安全的需求使電視監(jiān)控?zé)崞饋?lái)了,倫敦爆炸案的調(diào)查過(guò)程使安全官員對(duì)電視監(jiān)控產(chǎn)生了更高的期望。安防業(yè)者在暗自慶幸這個(gè)好機(jī)遇的同時(shí),應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到正面對(duì)著的新挑戰(zhàn)。電視監(jiān)控能夠解決所有問(wèn)題嗎?現(xiàn)行的系統(tǒng)能夠滿足安全的需求嗎?認(rèn)真的想一下,會(huì)發(fā)現(xiàn)很多概念還是模糊的。電視監(jiān)控是一種拾取圖像的探測(cè)手段,探測(cè)什么、如何探測(cè)、探測(cè)到的信息如何處理使之成為有價(jià)值的證據(jù)或情報(bào),都是需要深入探討的問(wèn)題。我們知道:安全系統(tǒng)如果不具備預(yù)警功能就不是好系統(tǒng)。電視監(jiān)控系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)預(yù)警,是安全需求提出的挑戰(zhàn),是擺在我們面前最緊迫的課題。
電視監(jiān)控的變革
大家習(xí)慣把電視監(jiān)控系統(tǒng)分為幾代、幾種模式,但這些模式并沒(méi)有本質(zhì)的差別。我們經(jīng)常講圖像系統(tǒng)的智能化(其它安全系統(tǒng)亦是如此),但智能的真正含義并不清楚。筆者曾提出應(yīng)用電視正在“從經(jīng)典走向現(xiàn)代”的觀點(diǎn),指出完成這一轉(zhuǎn)變的主要標(biāo)志之一是:系統(tǒng)從目視解釋(視讀)走向機(jī)器解釋(機(jī)讀)。實(shí)現(xiàn)機(jī)器解釋的基礎(chǔ)是數(shù)字化,是圖像識(shí)別、人工智能、建模、神經(jīng)元、計(jì)算機(jī)技術(shù)等綜合應(yīng)用的結(jié)果。是從靜態(tài)識(shí)別向動(dòng)態(tài)識(shí)別發(fā)展的結(jié)果。它意味著:電視監(jiān)控系統(tǒng)要改變系統(tǒng)對(duì)圖像信息不作任何處理的現(xiàn)狀,處理就是對(duì)圖像信息自動(dòng)的解讀,是理解(understanding)圖像。
系統(tǒng)由目視解釋轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)解釋是電視監(jiān)控技術(shù)的飛躍,是安防系統(tǒng)智能化的必然,但解釋(機(jī)讀)什么,也是要認(rèn)真探索的課題。攝像機(jī)監(jiān)控已經(jīng)很廉價(jià)、但通過(guò)輸出得到有價(jià)值的信息卻是昂貴的。目前已流行在銀行、倉(cāng)庫(kù)和停車場(chǎng)的攝像機(jī)監(jiān)控通常只是用于事后(after the fact)的取證,作為法庭(forensic)的工具。因此、它損失了圖像的基本價(jià)值(一個(gè)動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的媒質(zhì)),就如同把直播變成錄像一樣。而這種應(yīng)用與人們對(duì)視頻系統(tǒng)真正需求是有差距的。安全迫切需要是能夠連續(xù)地監(jiān)控,并及時(shí)告警安全官員事件(盜竊、破壞、入侵)可能發(fā)生或正在進(jìn)行,預(yù)測(cè)一個(gè)趨勢(shì),提醒管理人員事態(tài)的發(fā)展到了限定的界線。以便及時(shí)地阻止事件的發(fā)生或產(chǎn)生嚴(yán)重的后果(損失)。
是事后的圖像取證(只要作好完整的記錄就行了),還是具有早期探測(cè)(預(yù)警)功能的特征提取和識(shí)別,并在事發(fā)前能夠識(shí)別和判斷出可疑的行為,將是電視監(jiān)控技術(shù)革命性變化的標(biāo)志。為此、電視業(yè)界必須把視頻解釋技術(shù)(video understanding)作為重要的研究(發(fā)展)方向,主要課題有:
·實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤(以一個(gè)靜止的或運(yùn)動(dòng)的攝像機(jī)平臺(tái))、不是通過(guò)亮度檢測(cè),(傳統(tǒng)的視頻探測(cè)),而是通過(guò)圖像內(nèi)容的分析來(lái)實(shí)現(xiàn)探測(cè);
·普通目標(biāo)類(人、小車、卡車等)的識(shí)別,對(duì)目標(biāo)的整體特征進(jìn)行識(shí)別;
·特殊目標(biāo)類(警車、快遞面包)的識(shí)別,提取目標(biāo)內(nèi)在、局部的特征;
·人的動(dòng)態(tài)識(shí)別,主要是對(duì)人的行為(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、方向等)的識(shí)別;
·人的步態(tài)(gait)分析、是一種生物特征識(shí)別,主要用于個(gè)體識(shí)別;
·單、多動(dòng)因(agent)的動(dòng)態(tài)識(shí)別、根據(jù)不同的動(dòng)因,識(shí)別特定的運(yùn)動(dòng)目標(biāo);
·目標(biāo)姿態(tài)的估計(jì)(參照幾何空間模型)、把監(jiān)控目標(biāo)的姿態(tài)作為特征,分析其變化,并判斷其是否到達(dá)臨界的狀態(tài);
·動(dòng)態(tài)攝像控制和多攝像機(jī)集中(協(xié)調(diào))跟蹤、智能(協(xié)調(diào)地聯(lián)動(dòng))控制探測(cè)裝置,完整、準(zhǔn)確地獲得圖像信息;
·實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸、圖像處理方法和動(dòng)態(tài)場(chǎng)景可視化(visualization);
·不明目標(biāo)(體積、亮度、形狀)的探測(cè)和監(jiān)視,特別是遠(yuǎn)距離目標(biāo)日探測(cè);
