歸類和分析，有效緩解視頻監(jiān)控系統(tǒng)運維難題，進而提高用戶對監(jiān)控系統(tǒng)的使用效率。當(dāng)然我們也應(yīng)該看到，視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)作為新生事物，還有很多地方需要改進，需要廠家、用戶、主管部門等多方共同努力，才能真正實現(xiàn)產(chǎn)品的市場化應(yīng)用。

　　質(zhì)量診斷檢測夜間使用效果差

　　由于夜間光照條件非常復(fù)雜，各種燈光光線照射使得視頻過亮，產(chǎn)生畫面閃爍等現(xiàn)象，無法判斷是攝像機本身產(chǎn)生的問題還是外界環(huán)境光照射造成的影響，對視頻質(zhì)量診斷算法影響較大。目前市場上現(xiàn)有的視頻檢測產(chǎn)品，普遍存在夜間使用效果欠佳的問題。

　　監(jiān)控廠家編碼格式不統(tǒng)一，兼容性不佳

　　目前監(jiān)控設(shè)備廠家眾多，視頻編碼沒有統(tǒng)一的格式，造成很多非主流廠家的產(chǎn)品無法解碼，如果沒有生產(chǎn)廠家的解碼庫，就無法對設(shè)備進行解碼和完成視頻質(zhì)量的診斷。這也是目前整個行業(yè)存在的問題。

　　檢測準確率沒有標準，很難界定

　　對于以上提到的各種類型的視頻質(zhì)量問題，一般依靠主觀經(jīng)驗來判斷是否是質(zhì)量問題，如顏色偏色、雪花點等，如果是輕微的顏色異常或者雪花點等，可能不同的人觀察的結(jié)果會有不同，即有人認為存在質(zhì)量問題，而有人卻認為是正常的。沒有判斷的統(tǒng)一標準，準確性等很難界定。

　　視頻質(zhì)量問題種類繁多，難以囊括

　　目前的視頻質(zhì)量類型，只是對最常見的一些質(zhì)量問題的總結(jié)和歸納，但是還有非常多的，如中間一條細長白線、視頻重影、陰影、部分黑屏部分條紋、有菜單字幕等等不常見的視頻質(zhì)量問題。這些不常見的視頻質(zhì)量問題，目前都沒有很好的檢測手段，如圖3。

　　視頻質(zhì)量診斷類產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

　　從系統(tǒng)架構(gòu)上來說，現(xiàn)有的視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)基本上都是采用在中心統(tǒng)一處理、統(tǒng)一檢測的模式，但是這對于一些較老的模擬系統(tǒng)來說，無法實現(xiàn)升級改造。同時，這種后端檢測的方式無法達到實時檢測和提示的目的，而且此種方式受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等因素的影響。后續(xù)的視頻質(zhì)量診斷功能應(yīng)該會慢慢前移，可能會植入到嵌入式DVR、直接植入到每一個網(wǎng)絡(luò)攝像機中，DVR或者攝像機實時的給中心管理平臺發(fā)送狀態(tài)信息，再配合中心平臺的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測和設(shè)備故障檢測，可以更好的實現(xiàn)視頻質(zhì)量診斷。

　　從系統(tǒng)性能上來說，后續(xù)的視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)可能會對各種性能進行優(yōu)化，使檢測更加準確，同時會擴展到對視頻屬性等信息的檢測，如對視頻實際分辨率、視頻實際碼流、視頻實際幀率等信息的檢測。同時，為解決目前視頻質(zhì)量沒有統(tǒng)一判斷標準的問題，可能在系統(tǒng)使用上會做一些人性化的改進，如對用戶設(shè)置的靈敏度進行可視化的提示操作，當(dāng)用戶設(shè)置某一個類型的靈敏度后，系統(tǒng)會主動提示這個靈敏度下什么樣的圖像會報警。

　　從客戶應(yīng)用角度來說，后續(xù)可能會出現(xiàn)手持式或者手提式的設(shè)備，專門為視頻運維企業(yè)或者單位使用。視屏運維工程師或者維護人員帶上此類設(shè)備，現(xiàn)場接入網(wǎng)絡(luò)后就可以對前方監(jiān)控點進行視頻質(zhì)量的診斷，快速打印出問題攝像頭的報表，然后進行逐一排查和維修，這是一種單機式和工具式的使用。