你是否想過,一個人一天之中可能出現(xiàn)在多達300個攝像機前。你能想象嗎,手機中經(jīng)常使用的二維碼掃描、美顏相機,停車場出入口的車牌識別,交通道路上的各種電子警察,這都是智能視頻分析技術在起作用。
據(jù)統(tǒng)計,在英國,其全國范圍內目前已經(jīng)安裝攝像機420多萬個,平均每14個人就有一個。近年來,世界各國對視頻監(jiān)控的需求與應用不斷擴大,全球視頻監(jiān)控市場獲得了迅速的發(fā)展。
在國內,剛剛過去的3·1云南昆明火車站暴力恐怖案件讓人們心有余悸。在悲傷、憤怒的同時,人們更多的是疑問、反思。火車站這種公共場所,攝像頭可謂是無所不在,能否更早的發(fā)現(xiàn)異常情況,為處置贏得更多的預警時間?
“從目前智能視頻分析技術看,在火車站這種日常流量很大的環(huán)境中,多人聚集、統(tǒng)一帶有標志性著裝、持長刀的場景還不能實現(xiàn)從監(jiān)控中被捕捉、研判并預警。但隨著技術的不斷發(fā)展,這一愿望一定會變?yōu)楝F(xiàn)實。”公安部第一研究所所長助理、研究員余兵告訴記者。
盡管智能視頻分析技術尚有許多不盡如人意之處,但其作用仍不可小覷。
2010年11月8日清晨,北京市某分局接到報案,在多個過街天橋處發(fā)現(xiàn)非法標語。通過對案發(fā)周邊夜間共300小時監(jiān)控視頻進行摘要、增強等分析,約5小時即協(xié)助警方定位了嫌疑人。案件在第二天即告破。及時預警、案發(fā)后協(xié)助警察偵破,這正是智能視頻分析技術的作用所在。
關鍵詞一:智能視頻分析
如果將監(jiān)控攝像機看作人的眼睛,那么智能視頻分析系統(tǒng)就可以看作人的大腦
近年來,隨著恐怖主義威脅的加劇,人類對於自身安全和公共安全的意識顯著提高。作為一種有效的安防產(chǎn)品,視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到狠廣泛的應用。在機場,銀行,公共交通,繁忙的市中心,甚至一些私人的住所,各種視頻監(jiān)控產(chǎn)品得到應用。
“越來越多的視頻監(jiān)控系統(tǒng)被安裝,導致了攝像頭的數(shù)目巨大。大量需要肉眼觀看處理的視頻信息使得監(jiān)控對於安保人員來說成為一項單調乏味的工作。而且,由於大部分時間內視頻流的內容都是正常的,這樣使得安保人員狠容易疏忽,從而漏過可疑目標或異常事件。”余兵說。
為此,新一代的智能視頻監(jiān)控技術得到了世界各國政府和學者的密切關注。
在余兵看來,智能視頻分析技術源于計算機視覺技術,融合了圖像處理、模式識別、人工智能等多項技術。它可以借助計算機強大的數(shù)據(jù)處理功能,對視頻畫面海量數(shù)據(jù)進行高速分析,將其中的無用信息過濾掉,自動分析、抽取畫面中有價值的關鍵信息。通過智能視頻分析可以對危險的發(fā)生提早預警,而非僅僅在事后對錄像進行查證。而且還可以減少由于人員疏忽或離開錯過重要監(jiān)控事件的情況,避免產(chǎn)生嚴重的安全事故。
“如果將監(jiān)控攝像機看作人的眼睛,那么智能視頻分析系統(tǒng)就可以看作是人的大腦,由此視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)從目視解釋向自動解釋的轉變,這是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)與普通監(jiān)控系統(tǒng)的最大區(qū)別,也是視頻監(jiān)控技術發(fā)展的必然。”余兵說。
關鍵詞二:流量統(tǒng)計
對公共場所人數(shù)進行統(tǒng)計限流,將減少踩踏事故,而監(jiān)控車流,能提升交通管理效率
也許有人覺得智能視頻分析技術似乎離我們生活狠遠,其實不然。
余兵認為,安防和公共安全是智能視頻分析技術應用的重要領域之一。用計算機代替人24小時“監(jiān)視”重要場所,及時發(fā)現(xiàn)甚至預測出異常情況,不但可以節(jié)約大量的人力成本,而且也使監(jiān)控系統(tǒng)的功能由被動記錄轉變?yōu)橹鲃宇A防,大大提高效率。
