炫动3D技术如何“植入”安防监控应用

【中国数字视听网讯】目前，3D技术在安防行业中应用于创建虚拟的3D环境——3D映射，然后与一些第三方安全系统，如视频监控、访问控制、入侵检测以及消防安全系统集成至物理安防信息管理(PSIM)平台。为了利用3D技术的优势，目前提供这种解决方案的大多数公司与安防行业的一些制造商达成了合作伙伴关系，进行硬件和软件的集成。例如，Fortem公司已在其网站上列出了其集成合作伙伴。

安防行业中的3D技术

作为获得态势感知的一种工具，3D有助于减少误报警、提高检测能力、降低培训时间、加快技能发展，并最终在发生事件时减少搜索时间。目前，该技术主要用于大型设施中，如大学、机场或城市监控项目。据慧锐系统公司视频智能解决方案全球营销副总裁DebjitDas称，可以利用分层的方法将3D模型创建在物理安防信息管理平台中。“使用相关区域的公开可用图像和信息创建第一层，如卫星图像。接下来，设施楼层平面图和结构的CAD图纸并入3D模型中。”

同时，Genetec公司产品技术副总监RémiBréval指出：“在安防环境中实施3D技术是领先的，在某些情况下，集成商和最终用户内部或许不能提供需要专业知识和3D建模专业技能的尖端技术。这在很大程度上是因为需要具备建模方面的专业知识以及创建高保真3D环境所涉及的可视化工具和复杂工作。”Bréval补充说：“尽管集成商可能培养内部能力，为其客户提供这种功能，但这些专业知识在安防行业中并不常见。在任何情况下，3D环境的维护和更新将是一种持续性要求，组织需要将其纳入到实施计划中。”

2D与3D

2D和3D在监控方面的主要区别是什么？从设计过程开始，3D技术可充分利用安全预算，并提供Fortem公司市场协调员CynthiaWoo所说的“无与伦比的态势感知能力”，使人们能够“看到2D设计可能遗漏的内容。”Woo提到Fortem公司无所不在的3D专业设计安全规划与模拟(Omnipresence3DProDesignSecurityPlanningandSimulation)工具，通过该工具，用户能够在3D模拟虚地图上试验相机和镜头类型，将相机拍摄的内容以及分辨率可视化。最后，Woo表示：“在购买或安装任何摄像机之前，3D地图可帮助有效策划安全设计、降低成本并满足所有设计要求。”同样，Das表示同意：“我们提供3D技术来改进规划和响应，确保实现合适的覆盖范围。与2D模型相比，物理安防信息管理平台中的3D模型可提供更好的可视化效果和更强的态势感知能力，在规划和响应过程中，能够提高安全操作的有效性。”

对于实际监控，3D技术有望转变体验效果。因此，Woo表示：“2D和3D之间的主要区别是可视化方面。通过3D技术，能够识别给定区域的高度和深度。”同样，Das总结说：“3D技术可提供更好的规划、更方便的可视化以及更高水平的态势感知能力，从而进行更加有效的响应。”

3D可视化和PSIM：加强安全性

一些3D技术供应商已与PSIM服务供应商达成合作伙伴关系，提供加强的集成安全模型。对此，Bridgeborn公司首席技术官TedIngalsbe表示：“3D环境正在成为PSIM软件的中心部分。它可提供集成到PSIM软件中的所有安全系统信息的整合视图，从而为操作人员提供更好的态势感知能力。”

Gerois列出了PSIM安防平台中3D技术的四大好处。首先，通过消除误报警，3D技术可提供一致性检查，而2D技术可能因为缺乏远景管理而出现误报警。第二，在Gerois所说的“调配相机”中，3D系统通过现实中的3D参数进行参数化，因此无需重新调整设置便可改变摄像机的位置，而2D系统却需要进行重新参数化。第三，业内专家一致认为3D技术可与现有系统进行无缝集成。最后，支持3D功能的安全系统可通过X、Y、Z位置处的信息在某一场所或建筑物的3D地图上找出可疑人员。正如Woo所说：“只需点击3D地图，便可重新定向至相应的视频源，从而在紧急情况下节省宝贵时间。”例如，3D物理安防信息管理平台(例如Fortem公司无所不在的3D中央指挥中心)使保安人员能够在发生报警时根据相应的视频源即时查看相关场所。接下来，由于第三方安全系统可以很容易地集成至3D物理安防信息管理平台中，因此保安人员可以很容易地“获取整个城市或地区范围的全面视图”，并根据需要改变第三方安全系统的设置，如解锁或锁定连接至PISM平台的访问控制系统门。此外，Woo补充说：“调查人员能够查看嫌疑犯可能逃跑的路线。”

静态和沉浸式3D技术

为避免3D物理安防信息管理系统的投资风险，有必要对静态和沉浸式3D技术进行区分。CNLSoftware首席执行官KeithBloodworth解释说：“静态3D可视化要求企业按照合同提供3D图像，在添加有摄像机位置、起火点等信息的PISM软件中进行显示。”例如，过去的闭路电视系统具有多个数字视频录像机和一个网络视频录像机，将其放置在内部/外部3D显示的谷歌地图或SketchUp上，便可实现现代化的3D效果。尽管质量改善并不显著，但是将其集成至PSIM系统可大大有助于管理和操作。

