在城市監(jiān)控系統(tǒng)的安裝速度不斷加快，系統(tǒng)規(guī)模日漸擴大的同時，如何有效地對監(jiān)控系統(tǒng)進行管理成為當前棘手問題。例如，如何管理、存儲上萬臺甚至幾十萬攝像機每天所采集到的監(jiān)控畫面？怎樣達到實時監(jiān)控的效果？為了更有效地達到安全防范的目標，城市監(jiān)控報警系統(tǒng)對智能視頻分析技術的需求不斷上升。
何為智能視頻分析？
從狹義上來說，智能視頻是對視頻畫面進行分析，從而在畫面中截取一些有用的信息，它在某種程度上代替監(jiān)控人員，節(jié)省了人力資源。換句話說，智能視頻最重要的是如何在畫面中截取有用的信息。那么，這就必須首先定義“何為有用或有價值的信息”。如果一個監(jiān)控畫面中沒有任何畫面的變化，那么它是一個價值不高的或沒有必要立刻關注的畫面。反之，如果畫面有變化就必須馬上被監(jiān)視到。
根據(jù)以上的定義要求，安防行業(yè)開發(fā)出了移動偵測系統(tǒng)。其原理是在畫面中用前一幀的畫面減去現(xiàn)在這一幀的畫面，從而找出兩者的差異，然后通過差異占總體畫面的百分比產(chǎn)生報警信號。但采用這種方式往往誤報率十分高，因為畫面十分容易因外界因素而產(chǎn)生細微或大幅度的變化，例如下雨、日光下的光線變化等外界環(huán)境因素。因此，這種方式不能在大規(guī)模、大場景下采用。嚴格來說，移動偵測不能定性為智能視頻，但它確實是智能視頻的最早體現(xiàn)模式。
現(xiàn)代的智能視頻系統(tǒng)大多采用場景維護的方法來解決移動偵測的誤報問題。這樣，智能視頻系統(tǒng)往往會利用其軟件，自動學習場景的細微變化，從而建立并維護一個實時更新的背景環(huán)境，這個背景環(huán)境會根據(jù)環(huán)境的細微變化而變化。再將背景以外的東西從中抽離，從而形成畫面上的物件。由于每樣物件可以從背景中抽離，并可給出物件在畫面中相對應的像素坐標，我們便可根據(jù)其坐標位置進行特定的報警處理。由于軟件本身是會根據(jù)環(huán)境的變化而不斷自動學習，這樣便可大大降低系統(tǒng)的誤報率。
智能視頻分析技術的廣義類別
從廣義上來說，除了以上的描述被定性為智能視頻分析外，我們也可以把智能視頻分析定性為所有運算功能，起到對視頻畫面進行分類，比對或識別的作用。另一方面，它可以對畫面進行分析，對畫質進行某些優(yōu)化，提供更好的畫質以供監(jiān)控人員觀看。其中具體包括：視頻分析類、視頻識別類、視頻改良類。
視頻分析類
其主要功能是在監(jiān)控畫面中找出物件，并檢測物件的運動特征屬性，例如：物件相對的像素點位置，物件的移動方向及相對像素點移動速度，物件本身在畫面中的形狀及其改變。根據(jù)以上的基本功能，視頻分析可分為以下幾個功能模塊： [nextpage]
·周界入侵檢測、物件移動方向檢測；
·物件運動、停止狀態(tài)改變檢測；
·物件出現(xiàn)與消失檢測；
·流量統(tǒng)計包括（人流量、車流量統(tǒng)計）；
·PTZ自動追蹤系統(tǒng)；
·攝像機智能自檢功能。
視頻識別類
視頻識別類包括人臉識別及車牌識別，其主要的技術在于在視頻畫面中找出局部中一些畫面的共性。例如：人臉必然有兩個眼睛，如果我們可以找到雙目的位置，那么就可以定性人臉的位置及尺寸。不過，以現(xiàn)有的技術來說，人臉識別系統(tǒng)必須在雙目可視的情況下，才可進行人臉比對。其主要包括：
·人臉識別系統(tǒng)；
·車牌識別系統(tǒng)；
·照片比對系統(tǒng)；
·工業(yè)自動化上的機器視覺系統(tǒng)。
