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【監視門禁應用專題】AXIS智慧影像分析-超越監控的先進網路攝影機與軟體技術

 
     
     
  談到大樓門禁,多數人第一時間都會聯想到「入口閘門」,包括管理室登記、刷卡、指紋、臉部辨識等等這些與出入有關的辨識設備,很少人會特別指出「攝影機」在現今門禁系統中發揮的作用。自IP CAM問世以來,已經過了30幾個年頭,我們對攝影機的想像還停留在「紀錄」和「監控」嗎?其實,搭配智慧影像分析技術,攝影機能做的事比你以為的還多……。  
     
   
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所謂門禁,意指對於門的出入限制,為了維護空間的安全與隱私度,設置可通過的人員權限關卡是一道必須的防護措施。談到大樓門禁,多數人第一時間都會聯想到「入口閘門」,包括管理室登記、刷卡、指紋、臉部辨識等等這些與出入有關的辨識設備,很少人會特別指出「攝影機」在現今門禁系統中發揮的作用。事實上,由於硬體和影像處理技術的大幅度改良,攝影機的處理效能和輔助功能早已不可同日而語。
 
攝影機作為觀看的「眼睛」,默默且全年無休的進行監看和紀錄作業,是眾多延伸應用的基礎。俗話說:「無好地基,就起嘸好厝。」使用良好的攝影設備,除了呈現清晰的影像品質,讓後端系統能夠完成其分析功能和應用之外,前端攝影機也提供了更多加值技術和軟體功能。作為全球監控領導品牌,AXIS在IP Camera、影像壓縮編碼器等產品都具備獨家專利技術,其攝影機所搭載的ARTPEC晶片,也是依據監控攝影需求而自主研發的成果,能夠保證影像壓縮品質,並提升傳輸效率。

在影像技術還不成熟的年代,攝影機由於光學成像的限制,受環境影響程度較高,為追求更好的影像品質,AXIS持續開發各種先進技術,使攝影機能夠適應各種不同環境,提升影像可用性,奠定多項嶄新應用的基礎。

尋光者技術,捕捉黑暗中的彩色細節
一般來說,要維持影像的清晰度,「光源」扮演了極為關鍵的角色,就像你從小到大所拍攝的相片,在越明亮的環境下,影像畫面通常就越清晰、細膩。若要在低光源情境下拍攝影像,除了人為補光(多開一盞燈或開啟相機閃光燈),就必須仰賴紅外線攝影機,常見的夜間監控畫面,大多只能呈現黑白灰的影像,且影像顆粒非常明顯,很難擷取細緻的臉部或物件特徵。而AXIS早在2011年就推出的尋光者(Lightfinder)技術,強化對「光源」的敏感度,讓攝影機即使在低光源的場所,也能拍出清楚、低雜訊的彩色影像,呈現畫面的精緻細節,提升辨識應用的基礎。



「超級」寬動態,解決棘手背光問題
通常架設在有玻璃隔間、室內外交錯區域的攝影機,無一例外的都會遇到背光的問題,由於陽光的反射,拍出的影像不是背景過亮,就是前景太暗,根本無法看清影像主題。AXIS攝影機產品所支援的寬動態(Wide Dynamic Range,WDR)技術,在業界又稱「超級」寬動態,這樣的技術可以運用在建築出入口、ATM、夜間監控及停車場的出入口,解決影像背光的困擾,特別在安防監控、人臉辨識、車牌辨識的實際應用中,若能善用攝影機的功能,搭配相關輔佐技術,會達到更好的辨識效果。



Zipstream智能影像壓縮技術:有效節省頻寬與儲存空間
隨著影像畫質提升,傳輸的頻寬流量和儲存容量成為棘手難題,只能仰賴高效的壓縮技術。Zipstream是一種智慧壓縮演算法,能夠過濾一連串動態畫格中不變的靜態畫面(如天空、建築物、廣告看板這些背景),在確保有效影像畫面的情況下,強化壓縮部分細節。Zipstream支援H.264和H.265的壓縮格式,再增強壓縮不必要的影像細節,平均可降低50%以上的頻寬和儲存需求。



進入IoT萬物聯網時代,AXIS更積極發展前端智慧影像分析軟體技術,落實AXIS 3.0目標策略,透過自行研發與收購技術成熟的軟體公司,AXIS能將更多智能分析技術應用在現有的產品線當中,近期更領先業界推出網路擴音器及喇叭音訊系統,提供業主完整的智慧加值解決方案,充份滿足不同行業應用需求。而整體系統更可透過AXIS Camera Station影像管理平台整合,操作簡易方便。