另一方面，Bloodworth表示：“沉浸式3D与硬件进行交互，提供虚拟环境并处理用户输入信息，从而提供真正意义上的体验。摄像机以此种方式布置时，可以带来更加丰富的用户体验，使他们看到更多的情境信息。3D视图处理量很大，因此需要较大的处理能力。这就为部署增加了大量成本。”因此，在采用3D物理安防信息管理系统的过程中应考虑安全预算这一因素。

硬件和软件要求

无论何种类型的3D技术，不可避免地都会有一定的硬件和软件要求。Bréval表示：“对于3D技术，问题可归结为处理能力和及时显现3D内容的能力。在安防环境中，这变得格外重要，因为需要确保数据的实时访问，并且不希望系统超载。”另外，Bloodworth提到：“应当考虑需要哪种3D技术。”例如，静态3D技术较不可能超过安全预算。尽管可能需要一些前期投资将现有系统升级到3D显示技术，但Das和Bloodworth均认为其维护成本并不比标准2D系统的高。此外，对于将3D技术集成到现有的安防系统，Benoit表示：“这种3D元素可与现有系统进行无缝集成：无需特殊的摄像机或任何其它设备。”

但是，沉浸式3D系统并非如此。Bloodworth提醒说：“采用沉浸式3D系统应确保具有大量的预算进行设备和映像维护，因为通常只有供应制造商才能维护系统。”这是因为除了维护之外，还需要额外的软件、硬件和操作。因此，Bloodworth发现尽管许多客户对沉浸式3D系统的功能很感兴趣并在项目的早期阶段要求使用这种系统，但大多数因为高昂的投资和维护成本而暂缓使用。尽管如此，仍有一些具备较高预算的警察机关和内政部(MoI)项目采用沉浸式3D技术来提高态势感知能力。其原因正如Bloodworth所说：“要操作真正的沉浸式3D系统，可能每台摄像机均需要一个服务器，这反过来意味着警察机关或内政部项目之类的大型解决方案需要大规模的服务器承包方。”

同样，Bréval提醒那些有兴趣实施3D技术的客户要注意将会涉及到的大量投资。“重要的是要注意，3D技术对CPU和GPU的需求会非常大。这将转化为对可以完全支持该技术的强大硬件的需求。在很多情况下，这些硬件需求超过组织现有基础设施的需求。”

培训

接下来，在考虑总成本时，要将培训费用作为考虑因素之一。据Bloodworth称：“3D系统通常比标准2D的部署规模要大，因此几乎总是涉及到一些培训，但是良好的PSIM解决方案将在整个过程中‘指导'操作人员，这样就会最大程度地减少额外培训。”令最终用户高兴的是，在一些情况下甚至能够定制一些操作，从而与保安人员之前的操作相匹配，进而提供无缝升级。在其它情况下，Bloodworth表示：“如果添加PSIM功能，除了具有映射功能的标准虚拟存储系统以外，只需最少的培训。事实上，PSIM可为操作人员提供简化控制，因此在很多情况下，它比自身管理的多个子系统更易于使用。”

果断尝试3D技术

在决定升级至3D物理安防信息管理系统时，通过掌握一些技巧可寻找最合适的3D供应商。尽管出于时间和成本的考虑可能不会进行现场全规模试验，但Bloodworth解释说可以进行概念验证(POC)，在客户现场展示集成和操作。对于供应商，Woo建议着眼于他们在3D行业的经验及其提供的3D解决方案。例如，Fortem公司等技术开发商已开发出3D图形解决方案，并在地理空间、模拟和游戏行业为客户提供研发服务，这些客户包括谷歌、Adobe和加拿大航天局，而DigitalBarriers公司拥有一项专利，通过该专利，经认证的合作伙伴和经销商能够在安装时从单一的2D视野校准任何摄像机，在大约一到两分钟内激活3D。

就3D解决方案而言，Benoit建议搜索“真正的3D功能。”他认为，一些解决方案只是2.5D，只是对3D模型进行推算，而不是对每个像素进行计算。然而，缺乏经验的客户或许并不能认识到这一点，但Benoit的以下举例可为最终用户说明这种差异。具有真正3D功能的系统应能够显示：移动一个物体，例如一辆汽车时，会在用户界面上逐渐变小，从而表现出距离和角度。相比之下，2D系统不会显示这些，而部分3D系统只需从屏幕的顶部至底部重新定位汽车，无需调节距离和角度。因此，Benoit推荐一种能够处理视频流的系统，这种系统具备各个阶段的3D计划和信息。最后，Bréval补充说，考虑到3D技术的维护需求是非常重要的。“对3D环境进行持续的维护和更新，从而保证安全使用，这是成功的关键。因此，需要提供时间和资源来确保这些工作的定期进行，并确保安防系统操作人员对其环境有一个准确、最新的认识。”

（编辑：Karl）