隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的迅速擴大，攝像頭的數(shù)量也達到了幾萬個，甚至幾十萬個之多。這么多攝像頭的日常維護是一項非常艱巨任務(wù)，因而視頻診斷應(yīng)運而生，擔負起了大量攝像機的自動檢測和診斷的工作。
視頻分析方法主要有背景模型法和時間差分法兩類。背景模型法是利用當前圖象和背景圖象的差分(SAD)來檢測出運動區(qū)域，可以提供比較完整的運動目標特征數(shù)據(jù)，精確度和靈敏度比較高，具有良好的性能表現(xiàn)。背景的建模和自適應(yīng)是背景模型法的關(guān)鍵，一般在系統(tǒng)設(shè)置時期設(shè)置系統(tǒng)自適應(yīng)學習時間來建模，根據(jù)背景實際“熱鬧程度”選取3~5分鐘的學習時間。系統(tǒng)建模完成后，隨著時間的變化，背景會有相應(yīng)的改變，而系統(tǒng)具有“背景維護”能力，可以將一些后來融入背景的圖象，如云等自動加為背景。時間差分法就是高級的VMD，又稱相鄰幀差法，即利用視頻圖像特征，從連續(xù)得到的視頻流中提取所需要的動態(tài)目標信息。時間差分法的實質(zhì)是將相鄰幀圖像相減來提取前景目標的移動信息。此方法不能完全提取所有相關(guān)特征像素點，只檢測出目標的邊緣，在其提取的運動實體內(nèi)部可能出現(xiàn)空洞。
視頻分析的過程(背景模型法)是：首先，系統(tǒng)進行背景學習，學習時間因背景熱鬧程度不同而有所不同，期間系統(tǒng)自動建立背景模型;之后，系統(tǒng)進入“分析”狀態(tài)，如果前景出現(xiàn)移動物體，且處在設(shè)置的范圍區(qū)域內(nèi)、大小滿足設(shè)置，系統(tǒng)將會對該目標進行提取和跟蹤，并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法(入侵、遺留、盜竊等)觸發(fā)報警(期間如果背景中出現(xiàn)雨雪、中云、波浪、搖擺的柳樹等物體，或發(fā)生攝像機抖動的情況，系統(tǒng)將啟動預(yù)處理功能來加以過濾)。在觸發(fā)報警之前，系統(tǒng)能夠進行目標識別，即將提取的目標與已經(jīng)建立的模型進行比對，并選擇最佳的匹配。
該智能分析算法主要由核心基本智能分析算法模塊和特殊應(yīng)用領(lǐng)域的智能分析算法構(gòu)成。核心基本智能分析算法模塊共有7種，分別為區(qū)域入侵監(jiān)測、絆線檢測、遺失檢測、遺留檢測、方向檢測、徘徊檢測、人群流量統(tǒng)計(計數(shù))。這些智能應(yīng)用可以不受行業(yè)和領(lǐng)域的限制，在任意項目上通用。特殊應(yīng)用領(lǐng)域的智能分析算法則以插件的方式，針對不用行業(yè)領(lǐng)域定制開發(fā)，并采用組合的方式，以便靈活應(yīng)對不同項目的需求。這些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的智能分析算法共有8種，分別為對象識別(人、車輛和物區(qū)分)與軌跡識別、PTZ動態(tài)跟蹤、人臉識別、車牌識別、圖像增強(水霧、雨霧、煙霧、沙塵或干擾過濾)、圖像穩(wěn)像(防震動、抖動、晃動)、數(shù)字全景拼接和煙火監(jiān)測。
下面以在朝陽區(qū)圖像信息系統(tǒng)中的應(yīng)用IVS視頻診斷系統(tǒng)為例介紹。
朝陽區(qū)圖像信息系統(tǒng)于2008年完成建設(shè)，通過建立45個街鄉(xiāng)匯聚節(jié)點平臺、85個指揮中心，新建、整合了5000路不同廠商的數(shù)字圖像資源，形成了區(qū)級圖像信息資源共享平臺，并先后為2008北京奧運、2009年國慶閱兵、2010年世界武術(shù)博覽會等重大活動提供了安保服務(wù)，為朝陽區(qū)城市管理提供了視頻支撐服務(wù)。在3年多的運行、維護工作中，攝像機畫面質(zhì)量、控制功能檢測成為維護工作的重難點，常常花費大量的時間和人力來進行巡檢工作，并且不同的維護人員對相同畫面的圖像質(zhì)量是否合格判斷不一，對整個系統(tǒng)的維護工作帶來不小的麻煩。2009年，朝陽區(qū)圖像信息系統(tǒng)引入IVS視頻診斷系統(tǒng)，通過對視頻圖像的各種參數(shù)進行檢測，對比預(yù)設(shè)的標準參數(shù)，自動判斷不符合標準的視頻，并發(fā)出報警信息、形成統(tǒng)計報表。完成5000余路視頻圖像的自動巡檢僅需要1小時，為系統(tǒng)的維護工作帶來巨大的便利。
結(jié)語
目前，IVS中有些算法已經(jīng)發(fā)展了許多年，非常的穩(wěn)定，也廣泛應(yīng)用于各種場所，如視頻診斷、區(qū)域警戒、物品丟失、拌線檢測等。而較前沿的技術(shù)，如人臉識別、多目標追蹤等，因為技術(shù)尚未完全成熟，在特殊條件下運行才有實際意義，需要根據(jù)具體情況來選擇。在未來，智能視頻監(jiān)控將是重要的應(yīng)用系統(tǒng)，也將是視頻監(jiān)控發(fā)展的趨勢。如何把IVS的功能完全發(fā)揮出來，各廠商還有很長的路要走。
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