【安防知識網(wǎng)】智能分析技術(shù)涉及眾多學(xué)科，包括如計(jì)算機(jī)視覺、人工智能、仿生學(xué)等，現(xiàn)在已經(jīng)成為視頻監(jiān)控的重要部分，并隨著技術(shù)、影響力的提升和市場對智能視頻的迫切需求，相信定會被越來越廣泛地應(yīng)用。

　　上世紀(jì)90年代，視頻智能分析技術(shù)的雛形產(chǎn)品已經(jīng)在行業(yè)中出現(xiàn)，其伴隨監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過十多年，技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，也完成了從概念到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。智能分析技術(shù)涉及眾多學(xué)科，包括如計(jì)算機(jī)視覺、人工智能、仿生學(xué)等，現(xiàn)在已經(jīng)成為視頻監(jiān)控的重要部分，并隨著技術(shù)、影響力的提升和市場對智能視頻的迫切需求，相信定會被越來越廣泛地應(yīng)用。

　　視頻智能分析技術(shù)，通過將攝像機(jī)場景中背景和目標(biāo)分離，進(jìn)而分析并判斷場景的各種狀況。用戶可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)的實(shí)際場景，建立相應(yīng)不同場景模型，生成在場景中出現(xiàn)不同狀況后聯(lián)動相應(yīng)報(bào)警事件的規(guī)則，通過這種規(guī)則來判斷和分析視頻，自動發(fā)出報(bào)警，輸出聯(lián)動信號，提示用戶進(jìn)行相應(yīng)的操作或根據(jù)報(bào)警的場景來采取相關(guān)的措施。

　　硬件架構(gòu)

　　現(xiàn)在視頻智能分析的嵌入式設(shè)計(jì)，都采用專用DSP(數(shù)字信號處理器)作為系統(tǒng)核心，外圍再配置視頻編解碼器、存儲器等作為輔助，如圖1所示。其硬件設(shè)計(jì)精巧，能夠被安裝在前端攝像機(jī)內(nèi)或監(jiān)控室。嵌入式系統(tǒng)具備多種智能分析功能，可通過RS485方式進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并內(nèi)置中英文菜單可供用戶設(shè)置參數(shù)和功能調(diào)用。

圖1  視頻智能分析DSP架構(gòu)圖

　　系統(tǒng)功能

　　嵌入式系統(tǒng)組成簡單、靈活，能與攝像機(jī)完美組合，能支持在線更新、升級等。其視頻智能分析功能包含有：越線檢測、流量統(tǒng)計(jì)、軌跡跟蹤、區(qū)域檢測、搬移檢測、滯留檢測、云臺跟蹤等，其場景模型模擬了實(shí)際應(yīng)用中的多種情況。

　　越線檢測

　　可對指定的場景設(shè)置一條虛擬警戒線，報(bào)警規(guī)則可設(shè)置為單線檢測或雙線檢測，可任意設(shè)置警戒線的位置、長度和禁止穿越方向。當(dāng)出現(xiàn)目標(biāo)按預(yù)設(shè)方向穿越警戒線時(shí)，即自動產(chǎn)生報(bào)警信息，并能預(yù)測入侵者運(yùn)動方向，提醒工作人員注意。本功能適用于翻越墻報(bào)警、倒車檢測、交通違規(guī)檢測等領(lǐng)域(如圖2和圖3所示)。

圖2    越線檢測

圖3    越線檢測 [nextpage]

　　流量統(tǒng)計(jì)

　　能夠統(tǒng)計(jì)運(yùn)動目標(biāo)通過某條直線或特定區(qū)域的個(gè)數(shù)總和，并可分別計(jì)算出特定方向上通過直線或區(qū)域的交通流量。適用于如工廠門口、商店、車站等公共場所的出入人流以及交通車流量統(tǒng)計(jì)(如圖4所示)。

圖4    流量統(tǒng)計(jì)