談及智能視頻分析技術的應用,余兵向記者講述了這樣一個故事。2011年10月25日,內蒙古某市一家三口在家中被殺。受該市公安局委托,公安部一所對案件相關6段夜間錄像進行低照度增強處理和分析,確定了犯罪嫌疑人潛入被害者家中和案發(fā)后離開的時間,為最終鎖定嫌疑人并破案提供了寶貴的線索。
不僅如此,智能視頻分析技術還可用於流量統(tǒng)計。在視頻中設定檢測區(qū)域,對該區(qū)域內的目標稠密程度或目標數(shù)進行估計。比如說在廣場、政府機關門口、文化與宗教聚集地等場所,觀測人群密度或人數(shù)的動態(tài)變化,結合地點、時間等信息判斷是否存在異常聚集情況﹔也可用於道路交通監(jiān)控,獲取車輛密集程度數(shù)據(jù),供交管部門進行調度決策。
“如果用上此項技術,對公共場所人數(shù)進行統(tǒng)計,達到一定數(shù)量就限制進入,那么踩踏事故發(fā)生頻率將會大大降低。如果對車輛進行監(jiān)控,相信城市交通管理效率會大大提高。”余兵說。
關鍵詞三:目標移動范圍監(jiān)測
通過目標運動軌跡及運動方向,判斷其移動范圍是否在設定的合理范圍內
“目標移動范圍監(jiān)測是應用最廣的智能視頻分析功能之一。”余兵認為,在運動目標檢測及跟蹤的基礎上,根據(jù)目標的運動軌跡及運動方向判斷其移動范圍是否在用戶設定的合理范圍內,具體應用包括絆線檢測和入侵檢測。絆線檢測即在攝像機監(jiān)視的場景范圍內,根據(jù)監(jiān)控需要和目的設置檢測線,并制定穿越檢測線的非法方向。當有移動目標按照禁止穿越方向穿越用戶設定的檢測線時進行告警。
入侵檢測即在監(jiān)控場景視頻中設定檢測區(qū)域,對目標進入、離開或突然出現(xiàn)在該區(qū)域的事件進行檢測并及時告警。適合于軍事禁區(qū)、監(jiān)獄、看守所、重要物資倉庫、銀行、博物館等需要對可疑目標重點防范的場所。
關鍵詞四:徘徊檢測
在設定的檢測區(qū)域,對同一目標運動超過一定時間的事件進行檢測
此外,徘徊檢測也是智能視頻分析的作用所在。在視頻中設定檢測區(qū)域,對同一目標在該區(qū)域內運動超過一定時間的事件進行檢測??捎糜阢y行、政府機關、大使館、文化與宗教聚集地、高安全周界、商業(yè)區(qū)和住宅區(qū)等場所的智能監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)可疑目標并及時發(fā)出警告,以排除安全隱患。
發(fā)展趨勢:必須提高算法準確性
目前的智能視頻分析技術缺乏多路多源監(jiān)控視頻的協(xié)同分析
近年來,雖然各科研院所、公司在智能視頻分析技術研發(fā)上投入的力量越來越大,越來越多新的智能視頻分析算法被提出,市場上出現(xiàn)的智能產(chǎn)品也越來越多,但不可否認的是,視頻分析本身仍然是一個世界性的難題。實際環(huán)境中光照變化、目標運動復雜性、遮擋、目標與背景顏色相似、背景雜亂等都會增加視頻分析的難度。
未來智能視頻分析技術的發(fā)展趨勢如何?余兵認為,運動目標檢測及跟蹤處於智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的最底層,為后續(xù)的目標行為分析與理解提供可靠的數(shù)據(jù)來源。目前的目標檢測及跟蹤技術對光照變化較大、目標遮擋、動態(tài)背景干擾等場景進行處理時效果并不理想。因此需對目標檢測及跟蹤技術繼續(xù)深入研究,提高算法的準確性,使之能夠適應更為復雜和多變的現(xiàn)場環(huán)境。
此外,目前市面上已有的智能視頻分析功能大多集中在對單路攝像頭採集的單源視頻進行獨立分析,缺乏多路多源監(jiān)控視頻的協(xié)同分析,因此應對跨攝像機目標跟蹤技術進行研究,從而獲取目標在大場景內的行蹤軌跡,以進行更準確的行為分析。
“遮擋是目標跟蹤中必須解決的難點問題。”余兵說,運動目標被部分或完全遮擋,又或是多個目標相互遮擋時,目標部分不可見會造成目標信息缺失,影響跟蹤的穩(wěn)定性。為了減少遮擋帶來的歧義性問題,必須正確處理遮擋時特征與目標間的對應關系。大多數(shù)系統(tǒng)一般是通過統(tǒng)計方法預測目標的位置、尺度等,都不能狠好地處理較嚴重的遮擋問題。
“通俗地講,也就是如何能更準確的監(jiān)測目標。比如說在機場等公共場合,如果能夠實現(xiàn)對突然奔跑、手臂揮舞等動作的采集,系統(tǒng)迅速報警,這種恐怖事件的處置將會更加及時、有效。”余兵說。