視頻改良類
視頻改良的主要功能是將以前不可視、模糊不清，或者是在振動的畫面進行一些優(yōu)化處理，以增加視頻的可監(jiān)控性能。具體包括：
·夜視圖像增強處理；
·圖像畫面穩(wěn)定系統(tǒng)；
·車牌識別影像增強系統(tǒng)。
智能視頻的應用范疇
根據(jù)上述的三大功能，我們可以從應用的角度將其劃分為兩大類：安全防范應用與非安全防范應用。
安全防范方面的應用
由于近年來國內外恐怖襲擊經(jīng)常發(fā)生，而且用于恐怖襲擊的武器也不斷先進，造成公安及無辜平民的死傷也不斷上升，反恐形勢十分嚴峻，這導致公安對可應用于安全防范的智能視頻系統(tǒng)或功能需求十分緊迫。[nextpage]
周界入侵檢測、物件移動方向檢測
周界入侵檢測是利用運動目標的智能視頻分析原理，在攝像機監(jiān)視的場景范圍內，根據(jù)監(jiān)控需要和目的設置警戒區(qū)域。系統(tǒng)可以自動檢測入侵到警戒區(qū)域內的運動目標及其行為，一旦發(fā)現(xiàn)有滿足預設警戒條件，則自動產(chǎn)生報警信息，并用告警框標示出進入警戒區(qū)的目標，同時標識出其運動軌跡。
另外，我們還可以利用周界防范入侵檢測系統(tǒng)來代替紅外線對射或地感線圈。其主要功能應用于圍墻邊緣，以防止不相關的人非法闖入警戒區(qū)域。它也可以代替故有的移動偵測系統(tǒng)，減少系統(tǒng)總體的誤報率，增加系統(tǒng)的可信度。尤其在城市安防項目中，由于攝像機的數(shù)目過多，只能采用電子手段來減少系統(tǒng)對監(jiān)控人員的需求量。
物體出現(xiàn)與消失
從視頻中分析出物品的存在與否是一個非常有意義的智能視頻分析功能。物品消失偵測采用區(qū)域檢測對比算法來實現(xiàn)的。其基本原理是從固定攝像頭攝像畫面中提取出區(qū)域進行保存，物品狀態(tài)分析服務器根據(jù)算法可以設定一定的時間周期，將與這些區(qū)域圖像數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進行比對。其具體方式為：系統(tǒng)根據(jù)算法把一個區(qū)域分割為多個區(qū)域，由于視頻流是實時連續(xù)的，因此區(qū)域的檢測和分割需要在每一幀內不停地計算，此外還要對幀間的區(qū)域進行跟蹤，把不同時間的區(qū)域連接起來，從而給出正確的物品類型、狀態(tài)和物品運動方向。當超過設定好的時間時，在區(qū)域物品狀態(tài)發(fā)生變化之際，系統(tǒng)就會對消失或移動的物品進行報警。
其主要應用于機場海關等重要場合，以防止人員放置非法物品，例如：防止在機場放置爆炸裝置；用于博物館對高價值的物品進行安全防范，減少不必要的損失。
PTZ自動跟蹤
在攝像機監(jiān)視的場景范圍內，當移動目標出現(xiàn)后，用戶可以手動鎖定（例如通過鼠標點擊來鎖定目標）或預置位自動觸發(fā)鎖定某個運動目標，可觸發(fā)PTZ攝像機進行自主自動的PTZ跟蹤，并且PTZ攝像機可自動控制云臺進行全方位旋轉。同時，該功能還可以針對被鎖定的運動目標進行視覺導向的自動跟蹤，以確保跟蹤目標持續(xù)出現(xiàn)在鏡頭中央。自動PTZ跟蹤模塊彌補了固定攝像機監(jiān)控視野窄的缺點，是完善的安全監(jiān)控系統(tǒng)所必備的功能。[nextpage]