　　區(qū)域檢測

　　當(dāng)有人或車輛進(jìn)入警戒防區(qū)時(shí)，標(biāo)記其闖入禁區(qū)的方向，并實(shí)時(shí)報(bào)警。可在視場內(nèi)設(shè)置各種形狀、大小的警戒區(qū)域，充分滿足在不同場景下對侵入禁區(qū)檢測的需求。系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)在同一視場內(nèi)設(shè)置多個(gè)警戒區(qū)，實(shí)現(xiàn)多區(qū)域同時(shí)監(jiān)測，適用于設(shè)置違禁區(qū)域以增加人們的安全度，可應(yīng)用于交通管制等。

　　該功能可應(yīng)用于在警戒區(qū)域內(nèi)檢測無人看管的遺留物。當(dāng)特定位置的目標(biāo)物品被拿走或被移動時(shí)，即自動發(fā)出報(bào)警信息，并在目標(biāo)物品原來放置位置顯示告警框提醒相關(guān)人員注意物品被移動。

　　檢測可以設(shè)定為兩種模式：當(dāng)物品被搬移時(shí)立即報(bào)警;當(dāng)物品被拿走超過一定時(shí)間，且沒有放回原處的時(shí)候發(fā)出報(bào)警。如圖5所示。

圖5    區(qū)域檢測

　　滯留檢測

　　能夠識別車輛在禁止?？繀^(qū)域內(nèi)，是否長時(shí)間停留。當(dāng)車輛在某些特殊區(qū)域內(nèi)(例如道路中央、禁止?？繀^(qū)等)因交通事故、交通阻塞，非法停靠等原因停留時(shí)，會發(fā)出異常報(bào)警。

　　能夠判斷人員在特定區(qū)域內(nèi)徘徊逗留，確認(rèn)為可疑徘徊后，發(fā)出異常報(bào)警。用戶能通過設(shè)置目標(biāo)停留時(shí)間來判定目標(biāo)是否滯留或徘徊，如圖6所示。

圖6  滯留檢測

　　反之也能進(jìn)行搬移檢測，當(dāng)被監(jiān)視物被搬移掉發(fā)出報(bào)警。這類技術(shù)可應(yīng)用于對博物館等貴重物的保護(hù)檢測，如圖7所示。

圖7  搬移檢測 [nextpage]

　　軌跡跟蹤

　　自動發(fā)現(xiàn)并跟蹤出現(xiàn)在屏幕中的運(yùn)動目標(biāo)，精確地對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行分析，能夠連續(xù)快速地調(diào)整云臺方向及攝像機(jī)變倍，使物體始終處于屏幕中心，并保持所占屏幕中的比例，使監(jiān)控人員能夠看清細(xì)節(jié)。此外，也可以由監(jiān)控人員指定跟蹤目標(biāo)后，進(jìn)行連續(xù)跟蹤，使監(jiān)控人員從連續(xù)的云臺控制中解放出來，實(shí)例可參見圖8和圖9。

圖8  軌跡跟蹤示意圖

圖9  云臺跟蹤示意圖

　　應(yīng)用現(xiàn)狀

　　視頻智能分析技術(shù)，近幾年一直得到業(yè)界的廣泛關(guān)注，按理說這一技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，對于提高治安監(jiān)控系統(tǒng)的利用效率會起到很大的作用，但實(shí)際上卻沒有得到有效的推廣。筆者認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的主要原因有以下兩個(gè)方面。

　　一是現(xiàn)在多數(shù)的視頻智能分析產(chǎn)品能夠識別的行為模型還是比較單一。如目標(biāo)跟蹤、越界、計(jì)數(shù)、目標(biāo)丟失、物體遺留等，主要應(yīng)用于像看守所、監(jiān)獄、博物館、倉庫、廠區(qū)、地鐵站等特定的場景，而社會或民用監(jiān)控領(lǐng)域的諸多應(yīng)用上仍顯得規(guī)則呆板，如環(huán)境復(fù)雜度的增加會使得誤報(bào)率上升，沒能滿足預(yù)定的分析目的和應(yīng)用效果。

　　二是針對實(shí)際應(yīng)用中需監(jiān)視數(shù)量比較大的項(xiàng)目，智能分析系統(tǒng)的構(gòu)架無論從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)上，還是技術(shù)上都顯得比較缺乏。多數(shù)的視頻分析應(yīng)用屬于前端分析，即通過DSP嵌入到攝像機(jī)或DVS中，其技術(shù)的局限性是目前僅針對特定的路數(shù)或攝像機(jī)進(jìn)行分析，而對于幾千路的大項(xiàng)目中如何實(shí)現(xiàn)智能分析聯(lián)動、如何有效配合實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)的集中管理性如何能最大發(fā)揮、錄像文件如何有的放矢等，這些智能視頻分析技術(shù)都需丞待解決。

