智能視頻分析技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

基于各智能分析技術(shù)廠家在商業(yè)化應(yīng)用中的不斷嘗試，筆者認(rèn)為當(dāng)前以及今后一段時(shí)間智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為“四化一結(jié)合”，即易用化、高清化、平臺(tái)化、行業(yè)化和與傳統(tǒng)視頻處理技術(shù)結(jié)合。

前言

高清化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化是目前視頻監(jiān)控技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)，其中智能化是指利用智能分析算法對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取其中有價(jià)值的信息，并以報(bào)警等方式向使用者提示關(guān)鍵信息，從而提升視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度和實(shí)際使用價(jià)值。智能視頻分析技術(shù)能夠?qū)⒁曨l監(jiān)控從傳統(tǒng)的“被動(dòng)監(jiān)控”轉(zhuǎn)變成智能化的“主動(dòng)監(jiān)控”，并且能夠?qū)⑹褂谜邚膯握{(diào)枯燥的監(jiān)控工作中解脫出來(lái)和避免監(jiān)控時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致注意力下降的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)全天候監(jiān)控，故而受到越來(lái)越多的使用者的關(guān)注和重視。

發(fā)展現(xiàn)狀

智能視頻分析技術(shù)是在視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化進(jìn)程中逐漸得到實(shí)際應(yīng)用的，至今已有超過(guò)10年的發(fā)展歷程。但是，就目前的智能視頻分析技術(shù)發(fā)展水平和實(shí)際使用情況來(lái)看，智能視頻分析技術(shù)僅在銀行、交通、司法等部分行業(yè)取得了較小規(guī)模的應(yīng)用，并且更多的時(shí)候僅僅作為項(xiàng)目的亮點(diǎn)演示之用?？梢哉f(shuō)，智能視頻分析技術(shù)的市場(chǎng)還沒(méi)有真正拓展開(kāi)來(lái)，其主要原因在于用戶對(duì)智能產(chǎn)品的認(rèn)知及需求與智能產(chǎn)品所能實(shí)現(xiàn)的智能程度存在較大偏差，而部分廠商為了占有市場(chǎng)所采取的夸大性能的宣傳方式使得這一問(wèn)題更加突出。從智能視頻分析技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看，相關(guān)智能產(chǎn)品的廠家應(yīng)當(dāng)立足當(dāng)前能夠達(dá)到的技術(shù)水平，提升產(chǎn)品對(duì)不同場(chǎng)景的適應(yīng)性和魯棒性，并且簡(jiǎn)化產(chǎn)品的設(shè)置，提升易用程度，給客戶帶來(lái)真正的便捷和價(jià)值，逐漸改變用戶對(duì)智能程度的預(yù)期，最終使智能視頻分析技術(shù)真正得到廣泛應(yīng)用，成為視頻監(jiān)控技術(shù)的又一次變革。

發(fā)展趨勢(shì)

基于各智能分析技術(shù)廠家在商業(yè)化應(yīng)用中的不斷嘗試，筆者認(rèn)為當(dāng)前以及今后一段時(shí)間智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為“四化一結(jié)合”，即易用化、高清化、平臺(tái)化、行業(yè)化和與傳統(tǒng)視頻處理技術(shù)結(jié)合。

易用化

繁瑣的參數(shù)設(shè)置過(guò)程是目前阻礙智能視頻分析技術(shù)廣泛應(yīng)用的重要內(nèi)在因素之一。智能視頻分析技術(shù)的首要發(fā)展方向是讓智能產(chǎn)品更加易用化，只有具備易用化特征的智能產(chǎn)品才具備大規(guī)模推廣的可能性。易用化主要體現(xiàn)在如下兩點(diǎn)：

第一，采用友好的用戶界面，即簡(jiǎn)化配置過(guò)程并采用合適的提示幫助用戶理解參數(shù)配置的要求和操作方法，采用更加方便的報(bào)警處理機(jī)制和查詢方式，最終使用戶能夠不需要專業(yè)背景知識(shí)或者培訓(xùn)就可以直接輕松使用智能設(shè)備。

