自動跟蹤：讓目標無可遁形

文/陳乾

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控一直是把攝像機作為一種視頻采集工具，對特定區(qū)域發(fā)生的事件進行監(jiān)視、記錄，而對于發(fā)生事件的判斷依然需要人來處理，這需要時刻有安保人員對實況畫面進行查看。但在一個監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機的數(shù)量往往成百上千，安保人員基本不可能做到對每個攝像機畫面進行查看，往往是待事件發(fā)生之后對攝像機的錄像進行回溯追查線索，這與人們想要的能實現(xiàn)“事前預(yù)判”與“事中告警”的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在偏差。

不僅要看清，能在錄像中查到事件發(fā)生時的蛛絲馬跡，更要能看懂，在事件發(fā)生前或者事件發(fā)生時發(fā)出告警提醒監(jiān)控人員，這個需求推動了智能監(jiān)控時代的到來。

球機是前端監(jiān)控產(chǎn)品中比較特殊的一個系列，它有兩個最重要的兩個組件：一體化機芯和電機部件。一體化機芯確保球機能進行變倍變焦的靈活調(diào)節(jié)，適應(yīng)各種距離監(jiān)控；電機部件確保球機能在水平0～360°、垂直0～90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)全方位監(jiān)控。其實從球機的這兩個關(guān)鍵組件中可以看出，球機產(chǎn)品是帶有“智能基因”的，它的視野并不固定，可以根據(jù)用戶的需要來靈活調(diào)整監(jiān)控范圍。比如，平時球機可以設(shè)置成廣角，獲取大范圍視野，進行全局監(jiān)控，一旦有可疑目標出現(xiàn)，可以第一時間變倍、操作云臺，進行局部放大并對可疑目標進行跟蹤，獲取清晰的大圖?？墒沁@種跟蹤還是擺脫不了人的操作，所以很多時候我們看到的是左圖的現(xiàn)象：把球機當(dāng)槍機使用。隨著前端智能技術(shù)的發(fā)展，使得球機看懂畫面中正在發(fā)生的事情成為可能，真正的自動跟蹤才成為現(xiàn)實。

所謂自動跟蹤，是指在球機的看守位畫面內(nèi)設(shè)定一個敏感區(qū)域，一旦球機識別到有移動目標進入該區(qū)域， 能自動控制鏡頭變倍，對移動目標放大，并控制云臺對該目標跟蹤，使目標一直處于畫面中央，自動跟蹤一直持續(xù)到設(shè)定跟蹤時間結(jié)束或者直到目標消失，球機回到看守位準備下一次跟蹤。該跟蹤大致流程如下圖所示：

不同的廠家在各自的自動跟蹤球上增加了一些特色業(yè)務(wù)，使得上面的流程更加多樣化，如宇視科技的自動跟蹤球增加了智能抓拍業(yè)務(wù)，在球機PTZ跟蹤過程中，當(dāng)目標放大到最清晰的時候能抓拍一張圖片存儲，并把該圖片與本次跟蹤告警事件關(guān)聯(lián)，方便事后檢索。但目前業(yè)界對自動跟蹤的認識基本保持一致，對于目前的現(xiàn)狀以及進一步的發(fā)展可以歸結(jié)為以下兩點。

支持槍球聯(lián)動，實現(xiàn)多目標跟蹤

從前文的自動跟蹤流程中可以發(fā)現(xiàn)一個問題：當(dāng)出現(xiàn)移動目標之后，球機對該目標放大跟蹤，這時候如果再出現(xiàn)一個新目標，球機是無法檢測到的。即多目標出現(xiàn)時，單個自動跟蹤球只能對第一個觸發(fā)規(guī)則的目標進行跟蹤，而隨后的多個目標都可能丟失，這在一些重要區(qū)域是絕對不允許發(fā)生的，如何解決這個問題呢？

最常見、也是最有效的一個方法就是槍球聯(lián)動。在重要監(jiān)控點設(shè)置一個槍機與一個球機，進行坐標關(guān)聯(lián)，槍機監(jiān)控全局，在畫面重要位置設(shè)定禁區(qū)或者絆線，一旦發(fā)現(xiàn)移動目標觸發(fā)規(guī)則后告知球機該目標的坐標，球機對該目標進行跟蹤，這時候如果再出現(xiàn)新的目標，槍機依然能夠檢測到并告知球機新目標的坐標，球機能立即響應(yīng)，開始跟蹤新的目標。