　　發(fā)展方向

　　特定算法和場景

　　不同的行業(yè)對于視頻監(jiān)控的需求一般有著非常明顯的差異，特別是對于智能視頻分析技術(shù)的應(yīng)用需求，由此也決定了不同行業(yè)間檢測行為類型與異常事件的特殊性。隨著各行業(yè)應(yīng)用的不斷深入以及安全級別控制要求的進(jìn)一步提升，各安防領(lǐng)域?qū)⒚媾R越來越多不同的挑戰(zhàn)，其對視頻監(jiān)控的需求也日益多樣化和復(fù)雜化。如何能夠識別與分析更多的行為已成為了智能視頻分析技術(shù)在深化行業(yè)應(yīng)用過程中不得不面臨的問題。只有結(jié)合行業(yè)應(yīng)用實(shí)際，深入了解各不同行業(yè)的具體要求，才能更好地抓住用戶的需求，將智能視頻分析技術(shù)的功能落實(shí)到應(yīng)用的實(shí)處。這也是智能視頻分析技術(shù)未來產(chǎn)業(yè)化價(jià)值的最終體現(xiàn)。

　　模塊化組合

　　智能模塊，輸入輸出均為模擬復(fù)合視頻、RS485控制信號和報(bào)警信號。前端能夠與任何模擬設(shè)備(定點(diǎn)攝像機(jī)、云臺攝像機(jī)等)相連接，后端能夠與DVR、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、顯示器等相連，并可以通過鍵盤或其它控制設(shè)備進(jìn)行直接控制。其所帶的各種智能算法，在不互相沖突的情況下，可以進(jìn)行任意搭配。另外不同功能間，要可以相互觸發(fā)。

　　多種云臺攝像機(jī)能夠達(dá)到完美結(jié)合，通過對智能模塊配置，選擇云臺攝像機(jī)類型后，智能模塊能夠根據(jù)不同的云臺攝像機(jī)類型，采取不同的控制策略來進(jìn)行各類智能分析。尤其是進(jìn)行云臺跟蹤(PTZ跟蹤)時(shí)，更能體現(xiàn)出其完美匹配的優(yōu)勢。

　　智能模塊，其軟件能夠在線更新升級，只要通過RS485控制線，即可進(jìn)行升級，無需更換硬件或進(jìn)行任何拆裝工作。任何新的功能，都能夠通過在線升級，進(jìn)行擴(kuò)充。智能模塊能夠隨時(shí)進(jìn)行升級，使其保持與最新產(chǎn)品同樣的功能和性能?？筛鶕?jù)現(xiàn)場進(jìn)行產(chǎn)品定制，通過在線升級，完成特殊現(xiàn)場環(huán)境，特殊智能分析需求等情況的應(yīng)對。

　　結(jié)語

　　智能視頻分析相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用隨著視頻監(jiān)控市場規(guī)模的不斷發(fā)展而發(fā)展，從相對集中的應(yīng)用領(lǐng)域向各行各業(yè)深層次大幅度的延伸。一些專業(yè)視頻分析研究廠家也正著手完善現(xiàn)有的核心技術(shù)，進(jìn)一步提升和優(yōu)化現(xiàn)有算法結(jié)構(gòu)，以在功能和應(yīng)用上力求更加注重用戶的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)最佳系統(tǒng)形式的產(chǎn)品。作為視頻監(jiān)控的高端應(yīng)用，像周界檢測、物體跟蹤等功能業(yè)已在各重點(diǎn)行業(yè)中成功應(yīng)用，并逐步顯現(xiàn)威力。

　　視頻監(jiān)控在未來的比重很大，但是在走向未來的道路卻是比較平緩，這種形式體現(xiàn)出來的反而是一種扎實(shí)，逐漸地迎合人們的需求，在揭開未來視頻分析大幕之前，做到厚積薄發(fā)。