第二，智能視頻分析技術(shù)應(yīng)能夠自應(yīng)適應(yīng)更為復(fù)雜和多變的場(chǎng)景，這對(duì)各智能視頻分析的廠商應(yīng)不斷完善核心算法提出了更高層次的要求，如通過(guò)研究背景建模、目標(biāo)檢測(cè)跟蹤及目標(biāo)識(shí)別等相關(guān)核心算法的增量式學(xué)習(xí)機(jī)制，從而提高周界防范、自動(dòng)跟蹤、人臉識(shí)別等智能分析技術(shù)在各種監(jiān)控場(chǎng)景下，如低照度，高擾動(dòng)環(huán)境下的自適應(yīng)能力。

高清化

隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高清化，智能視頻分析技術(shù)也將由標(biāo)清進(jìn)入高清時(shí)代。高清化的視頻圖像，在賦予智能視頻分析更多信息和研究?jī)?nèi)容的同時(shí)，也對(duì)智能分析算法以及處理器的運(yùn)算性能也提出了更高的要求。具體表現(xiàn)如下：

1、高清視頻圖像為智能視頻分析提供更多的圖像細(xì)節(jié)，有利于進(jìn)一步提高智能視頻分析算法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并可對(duì)視頻圖像進(jìn)行更高層次的智能分析。例如基于標(biāo)清視頻的智能分析技術(shù)只能對(duì)50米之內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，而基于高清的視頻圖像則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)100米以外甚至更遠(yuǎn)處的目標(biāo)進(jìn)行分析。

2、由于高清視頻所帶來(lái)的帶寬及存儲(chǔ)壓力，智能視頻分析技術(shù)將在高清監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮更大的作用。通過(guò)對(duì)前端高清視頻的智能分析，智能設(shè)備直接提取其中有價(jià)值的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，如根據(jù)智能報(bào)警事件進(jìn)行有選擇的錄像存儲(chǔ)，將大大降低原始高清視頻數(shù)據(jù)的傳送及存儲(chǔ)的需求。

3、隨著視頻圖像分辨率的提高，智能視頻分析占用的計(jì)算及內(nèi)存資源將會(huì)大幅提升，這對(duì)智能設(shè)備的性能需求將會(huì)是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。同時(shí)也將促成智能視頻分析技術(shù)通過(guò)嵌入式芯片方式直接集成到前端設(shè)備，或者采用云計(jì)算技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能視頻分析等全新應(yīng)用模式的發(fā)展。

平臺(tái)化

就目前而言，主流的智能視頻分析技術(shù)主要應(yīng)用于視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)報(bào)警分析，智能分析技術(shù)還并未很好地融入到監(jiān)控系統(tǒng)中。隨著用戶對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)投入的加大，以及應(yīng)用和依賴程度的加深，單一或者基本的智能分析功能將不能滿足用戶的實(shí)際需求，未來(lái)對(duì)于特定的用戶，異常行為分析、關(guān)聯(lián)跟蹤、視頻檢索等高級(jí)智能分析將進(jìn)一步得到應(yīng)用，多種傳感器以及與電子地圖、綜合調(diào)度系統(tǒng)等其他技術(shù)的融合也會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)，具體如下：

（1）利用多傳感器融合技術(shù)可以進(jìn)一步提高智能視頻分析技術(shù)的可靠性，例如在視頻分析過(guò)程中可以結(jié)合音頻信號(hào)處理及分析技術(shù)，可以提升打架斗毆等異常行為事件檢測(cè)的準(zhǔn)確性，彌補(bǔ)單一視頻信號(hào)分析存在的缺陷；還可利用深度傳感器獲取場(chǎng)景中各目標(biāo)的深度及高度信息，從而準(zhǔn)確地估計(jì)出目標(biāo)的真實(shí)大小，濾除大部分誤報(bào)，提高智能分析報(bào)警有效性。

