智慧影像監控系統發展應用

前言：安控系統目前已經不再僅限於監看特定場所的維安用途，其實在數位化、IP化與新一代的IP Cam智慧化發展過程中，安控系統兼具原有的維安功能特質，目前也發展出整合智慧監控系統的應用解決方案，發展自身的IVS智慧型影像監控系統，而發展這些更多元的整合應用，IP Cam的功能差異就成為系統成敗關鍵。

本文：
安控系統對於應用產業而言，其應用僅限出/入口人員監看、車庫或停車場重要場所監視管理用途，傳統的應用模式中，除了管理人員的負荷較重（必須輪班緊盯監視器），其實用價值可能淪於嚇阻作用，無法有效達到主動發現狀況、回報異常現象的系統建制目的。

傳統安控系統多採人工監視方式檢視每個監控點的動態，若只有1個留守監看人員，能持續關注的監視螢幕數量可能僅不到4個，而根據保全業者的統計分析，單一保全人員僅能每次專注監看2組畫面，而其專心程度僅能維持不到10分鐘，期間因為視覺疲勞而遺漏的關鍵畫面會超過50％。

而通常在廠房或大型集合式住宅的監控點，動輒超過30？40組，若要達到即時監控、即時反應目的，其監看人力成本將造成系統維運不必要的負擔。目前的趨勢是直接在監控攝影機或是DVR系統端，整合畫面動態偵測功能，讓值守人員不需時時緊盯螢幕，而可以透過系統警示訊息，提示對應監控點出現異常動態，讓安控系統不再只是紙老虎，而是具備即時反應現場狀況的智慧型系統。

前述的進階安控應用模式，僅是IVS（Intelligent Video Surveillance）智慧型影像監控系統應用方式之一，目前的趨勢是將IVS導入商業運作中，例如，整合銷售、分析、客戶關係管理等多元應用，讓安控系統也作為第一線的商業活動分析資料來源，讓以往未具備企業營利助益的安控系統，在新應用趨勢下，也能作為分析企業營運趨勢的重要資料擷取來源。

影像監控平台軟體

雖然安控系統經過數位化升級，能讓整體系統產生的影像資料在儲存、檢索方面均獲得數位化優勢（如多次提取影像不會使影像產生劣化、或增加檢索提取影像的效率等），但實際應用上，在數位化的系統架構下，仍會衍生檔案越積越多、難以管理的檢索困擾。在數位影像檢索、提取更便利要求目的下，影像監控軟體的角色也因此變得更加重要。

就功能性進行觀察，影像監控軟體視其軟體功能複雜程度，可以略分3個等級。最入門的影像監控軟體，為僅具監控與管理功能，例如，自動為監控影像區分錄製位置、日期、時間進行檔案管理分類，或提供PTZ攝影機遠端控制功能。所謂PTZ攝影機，其主要功能與一般監控攝影機沒有差異，但額外增加更多攝影機外部控制機械功能，例如，針對攝影機鏡頭進行左/右擺動（Pan）、上/下傾斜（Tile）與畫面放大（Zoom）鏡頭變焦…等不同功能。藉由PTZ攝影機，監看者可隨時改變攝影畫面的角度與所監看範圍，相較一般僅具備固定位置或是預設運動範圍的攝影機，可獲得更好的主動監控效果，透過多部PTZ攝影機間在空間位置互補關係，可以避免出現監看死角。

中階的影像監控軟體，除具備前述功能外，還能針對影片資料庫進行智慧搜尋，讓使用者除了以往的時間、場所檢索方式外，還可下達更多檢索限制條件，加速檢索所需監控片段的操作效能。至於高階影像監控系統，其實就能在監控進行過程中，即時針對畫面內容進行資料分析，甚至智慧判斷監控畫面的安全疑慮，並主動回報監視內容存在的風險現況。IVS智慧型影像監控系統即為整合中階或高階監控軟體應用內容。

IVS智慧監控系統應用效益

IVS智慧型影像監控系統在功能上，等於是化被動為主動，以前是等到監控點發生狀況，可能警衛室還一無所悉，甚至等問題狀況擴大到一定程度後，事後才能透過調閱監控畫面追查引發問題發生的關鍵人、事、物，無法在事發當下隨即發現並阻止問題狀況擴大、發展。

相同的，IVS智慧型影像監控系統在儲存畫面的同時，系統即同步分析畫面內容，當畫面出現異狀，例如，畫面出現留置不明物體、超越虛擬警戒線、人物動態…等狀況時，系統隨即透過預設條件、管道發出警示訊息，讓值守人員可在問題發生的第一時間，即掌握現場狀況，並快速排除問題事件。

常見的IVS智慧型影像監控系統可提供影像強化、物體辨識、動作偵測、畫面改變警示…等應用功能，其中以物體動作偵測應用最為廣泛，例如，在水池、水槽或是溝渠…等危險區域，設置一虛擬警戒線，當人員走動超越警戒線系統隨即發出警示，提示值守人員檢視是否有人員墜落事故發生，或是透過擴音設備告知該區域人員避免靠近危險區域。另外，此技術也多用於車輛偵測、遺留物偵測、入侵偵測、危險偵測、其他攝影機狀況偵測…等。