周界防護者,設定隱藏的保護線
周界防護是最常在安防監控領域所使用的功能,又稱為「電子圍籬」,在指定的區域內設置一條隱形的防護線,只要攝影機偵測到有人闖入、徘徊或越區,就能將影像推播至中控室,並連動現場擴音喇叭發出警示音。AXIS的「周界防護者」(Axis Perimeter Defender)軟體運用了前端智慧分析技術,可針對使用者需求進行微調與最全化,降低如動物、光影、自然景物的變化這些因素所造成的誤報機率。這項功能非常適合運用在強調環境安全的建築周邊(如軍營、學校、工廠、社區大樓)。

AXIS Camera Station(ACS)影像管理平台
在前端攝影機、編碼器等本體技術及產品外,AXIS也陸續推出後端的影像管理平台及NVR儲存設備,形成一套完整的影像管理方案。AXIS中國總經理暨台灣業務總監張佩瑀指出,很多時候客戶看中的是AXIS前端設備的影像品質,但受限於整體規劃,選擇了其他品牌的軟體或NVR,造成最後壓縮輸出的影像無法達到客戶預想的狀態。ACS的好處在於,它能呈現AXIS攝影機的所有功能和影像品質優勢,如360度全景影像錄製、多重影像串流、長廊格式及前述種種輔助提升影像及壓縮品質的技術,最高水準的發揮硬體設備的價值。



AXIS Site Designer專業設計工具:確保系統規劃設計正確性
AXIS Site Designer是一套專業實用的工具,可以協助使用者規劃空間所需要的攝影機類型、數量、配置和花費,根據使用者輸入的場景和需求,軟體會自動計算高度、遠近、角度等元素,並以此列出適合的攝影機規格和整體空間影像設計。比如使用者若要做人臉辨識分析,軟體會依據空間的動線,計算出攝影機設置在不同高度所形成的影像畫質;就空間配置設計來說是相當簡易實用的軟體工具。

「超越監控」:眼睛與大腦相乘的智慧應用
攝影機所紀錄的影像,第一能確保周邊安全,防止可疑人物進入特定領域、財物失竊,過去的監控系統只能做到被動式的紀錄,發生狀況後再倒帶回放,尋找線索和證據。現今的監控系統透過各式感測器連動控制,進化為主動式的即時通報,甚至能預先防止緊急事件,比如民眾在危險地區跨越防護線,系統除了通報安全人員,也能連動現場音箱播放警示音,提升周邊安全。第二,透過智慧分析軟體,影像在零售產業、門禁、金融、醫療等產業成為「溝通」的基本元素,由於動態攝影的「即時性」和「地域性」,無論是作為分析的素材(如人流、車流),或者現場確認的工具(如影像對講、遠端開門、人臉辨識、車牌辨識),都是各個空間不可缺少的基礎設備。

過去智慧分析系統的做法是,先從前端攝影機擷取圖像,再傳輸至後台軟體進行實際分析──大腦判斷的依據不是透過眼睛直接接觸,而是在做每件事之前,都必須先看過該區域的照片。將智慧分析軟體置入前端攝影機的好處是──有效連結眼睛與大腦,讓大腦能立刻判斷眼前的人事物和種種情境設定。前端軟體所分析的影像是來自攝影機的即時影像,省略了影像壓縮及傳送至後台的步驟,等於同時省下了時間、頻寬流量和儲存空間。畢竟,無論使用NVR或雲端NAS,硬碟儲存空間可說是「寸土寸金」,使用壓縮效能較好的軟體技術,或者直接在前端攝影機完成基本分析處理工作,都能節省將檔案資料傳送至後台的「運輸」和「空間」成本。

張佩瑀指出,台灣的智慧產業正穩定成長中,但相關應用的觸及率仍未達成最大值;以停車場系統來說,國外很多地區都已採用車牌辨識配合電子支付,但台灣大多仍是刷卡投幣式系統。她也表示,成本是智慧產品無法快速擴展的一大原因,而產業應要能深入產品價值──或許新一代科技產品價格較高,但往反方向想,現今智慧相關系統所能達到的功能或效果,已經遠遠超過它的價格。未來相關產業在縱向與橫向的整合發展下,將會形成更有機多元的生態鏈,根據使用需求,不斷擴展實際應用,方能完全發揮產品的核心價值。
 
     
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