高清智能分析綜述及分析

隨著高清視頻監(jiān)控技術(shù)的高速發(fā)展，客戶對(duì)于視頻監(jiān)控產(chǎn)品的要求也不斷提升，要求功能更完善、工作更穩(wěn)定、圖像更清晰，應(yīng)用更智能。系統(tǒng)如何智能提取一個(gè)人的面部特征？如何搜索行駛車輛的牌照？在擁擠喧鬧的火車站、體育場館、廣場等開闊區(qū)域，如何智能搜索人物范圍？高清智能分析類產(chǎn)品成為安防發(fā)展的重要趨勢。

高清智能分析實(shí)現(xiàn)方案

實(shí)現(xiàn)智能的方式有多種，采用哪一種則取決于系統(tǒng)的復(fù)雜程度。在全數(shù)字系統(tǒng)中，可利用IP攝像機(jī)的富余計(jì)算能力，或者借用額外的DSP處理器，也可通過DVR或服務(wù)器上的應(yīng)用軟件得以實(shí)現(xiàn)，目前主流方向是從前端到后端整個(gè)系統(tǒng)結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)高級(jí)智能。智能分析應(yīng)用不但給芯片廠商也給系統(tǒng)和軟件廠商帶來了新的發(fā)展機(jī)會(huì)。TI是很早就活躍在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的廠商之一，其DSP平臺(tái)是知名的解決方案，其達(dá)芬奇系列平臺(tái)在硬件上就有視頻前端集成的人臉檢測和視頻防抖功能，并且在軟件上有SmartCode的智能壓縮技術(shù)在低碼率下對(duì)感興趣區(qū)(ROI)進(jìn)行清晰化處理；海思作為IPC領(lǐng)域的黑馬，旗下全新推出的3518和3516系列全部都內(nèi)置智能加速引擎（IVS），其SOC系統(tǒng)可灌入多種智能算法以實(shí)現(xiàn)模式的應(yīng)用。通過對(duì)目前的技術(shù)進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，可行的智能視頻芯片解決方案，必須具備四個(gè)特點(diǎn)：

·算法性能非常穩(wěn)定：必須能在絕大部分環(huán)境下提供正確穩(wěn)定的輸出,技術(shù)先進(jìn)，后續(xù)進(jìn)化明確可靠。

·需求廣泛：這些內(nèi)置的智能視頻分析功能是幾乎所有的客戶都可以使用的,大規(guī)模布署的結(jié)果是成本大幅度下降,產(chǎn)品適應(yīng)能力和系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)迅速提高,再次促進(jìn)整個(gè)解決方案的發(fā)展。

·接口開放：能夠支持不同特色的上層應(yīng)用的開發(fā)，以滿足不同終端應(yīng)用需求。

·整體解決方案：不但提供算法接口，甚至提供標(biāo)準(zhǔn)的上層產(chǎn)品組件以加快產(chǎn)品開發(fā)速度。

多個(gè)智能攝像機(jī)的創(chuàng)新應(yīng)用

隨著智能攝像機(jī)的普及以及后端平臺(tái)性能的增強(qiáng)，構(gòu)建一個(gè)完整的視頻信息分析系統(tǒng)所需的硬件、軟件、系統(tǒng)等已經(jīng)具備基礎(chǔ)，在前端部署多個(gè)支持智能分析的IPC，在后端增加一套分析系統(tǒng)，就可以構(gòu)建專為治安保衛(wèi)，反恐和事件偵查使用的高效智能影像分析和偵查應(yīng)用，提供卓越的管控偵查手段。其優(yōu)點(diǎn)如下:

·從現(xiàn)有的存儲(chǔ)錄像中，秒級(jí)搜索整理目標(biāo)人員的視頻資料，每一個(gè)攝像機(jī)都對(duì)所存儲(chǔ)的錄像進(jìn)行格式化存儲(chǔ)，那么后期需要對(duì)大范圍的影像資料進(jìn)行分析時(shí)，就可以極大擴(kuò)展信息收集范圍和強(qiáng)度，極大縮減影像資料分析時(shí)間耗用。

·實(shí)時(shí)的從前端高清攝像機(jī)中搜索目標(biāo)人員，由于每一個(gè)攝像機(jī)都是視頻收集系統(tǒng)的一個(gè)子部分，后端系統(tǒng)就可以成百上千倍的提高影像分析的效率，使得原本困于警力而不能全面展開的影像分析工作大范圍全尺度開展，而且完成時(shí)間極快。

·濃縮影像資料，提高辦案人員對(duì)錄像分析的效率，由于影像資料更加有序有理，脈絡(luò)清晰，更可關(guān)聯(lián)地圖信息和時(shí)間信息，調(diào)取和使用極大方便。

應(yīng)用優(yōu)勢

實(shí)時(shí)目標(biāo)人員圖像檢索

多智能攝像機(jī)搭配后端平臺(tái)可以從城市IPC的實(shí)時(shí)畫面中感知搜索出目標(biāo)人，及時(shí)發(fā)出告警，傳回現(xiàn)場特寫和影像資料供操作人員分析處理。除了普通的通過人臉?biāo)阉魍?，還可以通過體表特征進(jìn)行搜索，通過描述目標(biāo)人的定義方法，快速定位目標(biāo)人。

定義目標(biāo)