另在調閱提取監看影像時，常見的作法是調閱者必須不斷縮小檢索範圍時間，逐一排除不需要的畫面，調閱過程稍微不留意就會錯失重要的關鍵畫面，但在有IVS智慧型影像監控系統輔助下，使用者不需再透過縮小調閱範圍的舊方法，直接在檢索條件設置要查找的是異常動態畫面，例如，人員的走向異於常態，、或是該區域人員滯留過久的畫面，藉此提升提取所需異常畫面的效率。

舊式的安控系統的錄像儲存設備，常發生關鍵畫面即使被調閱出來，但因為需放大檢視裡頭的可疑人員臉部、服裝…等特徵，卻因為格放過大造成影像品質劣化。若此時換成IVS智慧型影像監控系統搭配PTZ攝影機，其效用即如虎添翼，例如，當IVS發現畫面出現遺留物時，可以自動發出控制信號驅動PTZ攝影機，針對該遺留物進行特寫畫面擷取，甚至同時驅動多部PTZ攝影機，捕捉該遺留物不同角度的特寫畫面；若是闖入者或是滯留者，其長相、服飾…等外觀特徵，都可透過IVS驅動PTZ攝影機取得關鍵人員的面貌、服飾特寫，甚至驅動該區PTZ攝影機追蹤拍攝該人員移動路徑，掌握不明侵入者或滯留者的一舉一動。

導入智慧監控系統的附加效益

IVS智慧型影像監控系統在安控系統中的應用，其實還可讓儲存的錄製影像更具實質效益，例如，系統不必將所有影像都一一儲存，而只需要儲存系統判斷異常畫面，例如，畫面出現遺留物或是不正常進出狀況時，保留前後1小時的影像，如果以每日24時不中斷進行監控，系統就可減省22小時非必要錄製影像的儲存成本。但這種架構策略，多半未列入安控系統建制時的考量，因為多數監視畫面為達到法律舉證用途，若只儲存部份錄製內容，恐怕會影響屆時提取影像的舉證能力，因此，多數安控系統建制方式較少採用此種作法。

除節省影片儲存空間外，IVS智慧型影像監控系統還可透過系統整合，擴張安全監控的應用領域。例如，整合工廠的門禁管理，改採人臉辨識方式確認人員工作時段，管制進出人員身份，同時也可遏止代打卡歪風。或是在車庫出/入口設置PTZ攝影機，即時辨識車牌內容，作為管制合法管制車輛出入的依據。

IVS若與客戶關係管理（Customer Relationship Management；CRM）資料庫進行深入整合，像是在汽車保修產業中，使用者將車輛駛入維修站入口時，攝影機隨即判斷車牌、同時自CRM資料庫調出先前的維修紀錄，藉此提供顧客保修的相關購買建議，讓維安用的系統也能具備創造營收的關鍵角色。

IP Cam需具備高FPS與解析度

在IP Cam的系統整合部份，要達到IVS智慧型影像監控系統運作需求，在硬體架構上也有其基本規格要求。IVS系統所判斷的異常影像是否準確，將直接影響IVS系統的實用價值，甚至使其可信度降低，其關鍵就在攝錄畫面的解析度。當IP Cam的解析度越高，在ISV系統服務端可供其分析、判斷的資料相對較多，自然可降低其誤判問題。

整合ISV系統所用的IP Cam，並非每個IP Cam都需要支援PTZ或是至少需要百萬像素拍攝解析度，但其關鍵監控場合（如人員出/入口、車道出/入口），就必須導入百萬像素的高階IP Cam，甚至其PTZ機械架構也建議採球形高速驅動的款式，避免當人員或車輛進出頻繁時，系統驅動攝影機處理速度不及，反而影響智慧整合應用的實用性。而攝影機像素越大，也代表其解析度相對越高，影像品質表現會更佳，當調閱內容需要將畫面局部進行放大，更能清晰檢視畫面內容。

透過H.264降低建構網路負荷

由於ISV系統需要大量高清晰度的畫面進行分析與判斷，不但考驗各監控端點攝影機的畫面解析能力，當然網路的頻寬也會因大量的畫面資訊傳輸而變得更加吃緊。基本上目前高階攝影機幾乎都採行H.264壓縮技術，處理監控畫面高階影像的壓縮與傳輸需求，而H.264對比原有的Motion JPEG與MPEG-4壓縮格式而言，有其規格上的實質優勢。H.264為MPEG-4 AVC（Advanced Video Coding）或MPEG-4 Part 10標準，是由VCEG（Video Coding Experts Group）與ISO/IEC的MPEG（Moving Picture Experts Group）共同制定。

H.264可針對影像採大比例的壓縮處理，藉此降低檔案容量同時也能減輕頻寬負荷，一般而言H.264壓縮方式，可以較MPEG-4減少50％檔案大小，相較Motion JPEG甚至可以減省近8成空間。

Smart End Point強化系統效能

而IP Cam的重要性，在新產品嘗試整合智慧前端設備（Smart End Point：SEP）設計概念後，更有其舉足輕重的關鍵角色。所謂SEP是指將原有交付後端的影像分析工作，部份轉移至前端進行處理，例如，IP Cam透過高效能SoC整合後，在影像未壓縮前隨即針對影像內容進行物件移動、遺留物偵測等關鍵分析，藉此由前端攝影機即可實現錄製畫面是否觸發的關鍵角色，而此舉即可將安控系統的畫面儲存需求，精省到可能僅需要以前的十分之一。而當監控端點本身也具備動態分析功能，這也代表攝影機可在最短的時間內將異常訊息傳回中控單位，增進整體安控系統的維安效率。