（2）利用關(guān)聯(lián)跟蹤及身份識(shí)別技術(shù)，通過(guò)分析監(jiān)控系統(tǒng)中可疑人員或車輛經(jīng)過(guò)多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的時(shí)空關(guān)系，找出其行進(jìn)路徑及方向，生成行徑目標(biāo)的行動(dòng)軌跡并在電子地圖上進(jìn)行顯示，在直觀明顯的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的及時(shí)有效布控。

（3）利用視頻檢索技術(shù)并結(jié)合云計(jì)算、云存儲(chǔ)等技術(shù)，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的海量視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行快速高效地管理，對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述，提高存儲(chǔ)及檢索的效率。此外，可結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻進(jìn)行深度分析，輸出相應(yīng)的分析結(jié)果幫助系統(tǒng)使用者生成決策。

從而，智能視頻分析技術(shù)將實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子地圖、調(diào)度系統(tǒng)等多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的平臺(tái)化整合，并將推動(dòng)平臺(tái)整體產(chǎn)生更加高效的應(yīng)用模式，最終實(shí)現(xiàn)為用戶創(chuàng)造價(jià)值。

行業(yè)化

由于不同行業(yè)的業(yè)務(wù)需求以及應(yīng)用場(chǎng)景的差異性，很難有一種智能視頻分析技術(shù)可以滿足不同的行業(yè)的需求，相反的，智能視頻分析技術(shù)在不同的行業(yè)應(yīng)用中將會(huì)有越來(lái)越多的定制化特性和需求，具體表現(xiàn)如下：

1、在金融行業(yè)應(yīng)用中，可以結(jié)合ATM面板路的攝像機(jī)，利用智能視頻分析技術(shù)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)是否安裝讀卡器、黏貼虛假?gòu)V告紙條、遺留錢包或鑰匙等異常事件；結(jié)合ATM上的人臉路攝像機(jī)，利用人臉?lè)治黾夹g(shù)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)蒙面取款、多人同時(shí)取款等異常事件；還可以結(jié)合ATM自助大廳的全景監(jiān)控?cái)z像機(jī)，利用智能技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)尾隨跟蹤、打架斗毆等一系列危害客戶的行為事件。此外，還可以與銀行自身業(yè)務(wù)相結(jié)合，推出基于人臉識(shí)別的自動(dòng)授權(quán)系統(tǒng)。

2、在公安行業(yè)應(yīng)用中，利用人臉識(shí)別技術(shù)可以在車站安檢口、酒店、KTV等娛樂(lè)場(chǎng)所出入口實(shí)現(xiàn)人臉的實(shí)時(shí)抓拍和嫌疑人員實(shí)時(shí)布控抓逃的功能；利用人臉大庫(kù)檢索技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)人員身份快速確認(rèn)和二代證數(shù)據(jù)庫(kù)查重功能，發(fā)現(xiàn)重復(fù)辦證的人員，以杜絕一人多證的情況；在公安刑偵破案過(guò)程中，可利用視頻濃縮技術(shù)對(duì)相關(guān)犯罪視頻進(jìn)行濃縮摘要，利用后檢索技術(shù)實(shí)現(xiàn)可疑目標(biāo)在不同視頻片段中的匹配檢索，從而幫助辦案人員快速發(fā)現(xiàn)破案線索，提高破案效率。

3、在司法行業(yè)應(yīng)用中，可以結(jié)合監(jiān)舍內(nèi)部的監(jiān)控?cái)z像頭，利用智能視頻分析技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)關(guān)押人員是否存在上吊，脫崗，打架斗毆，倒地等一系列異常事件，避免傷害事件的發(fā)生；并且可以利用人臉識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)探視家屬的出入管控。

4、在交通行業(yè)應(yīng)用，目前應(yīng)用于車輛卡口的車牌識(shí)別技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，并已經(jīng)逐漸延伸到對(duì)車型分類、車標(biāo)及車輛顏色識(shí)別等更細(xì)微特征；車輛擁堵、車輛逆行、高速公路上行人闖入等交通事件的檢測(cè)目前也開(kāi)始逐漸推廣；基于智能視頻分析的交通流量參數(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)技術(shù)也慢慢起來(lái)，相信在不久將來(lái)，基于智能視頻分析的大交通誘導(dǎo)系統(tǒng)也會(huì)成為可能。