·多目標(biāo)(人、車)的分類和統(tǒng)計(jì)(運(yùn)動(dòng)規(guī)律和計(jì)數(shù)),在多種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的分類,并做出統(tǒng)計(jì),由此產(chǎn)生對(duì)監(jiān)控環(huán)境變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè);
·新傳感器、新成像技術(shù)的研究,包括新的圖像器件,處理技術(shù)以及非可見(jiàn)光成像技術(shù)的研究。[nextpage]
安防業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
上述課題屬于通用性的應(yīng)用基礎(chǔ)研究、是安防業(yè)界的科研院所和研究型企業(yè)應(yīng)著力加強(qiáng)和重點(diǎn)投入的方向。在這些研究成果的基礎(chǔ)上可以產(chǎn)生許多特殊的、實(shí)用性的方向,如:
·發(fā)現(xiàn)一個(gè)可疑的人游蕩在安全管理的區(qū)域(停車場(chǎng)、設(shè)施周圍),發(fā)現(xiàn)一個(gè)人對(duì)防護(hù)目標(biāo)有特殊的關(guān)注或異常的行為等;
·發(fā)現(xiàn)一個(gè)不明物品較長(zhǎng)時(shí)間的出現(xiàn)在安全區(qū)域(公共場(chǎng)所、大橋下),特別是從移動(dòng)目標(biāo)上分離出來(lái)的物品,較長(zhǎng)時(shí)間的處于靜止?fàn)顟B(tài),發(fā)現(xiàn)防范區(qū)內(nèi)的物品增加或減少了;
·發(fā)現(xiàn)監(jiān)控目標(biāo)(監(jiān)房中的人犯、行駛的車輛)較長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)異常的狀態(tài)(較長(zhǎng)時(shí)間靜止、運(yùn)動(dòng)過(guò)度);
·監(jiān)視在公共場(chǎng)所的行人擁擠、收集購(gòu)物中心和娛樂(lè)場(chǎng)所消費(fèi)者的人類學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)目標(biāo)的分類和統(tǒng)計(jì),提前判斷可能出現(xiàn)的擁堵,對(duì)銷售趨勢(shì)做出預(yù)測(cè);
·用于測(cè)量交通流量,對(duì)城市交通狀況做出整體的、趨勢(shì)性的預(yù)測(cè),作為交通信號(hào)系統(tǒng)、指示系統(tǒng)、誘導(dǎo)系統(tǒng)的基本輸入?yún)?shù);
·在一些可以限定條件(光照、方位)的環(huán)境下,建立圖像識(shí)別(面像、步態(tài))識(shí)別系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)受控對(duì)象或可疑目標(biāo)的出現(xiàn)。
這些就是應(yīng)用研究的內(nèi)容了,它除了技術(shù)的因數(shù)外,還要考慮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(應(yīng)用方式)和應(yīng)用環(huán)境的因素。一定要與用戶密切結(jié)合,充分地了解安全的需求。概括地講:上述應(yīng)用可以在背景環(huán)境比較簡(jiǎn)單的條件下,如橋下、重要設(shè)施外墻及室內(nèi)人流少的時(shí)間。主要是單目標(biāo)的識(shí)別和形態(tài)分析;也可應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境下,主要是人、車等目標(biāo)的分類和統(tǒng)計(jì)。
電視監(jiān)控技術(shù)的這個(gè)趨勢(shì)和上述技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)初露端倪,最近一些公司推出的視頻內(nèi)容分析設(shè)備就具有越界探測(cè)、定向運(yùn)動(dòng)探測(cè)、出和入的管理、移動(dòng)探測(cè)、靜止探測(cè)(丟棄、靜止)、人物計(jì)數(shù)、速度異常探測(cè)等功能。這樣的設(shè)備可有兩條技術(shù)路線:一是模塊化,把功能全部放在前端(模塊),出現(xiàn)異常才向監(jiān)控中心傳送圖像和報(bào)警信號(hào),監(jiān)控中心僅對(duì)前端的進(jìn)行功能設(shè)置;再一是軟件化,系統(tǒng)功能完全在后端實(shí)現(xiàn),通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行的軟件,前端只是通用的視頻源(攝像機(jī))。圖像識(shí)別系統(tǒng)作為一種出入控制手段已有了初步地應(yīng)用,目標(biāo)識(shí)別也有了試驗(yàn)系統(tǒng)。
公安業(yè)務(wù)也好、公安(安防)技術(shù)也好,都是圍繞兩個(gè)方面展開(kāi):“打”、“防”。兩者基礎(chǔ)都是獲得信息。事發(fā)后的信息是證據(jù),用于打。事發(fā)前的信息是情報(bào),具有預(yù)警的價(jià)值,是防所依據(jù)的。電視技術(shù)的應(yīng)用要加強(qiáng)后者的研究。使之在防的體系中起到重要的作用。
技術(shù)的發(fā)展是循序漸進(jìn)的,不會(huì)在一夜之間出現(xiàn)革命性的變化。但一個(gè)重大的事件帶來(lái)的機(jī)遇、產(chǎn)生的推動(dòng)力將會(huì)極大地激勵(lì)和催化技術(shù)的進(jìn)步。電視監(jiān)控技術(shù)正處于這樣的時(shí)刻。
我希望安防技術(shù)人員,能把握時(shí)機(jī),追求技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新和觀念創(chuàng)新,把電視監(jiān)控提高到一個(gè)嶄新的階段。