操作人員指定一幅或多幅來自現(xiàn)場視頻影像中的目標(biāo)圖像，以最簡單的鼠標(biāo)劃定方法指出目標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)依據(jù)這些圖像建立起目標(biāo)的體貌特征模型。

搜索結(jié)果

與目標(biāo)人員模型相似的目標(biāo)，一旦出現(xiàn)在實(shí)時(shí)影像中，就會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)警報(bào)，并同步傳回現(xiàn)場的圖片和影像序列，更提供目標(biāo)的細(xì)部特寫，方便第一時(shí)間作出判斷。下圖是一個(gè)目標(biāo)人搜索結(jié)果序列。

高速錄像回放

不同于實(shí)時(shí)圖像檢索，從歷史存儲(chǔ)的錄像資料中搜索目標(biāo)人在現(xiàn)場的相關(guān)資料會(huì)更加要求高速，由于多個(gè)智能分析攝像機(jī)統(tǒng)一按照系統(tǒng)支持高達(dá)上千倍的搜索速度，可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成幾千上萬個(gè)小時(shí)錄像資料的搜索，這對(duì)希望廣泛收集目標(biāo)人可能行蹤和相關(guān)資訊的操作人員而言，將原本不可能完成的信息收集分析工作變?yōu)榱丝赡堋?/p>

高速事件摘要

當(dāng)需要從海量影像視頻中找到關(guān)鍵信息的時(shí)候，如果可以快速排除無用影像，幫助操作人員聚焦?jié)撛诘闹伟彩录?，則可以大大提高整體的偵查效率。

多攝像機(jī)智能分析系統(tǒng)提供基于影像動(dòng)態(tài)事件檢索標(biāo)記原理的事件摘要功能，將視頻中存在的潛在事件提取出關(guān)鍵影像信息濃縮成事件摘要。這一功能，對(duì)發(fā)生時(shí)間不明確，地點(diǎn)不明確的事件初始階段迅速定位事件時(shí)間空間信息幫助很大。

典型的應(yīng)用在平安城市中可以幫助從20000個(gè)小時(shí)的城市街道夜間監(jiān)控影像中迅速發(fā)現(xiàn)定位發(fā)生在全市的盜竊破壞公用設(shè)施的犯罪事件：這一過程如果使用人工進(jìn)行，需要5000個(gè)人/小時(shí)，而配備了多攝像機(jī)智能分析系統(tǒng)后只用了不到3個(gè)人，2個(gè)小時(shí)。

多攝像機(jī)智能分析系統(tǒng)在事件摘要的結(jié)果影像中直接可以建立目標(biāo)人搜索任務(wù)，從而更加高效的執(zhí)行深入的調(diào)查。

高速車輛搜索

城市犯罪中常常涉及車輛的使用，快速定位犯罪車輛極其重要。多攝像機(jī)智能分析系統(tǒng)提供的車輛搜索功能，不但可以依據(jù)車牌，還可以依據(jù)車輛的外表特征進(jìn)行搜索定位，這特別適合在車牌不清情況下的使用。如果提供了車牌，即使是不準(zhǔn)確的車牌號(hào)碼，系統(tǒng)也可以展開聯(lián)想擴(kuò)展搜索功能，幫助無遺漏的搜索可疑車輛，這一功能符合大部分事件當(dāng)事人對(duì)車牌回憶不清，描述不確定情況下的事件偵破。

多攝像機(jī)智能分析提供基于地圖信息和時(shí)間分析的關(guān)聯(lián)應(yīng)用：搜索到嫌疑目標(biāo)的地點(diǎn)和時(shí)間通過一個(gè)綜合的展示工具顯現(xiàn)在地圖上，操作人員對(duì)目標(biāo)人員的蹤跡了如指掌。

上圖顯示目標(biāo)人在不同地點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間和時(shí)長。（地圖信息需要警方提供。）

多攝像機(jī)智能分析還提供更高級(jí)的基于搜索結(jié)果的擴(kuò)展關(guān)聯(lián)應(yīng)用：通過目標(biāo)人的行蹤搜索可能的同伙或其他嫌疑物，例如罪案汽車。

從左到右：甲（紅色標(biāo)記）作為第一嫌疑被系統(tǒng)搜索定位；啟動(dòng)關(guān)聯(lián)搜索后，乙（綠色標(biāo)記）作為第二目標(biāo)人被搜索定位；丙（黃色標(biāo)記）作為第三目標(biāo)人也被定位搜索。

結(jié)束語

在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化大潮的推動(dòng)和市場需求的驅(qū)動(dòng)下，高清智能分析系統(tǒng)獲得了實(shí)實(shí)在在的突破。多路高清智能攝像機(jī)構(gòu)成的視頻分析系統(tǒng)勢必會(huì)對(duì)圖偵、研判、預(yù)警等特性應(yīng)用在各種各樣的實(shí)際應(yīng)用中，這標(biāo)志著安防監(jiān)控已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，高清時(shí)代，智能時(shí)代。高清智能技術(shù)和產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，高清智能分析監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，將加速促進(jìn)視頻分析監(jiān)控系統(tǒng)與安防其它子系統(tǒng)的無縫整合，再進(jìn)一步促進(jìn)安防系統(tǒng)與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的無縫對(duì)接，這為智能視頻監(jiān)控帶來更廣闊的發(fā)展空間。可以預(yù)見未來的安防監(jiān)控肯定是智能化時(shí)代！