5、在零售行業(yè)中，智能視頻分析技術(shù)可以通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的客流量統(tǒng)計(jì)，商場(chǎng)熱點(diǎn)分析，VIP客戶自動(dòng)識(shí)別提示，商品關(guān)注度統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)輸出分析數(shù)據(jù)協(xié)助業(yè)主進(jìn)行業(yè)務(wù)決策；并且可以自動(dòng)檢測(cè)偷盜，損壞商品等行為，及時(shí)預(yù)防、減少損失。

深入研究不同行業(yè)客戶需求，通過(guò)前端的市場(chǎng)人員，與后端的技術(shù)、研發(fā)人員的協(xié)同配合，不斷適應(yīng)行業(yè)的細(xì)分需求，提供以行業(yè)應(yīng)用為前提的一整套智能解決方案將是智能視頻分析技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

與傳統(tǒng)視頻處理技術(shù)結(jié)合

隨著人臉、目標(biāo)檢測(cè)等智能視頻分析技術(shù)的成熟，將其與視頻編碼、前端參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)等傳統(tǒng)視頻處理技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的應(yīng)用模式也在新的智能設(shè)備中得到應(yīng)用。具體表現(xiàn)如下：

1、利用智能視頻分析的結(jié)果指導(dǎo)前端參數(shù)進(jìn)行曝光參數(shù)的調(diào)整，從而使前端采集設(shè)備在過(guò)曝或者過(guò)暗等惡劣光照?qǐng)鼍跋绿嵘繕?biāo)區(qū)域的成像質(zhì)量，具體產(chǎn)品如采用基于人臉區(qū)域的曝光補(bǔ)償技術(shù)的人臉抓拍機(jī)。

2、利用智能視頻分析的結(jié)果自適應(yīng)改變視頻壓縮的參數(shù)，即采用基于興趣區(qū)域的變質(zhì)量編碼，實(shí)現(xiàn)保證目標(biāo)區(qū)域的清晰程度與降低視頻傳輸和存儲(chǔ)的整體碼率的權(quán)衡。

3、將智能視頻分析結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述和整合到視頻編碼中，或者采用面向?qū)ο蟮木幋a技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)非結(jié)構(gòu)化的視頻數(shù)據(jù)按照智能分析結(jié)果（如特定目標(biāo)或者事件）進(jìn)行編碼。

上述智能視頻分析與傳統(tǒng)視頻處理技術(shù)相結(jié)合的三種應(yīng)用均已有相應(yīng)的產(chǎn)品推出或者處于研發(fā)中，隨著智能視頻分析技術(shù)研究和應(yīng)用的深入，相信會(huì)不斷推出更多其他應(yīng)用模式。

結(jié)束語(yǔ)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、云計(jì)算等概念的提出和城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展前景正得到業(yè)界的廣泛認(rèn)同和市場(chǎng)本身的印證：視頻監(jiān)控在國(guó)家應(yīng)急體系、平安城市、平安校園、科技強(qiáng)警等重大工程項(xiàng)目中所占的比例穩(wěn)步提升，公安、交通、司法、金融等行業(yè)客戶對(duì)視頻監(jiān)控有著強(qiáng)烈的需求，校園、商場(chǎng)、娛樂(lè)場(chǎng)所、小區(qū)等民用安防市場(chǎng)對(duì)視頻監(jiān)控的需求也日益升溫。然后，隨著市場(chǎng)的壯大和硬件設(shè)施的投入，讓所建設(shè)的系統(tǒng)為用戶創(chuàng)造價(jià)值的呼聲越來(lái)越高，而智能視頻分析技術(shù)是解決海量視頻數(shù)據(jù)處理的唯一解決方案和必然發(fā)展趨勢(shì)。隨著智能視頻分析技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其在安防監(jiān)控中所扮演的重要角色和價(jià)值亦將日益顯現(xiàn)。