該功能實現(xiàn)過程為：主攝像機對視頻監(jiān)控區(qū)域的全景范圍進行圖像抓拍，并將抓拍到的圖像傳至視頻服務器處理：視頻服務器處理圖像數(shù)據(jù)以提取目標的位置信息，對各從攝像機進行調度；從攝像機根據(jù)目標的位置信息對目標進行鎖定跟蹤，自動進行鏡頭縮放，以獲得目標的清晰圖像，如此一來，系統(tǒng)能對監(jiān)控區(qū)域進行全方位的跟蹤，并能對進入監(jiān)控區(qū)域的目標進行自動鎖定跟蹤，而且相應速度快、精確度高。
其主要應用于機場、軍隊、監(jiān)獄等高安全系數(shù)要求的場所，用以增加安全系數(shù)，防范及跟蹤非法進入人員。
人臉捕捉、比對及照片比對
傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在一些很明顯的不足之處，如：24小時地不停工作，有太多的現(xiàn)場和攝像機。監(jiān)控工作本來就是一件無目的性的事情，當需要調用視頻的時候，監(jiān)控人員要查詢以往所有的錄像將是一件非常繁瑣的事。而人臉檢測/捕捉技術，能在一個大的背景復雜的攝像機監(jiān)視場景范圍內，準確檢測和捕捉到人臉，并將實時存儲的人臉照片或視頻作為有用信號存儲，再配合人臉分析比對數(shù)據(jù)庫資料，這樣一來，系統(tǒng)可短時間自動調出該人的信息。
系統(tǒng)再根據(jù)人臉捕捉的結果進行人臉自動比對或照片比對。其主要應用于機場、鐵路、海關、銀行及賭場等需要對人員需要安檢識別的區(qū)域，如2008年奧運會就采用了人臉檢測系統(tǒng)。
非安全防范上的應用
道路監(jiān)控上的應用
針對車輛的反向行駛、非法停車、不按交通燈指示行駛等違規(guī)行為，可采用車輛行為檢測系統(tǒng)找出違規(guī)車輛。并且。在車輛出現(xiàn)異常行為后，可采用車牌識別系統(tǒng)自動記錄下違規(guī)車輛的車牌號碼。
視頻穩(wěn)定系統(tǒng)
視頻穩(wěn)定算法的主要原理是：估計當前幀相對于前一幀（或者參考幀）的運動，并通過一定的方法得到描述兩幀圖像間變化的變換矩陣；然后，利用變換矩陣對當前幀圖像進行校正，使得視頻信息相對穩(wěn)定。其主要功能為：穩(wěn)定的視頻可以更好地表現(xiàn)圖像細節(jié)，從而提高視頻監(jiān)視的質量；實際中，圖像抖動不利于人眼對圖像的分析和觀測，又易引起監(jiān)控人員的視覺疲勞，視頻穩(wěn)定可改善這一狀況；另外，穩(wěn)定的圖像為后端的數(shù)字視頻記錄設備提供了更有利于壓縮的視頻源，可大大提高壓縮比，在相同碼流下可以獲得更高質量的圖像，或者說在相同圖像質量下，大大降低數(shù)據(jù)流量，利于多點同時觀看。[nextpage]
智能視頻系統(tǒng)的發(fā)展方向與不足
智能視頻系統(tǒng)局部或全部取替監(jiān)控人員的方向發(fā)展，真正解決了有錄像沒監(jiān)視的現(xiàn)狀，大大提高安防的監(jiān)控力度，解決監(jiān)控系統(tǒng)中的重要問題。
但同時，我們不得不承認，現(xiàn)在的智能視頻系統(tǒng)只是處于初級階段，存在不足之處，如：
·場景環(huán)境要求較高，往往需要根據(jù)不同的環(huán)境以及不同的需求進行不同的參數(shù)設置；
·需專業(yè)人員指導安裝才可以順利使用實施。只有熟悉技術的專業(yè)人員才能根據(jù)經(jīng)驗對現(xiàn)場環(huán)境進行判斷分析，再指導安裝實施使用；
·用戶不懂運用和操作使用。由于用戶普遍對智能視頻系統(tǒng)的認識有限，導致用戶不懂此技術的運用和操作，需要較長時間的引導。
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