【安防知識網】前言

　　近年來，計算機系統的應用普及、網絡通訊技術、圖像壓縮處理技術以及傳輸技術的快速發(fā)展，使得安全技術防范行業(yè)能夠采用最新的計算機、通訊和圖像處理技術，利用計算機網絡傳輸數字圖像，可為實現圖像監(jiān)控及聯網報警系統提供高效可行的解決方案。視頻監(jiān)控系統的發(fā)展經歷了第一代的全模擬系統，第二代的部分數字化的系統，第三代的完全數字化的系統(網絡攝像機和視頻服務器)三個階段的發(fā)展演變。數字化視頻監(jiān)控技術的發(fā)展成熟，帶來了新型安防監(jiān)控業(yè)務的興起--智能視頻監(jiān)控。根據預測智能視頻分析的市場容量2010年會達到10.2億美元左右。

　　智能視頻監(jiān)控是以數字化、網絡化視頻監(jiān)控為基礎，但又有別于一般的網絡化視頻監(jiān)控，它是一種更高端的視頻監(jiān)控應用。智能視頻監(jiān)控系統能夠自動識別不同的物體，發(fā)現監(jiān)控畫面中的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報和提供有用信息，從而能夠更加有效的協助安全人員處理危機，并最大限度的降低誤報和漏報現象。

　　智能視頻監(jiān)控概念

　　智能視頻監(jiān)控(IVS Intelligent Video Surveillance)是通過視頻的數字化處理技術，對數字視頻圖像內容進行分析，通過對視頻場景中規(guī)律性信息的掌握，從而提取出可對某一設定規(guī)則進行比較的關鍵信息，并以事件記錄和報警的方式提示監(jiān)控人員的新型技術。智能視頻監(jiān)控技術的應用，將之前視頻監(jiān)控系統只起到“事后取證”的被動系統，變革為主動防御—“事前預防”系統，在視頻監(jiān)控領域具有革命性的意義。

　　智能視頻監(jiān)控系統常用業(yè)務功能描述

　　? 周界警戒：通常在視頻區(qū)域范圍內設定的虛擬警戒區(qū)或警戒線，精確的偵測和識別單個物體或多個物體的運動情況并進行運動軌跡跟蹤，包括運動方向、運動特征等;并且能應用在室外復雜的環(huán)境，能智能化的濾掉如天氣環(huán)境中的(例如雨雪、大霧、大風等)影響。[nextpage]

　　? 物品被盜(物品移動);當監(jiān)控場景中的物體被盜或被移動時，將自動檢測這種行為，常用于貴重物品和關鍵設備的監(jiān)控;

　　? 遺留、遺棄物品檢測：當一個物體(如箱子、包裹、車輛、人物等)在敏感區(qū)域停留的時間過長，或超過了預定義的時間長度就產生報警。典型應用場景包括機場、火車站、地鐵站等。

　　? 流量統計：統計穿越入口或指定區(qū)域的人或物體的數量。通常應用在公共場合的人流量統計中，已備采用應急措施，用以避免形成擁塞，或者及時發(fā)現異常情況。

　　? PTZ智能跟蹤;可對運動進行自動PTZ跟蹤，并且在移動物體超出一臺攝像頭范圍后，自動通知物體所在區(qū)域的攝像機繼續(xù)進行追蹤。

　　? 焰火檢測：根據發(fā)生火情過程中煙火表現出的時-空特征進行煙火的實時檢測;

　　? 人體行為分析：在目標檢測分類的基礎上，利用人體的各種行為特征對其所進行各種行為的描述和分析，提取哪些危險和有潛在危險的行為，如打斗、搶奪和突然倒地等行為;

　　? 人臉識別：自動檢測和識別人物的臉部特征，并通過與數據庫檔案進行比較來識別或驗證人物的身份;

　　? 車輛識別：識別車輛的形狀、顏色、車牌號碼等特征，并反饋給監(jiān)控者。此類應用可以用在被盜車輛追蹤等場景中。

　　目前智能化視頻實現的幾種方式

　　網絡視頻監(jiān)控系統是以計算機網絡架構為基礎，網絡攝像機或編碼器為前端接入設備，網絡監(jiān)控管理平臺為監(jiān)控管理核心設備、PC客戶端和解碼器為后端瀏覽設備的視頻監(jiān)控系統?；诰W絡視頻監(jiān)控系統的智能視頻功能的實現主要分為以下幾種方式：