對于大多數(shù)場景，一槍一球的配置已經(jīng)足夠，但部分人流量比較大的重點區(qū)域，很可能出現(xiàn)球機剛啟動一個目標的跟蹤時就需要切換到下一個目標的跟蹤。球機會一直處于云臺及變倍操作中，從而抓不到有效跟蹤畫面，而一槍多球可以有效解決這個問題，根據(jù)人流量設(shè)置相應(yīng)的球機數(shù)量，槍機既做全局監(jiān)控又做跟蹤任務(wù)分配，每出現(xiàn)一個新目標后告知一個空閑的球機來跟蹤，從而既不會遺漏目標，又能保證每個球機都能記錄有效跟蹤畫面。

增加目標判斷，實現(xiàn)接力跟蹤

在一些管理嚴格的園區(qū)、監(jiān)獄、軍工企業(yè)、部隊等地方，要求是對進入管控區(qū)域后的指定目標保持持續(xù)跟蹤，而這個管控區(qū)域往往超出了一個攝像機的覆蓋范圍，這時候就需要多個設(shè)備之間能實現(xiàn)指定目標的接力跟蹤。但是目前自動跟蹤球機基本都是通過禁區(qū)、拌線來判斷跟蹤目標的，這種判斷標準無法識別目標的身份，從而也就無法實現(xiàn)多設(shè)備之間的接力跟蹤了。

要實現(xiàn)接力跟蹤就需要增加目標身份識別的環(huán)節(jié)。在這些管控區(qū)域，主要的跟蹤目標是人和車，而對應(yīng)的智能身份識別的方式分別為人臉識別和車牌識別，似乎只要在自動跟蹤球上增加這兩個智能算法就能實現(xiàn)接力跟蹤了，但其實不然。

以車牌識別為例，雖然在卡口、電警等設(shè)備上的車牌識別率已經(jīng)達到了90%以上，但這高準確率是基于嚴格的安裝標準的，其中最重要的一點就是設(shè)備必須得安裝在車道正上方，正面對著來車方向。如果自動跟蹤球也如此安裝，一方面，球機的背面完全成為一個死角，背面來車不能第一時間啟動跟蹤響應(yīng)；另一方面，即使是正面來車，由于球機一開始都在最廣角的看守位，車牌在畫面中的像素太小，不能第一時間識別出車輛身份，而當(dāng)車牌能夠識別時往往車輛已經(jīng)離球機很近，再變倍放大啟動跟蹤也沒有太大意義；同時，正面來車在到達球機正下方時，球機需要做自動翻轉(zhuǎn)才能繼續(xù)反向上仰進行跟蹤，而這個動作很容易丟失目標。

球機最合適的安裝點，應(yīng)該是在警戒區(qū)附近的制高點，能覆蓋整個區(qū)域，同時最好能垂直于目標移動軌跡，從而使移動目標的檢測準確率更高。但是這些制高點位置由于角度及距離原因，是不能做人臉識別或者車牌識別的，那么需要怎樣識別身份呢？

宇視科技在今年年中推出的“要人保衛(wèi)”功能，是基于GPS來實現(xiàn)對指定目標的接力跟蹤。平臺通過手機或其他工具的GPS信息獲取到目標的精確位置，實時查找該位置附近的球機，通過計算調(diào)整球機的云臺角度，實現(xiàn)對目標的跟蹤，目標離開該球機視野后，平臺重新計算查找下一個合適的球機，進行跟蹤接力。雖然該功能需要平臺來統(tǒng)一調(diào)度，但前端普通球機也能實現(xiàn)對指定目標的跟蹤，而且在地圖上能呈現(xiàn)指定目標的移動軌跡，并實時彈出正在啟動跟蹤的球機畫面，在用戶體驗上效果更好。

除了GPS之外，RFID、藍牙等技術(shù)在不斷發(fā)展，在身份識別上有其獨到之處，且能快速集成到其他終端上，相信能很快應(yīng)用在視頻監(jiān)控領(lǐng)域。

自動跟蹤球機是在原有球機的基礎(chǔ)上，利用圖像分析技術(shù)，增強了產(chǎn)品功能，使操作人員的工作變得簡單。更最重要的一點是一旦出現(xiàn)可疑目標，自動跟蹤技術(shù)能第一時間通知到安保人員，使得“事前預(yù)判”與“事中告警”成為現(xiàn)實，而放大可疑目標查看細節(jié)并跟蹤記錄整個過程，使得“事后查證”更有價值。雖然還存在一些不足，但瑕不掩瑜，新技術(shù)的應(yīng)用與普及必定會經(jīng)歷這一階段，從整體來看，自動跟蹤技術(shù)是智能監(jiān)控時代的一個縮影，而這個時代正在緩緩而來。