从环境智能到协同智能：摄像机网络的未来

环境智能由电子设备环境构成,能感知人的现场行为并做出响应。环境智能是一个充满活力的研究领域,它能推动相关技术和应用的发展,目前主要应用在对场景监控和人员监控中。作为一种非侵入性技术,成像技术在移动传感设备中起着重要的作用。例如,成像技术通过计算机视觉备份并用于人物检测和行为识别,比如疾病和骚乱。

在单摄像头和多摄像头装置中,智能摄像机都发挥着重要的作用^[548,447]。智能摄像机是将视觉计算模块和图像传感器紧紧嵌入到同一壳体的摄像机。为了降低成本在摄像机壳体中进行视觉计算而不是在PC机或服务器上。从系统的角度来看,拥有智能摄像机的成本远小于基于PC的解决方案。近年来智能视觉监控的发展显然说明了这一点。将视觉处理直接与传感器结合的另一个原因是短距离无线通信的功耗要求。这是由于缩减了场景分析（读取语义数据压缩）功耗相对于广播信息能量的比例。在前者遵循摩尔定律同时,后者由于存在热噪声被限制在信息传输的下边界。

从参考文献[575,576]可以看出,与一般观点相反,智能摄像机的（嵌入式）成像性能并不一定远远落后于通用的高级PC。原因很简单,因为智能摄像机处理器专用于图像处理,从而性能更好,功率效率更高。相反,基于PC（或基于通用处理器）的解决方案并没有对视觉任务中的典型数据流进行优化。

过去十年,CMOS成像器在手机中被广泛地使用,从而使得图像传感器变得便宜实用。另外,IC技术在有限能耗下拥有足够高的性能,无线网络和连接技术在过去20年也愈加成熟,这些都有助于智能摄像机的实现。

目前为止计算机视觉只应用于工业环境中。为了降低系统成本,避免网络过载,并确保易用性,将计算机视觉应用在智能摄像机中。显然,将智能摄像机网络应用在办公消费领域的时机已经成熟。(www.xing528.com)

摄像机网络以网络摄像机（IP camera）的形式被人们所熟知。然而,该系统仅仅增加了传输层,用于视频压缩和网络传输。并没有充分利用监控同一场景的摄像机形成的网络所提供的优势利益。

三维场景的二维投影是视觉技术领域的挑战性问题,试图采用单摄像机视觉技术来解决这一问题是一项困难的任务。该技术具有竞争优势,当其应用于工业领域时,可以针对有人的场景分析问题。可以从足够多的角度观察场景,获得真实的三维外观模型,从而解决了模糊性和遮挡问题。甚至在简单情况下,如多台摄像机从类似的方向获得目标,通过这种立体纵深的观察也会得到鲁棒性结果。

所有的视频资源（如果性能允许）可以合并到一个单一的计算引擎。但从成本的角度考虑,在网络中使用嵌入式计算的智能摄像机是一个更好的选择。这将为协同摄像机领域打开新视野。摄像机将通过视觉算法解决特定的任务。虽然分布式处理有很大的挑战,但是研究表明摄像机网络更具有竞争力、更可靠并且更具有低功耗。