　　1、服務器端智能應用

　　所謂服務器端智能，是指專用的智能視頻分析服務器從網絡監(jiān)控系統或監(jiān)控平臺調入一路或多路視頻圖像，智能視頻分析服務器對這些圖像進行智能規(guī)則的設置，當產生智能報警后，可自身進行相關業(yè)務報警或者通過上報網絡監(jiān)控平臺

　　進行相關報警聯動業(yè)務。采用這種方式進行視頻智能業(yè)務的應用，監(jiān)控系統的前端和平臺只負責將智能視頻分析所需圖像資源調度到智能視頻分析服務器，不進行任何智能分析工作，前端編碼設備的壓力很小。并且，由于可靈活的從網絡監(jiān)控系統中調度圖像資源，智能視頻業(yè)務的部署將更加靈活，可隨時部署在監(jiān)控系統中的任何一點，使任何網絡監(jiān)控系統都通過系統的簡單對接實現視頻的智能化。

　　在大型監(jiān)控系統中，如果采用服務器端智能方式對后端管理資源帶來較大壓力，需要通過提高后端設備性能來緩解，如提高服務器配置、增加服務器數量等。從目前通常的經驗來看，一臺四核高性能CPU可處理16路CIF質量的智能分析應用。

　　2、視頻編碼器DVS(或DVR)前端智能

　　所謂前端智能，是指通過前端網絡視頻設備對視頻信息進行直接智能分析，實現相應的智能視頻功能。在這種系統中，前端攝像機往往通過嵌入式的視頻分析服務實現對拍攝的視頻進行分析，利用嵌入式系統本身強大的DSP芯片處理能力，在進行編解碼處理的同時，利用DSP富余的處理資源實現智能視頻的分析。這種方式將伴隨著前端DSP處理能力的加強將越來越成為視頻智能應用的主流方式。

　　前端智能針對需要智能分析的固定前端點進行部署，專用性強，性能穩(wěn)定，是未來視頻智能監(jiān)控業(yè)務的核心接入方式。

　　3、前端、后端相結合的實現方式

　　這是一種折中的方式，也是較為合理和平衡的智能視頻實現方式。一方面，充分利用前端網絡視頻設備所富余的CPU資源實現部分簡單的智能視頻功能，另一方面，后端視頻軟件則集中資源實現更高層的或者更面向應用的智能視頻功能，如車牌識別、行為識別等等，這樣的系統中，智能視頻的壓力更為均衡地分布在前端的網絡視頻設備和后端的管理服務器上，各個設備各盡其職，系統架構更為合理。在目前前端DSP處理芯片能力還無法支撐完整的智能分析業(yè)務的情況下，也是一個折中選擇。[nextpage]

　　智能視頻分析系統帶來新的業(yè)務特征

　　特征一、監(jiān)控新方式

　　隨著整個社會的發(fā)展和進步，為了有效的提高工作效率和節(jié)約人力成本，視頻監(jiān)控將越來越向大規(guī)模集成化的方向發(fā)展，大規(guī)模的監(jiān)控中心在各地興建起來，這就要求一個或幾個監(jiān)控人員需要面對成百上千路的圖像，用原有的監(jiān)控模式和技術將大大降低了這種大規(guī)模集成化帶來優(yōu)勢。因此，視頻監(jiān)控市場需要一種顛覆性的技術和革命性的理念，“智能視頻分析”技術的應用，正是應對了這種廣泛的需求。通過對智能視頻分析技術的應用，監(jiān)控人員再也不需要在茫茫的數千路圖像中發(fā)現自己尋找可能的監(jiān)控報警事件，智能系統將替你拴選出你需要關注的幾個監(jiān)控點，并不斷更新新近需要關注的監(jiān)控點，而監(jiān)控人員需要做的事情就是對這幾個點的重點監(jiān)視。這種監(jiān)控方式是具有革命性的變革方式，將是未來監(jiān)控的發(fā)展趨勢。

　　智能視頻監(jiān)控技術將加速數字視頻取代模擬視頻的速度，隨著“智能視頻分析”系統的采用，進一步提高了監(jiān)控效能，傳統的(在中央控制室中)集中監(jiān)控的模式也將逐步轉向到分布式監(jiān)控(隨時隨地的監(jiān)控)模式。可以預見，跟隨監(jiān)控模式變革的姍姍而來，智能化監(jiān)控系統將迅速融入各類安全控制系統發(fā)揮重要作用。

　　特征二、真正做到“事前預防”能力

　　如何提前預知犯罪并及時采取正當措施、保護人民及財產安全已成為對視頻監(jiān)控系統日益迫切地需求，智能視頻分析監(jiān)控系統的“遺留物品判別”、“區(qū)域逗留提示”、“運動方向判別”等功能將能使安全人員提前感知異常行為并關注相應監(jiān)控領域、盡可能提前發(fā)現潛在的威脅并做出應對策略，例如：有人在公共場所遺留了可疑物體或者有人在敏感區(qū)域附近長時間徘徊、逗留，智能視頻分析系統將可以識別這種行為、提示給保安人員，實現對可能產生的犯罪或違規(guī)行為進行預警。

　　特征三：可有效提高視頻報警的準確度

　　智能視頻監(jiān)控系統能夠從紛繁復雜的圖像畫面中利用“智能分析技術”的提取的物體特性、特征，正確識別出不同物體及其運動軌跡規(guī)律，它可以明確地

　　區(qū)分出人、車或其它類型物體，并過濾掉類似水波、潮汐、樹葉、光影等自然干擾和光線變化等諸多影響，特別是以往運動檢測方式下無法實現與應用的場合，一旦發(fā)現監(jiān)控畫面中“關鍵目標”出現時，系統能夠以最快、最佳的方式提供有用信息或告警，因此，從“智能視頻分析”系統發(fā)出的信息一定是有效的、或真正違反安全規(guī)則的報警信息，這些信息也一定是必須及時得到處理的真實信息，它將有效地提高報警的精確度。

　　從原理上分析，智能視頻分析的判別步驟通常包括如下幾點：

　　1.提取有效內容：在任何情況下，重要信息數量會大大低于背景信息數量，例如：地面、建筑物等靜態(tài)信以及風吹草動、水波、雨雪、樹影等動態(tài)信息都可被“智能視頻分析”系統判斷屬于背景信息，而重要信息則是人、車等活動信息，將首先從背景中分離出來，剔除那些無用的背景信息的干撓。

　　2.對象屬性識別：智能視頻分析軟件內設“對象分析引擎”，能夠根據不同的活動目標的大小、運動速度及運動規(guī)律準確識別出人員、動物、車輛或其它對象，成功地將重要信息分離出來。

　　3.對象行為分析：智能視頻分析系統軟件具有可制訂的安全規(guī)則，可以對分析得到的各類活動目標與所制訂的安全規(guī)則相比對。例如：在圖像中指定的區(qū)域設定“虛擬“的安全界限，一旦識別“目標對象”跨越這一安全界限，系統將會激活警報，提示監(jiān)控人員予以關注或處理警情。

　　特征四、有效擴展視頻資源用途

　　對用于安防系統的智能視頻分析結果還可以用來聯動球型攝像機進行智能PTZ跟蹤拍攝或者對聯動平臺進行相關的智能業(yè)務，當可疑目標觸及多個攝像機的多個智能視頻分析區(qū)域時，系統將能夠驅動球型攝像機對可疑目標連續(xù)PTZ追蹤，在遇到多個可疑目標共同出現時，也可以分別捕捉其各自的活動圖像，使監(jiān)控系統更具智能優(yōu)勢。

　　在智能視頻分析系統中，這些圖像資源還能有更多的用途。例如：對視頻畫面中出現的人員數量進行統計，為“客流量”提供參考數據;檢測車輛在道路上行駛的狀況，為交通流量統計數據;對違章行駛、違章停車、道路事故進行主動判別、給出提示等等。

　　結束語

　　數字化、網絡化視頻監(jiān)控監(jiān)控的發(fā)展趨勢的不可逆轉，為智能視頻的發(fā)展提供了動力。近年來，計算機芯片處理能力的成倍提升，也為監(jiān)控系統智能視頻提供了技術保障。為了推動視頻監(jiān)控智能化產業(yè)的發(fā)展，達到多方共贏效果，需要將監(jiān)控設備硬件供應商、智能視頻軟件供應商、分銷商和經銷商和系統集成商所有這些參與者合理的組織起來，使他們能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，創(chuàng)造出能夠滿足最終用戶需求的全面解決方案?？梢灶A見，未來監(jiān)控系統中智能視頻分析的應用將越來越成為廣泛，也越來越普及。