智能視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展

文/徐彤

智能視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展

文/徐彤

本文分析了目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，然后預(yù)測(cè)未來(lái)智能視頻技術(shù)的發(fā)展方向。智能視頻監(jiān)控技術(shù)將原始的監(jiān)控手段由被動(dòng)防范轉(zhuǎn)換為主動(dòng)防范，讓工作人員能夠在繁重的工作中解脫，大大的提升了安保手段和防范等級(jí)。它可以將過(guò)去的一般系統(tǒng)中的事后分析轉(zhuǎn)化成實(shí)時(shí)的分析預(yù)警，達(dá)到智能監(jiān)控的目的。

視頻監(jiān)控技術(shù) 智能分析 AI

1 智能視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展背景

智能的監(jiān)控系統(tǒng)被應(yīng)用到了多個(gè)領(lǐng)域中。在機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、人臉識(shí)別、智能語(yǔ)音等技術(shù)都邁向成熟之際，人工智能（Arti fi cial Intelligence,以下縮寫為“AI”）將依托監(jiān)控系統(tǒng)得到極大的應(yīng)用。比如在交通運(yùn)輸行業(yè)，在機(jī)場(chǎng)、火車站、汽車站用于交通節(jié)點(diǎn)身份認(rèn)證的人臉識(shí)別；部署在道路場(chǎng)景的車輛識(shí)別；安裝在樓宇內(nèi)的客流統(tǒng)計(jì)；并能輔助于一些生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量以及經(jīng)營(yíng)管理的效率提升，產(chǎn)生一定的效益。另外，在民用安全的領(lǐng)域中，比如上海世博會(huì)等大型的活動(dòng)，需要進(jìn)行多點(diǎn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控。21世紀(jì)以來(lái)，恐怖主義的猖狂在技術(shù)、規(guī)模、危害性等各個(gè)方面都有擴(kuò)張的趨勢(shì)，而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)矛盾激發(fā)的惡性事件也層出不窮。在這樣的情況下，運(yùn)用現(xiàn)代化的監(jiān)控系統(tǒng)，主動(dòng)的監(jiān)測(cè)，可以幫助安保人員提高監(jiān)控的效率，更加直觀和方便的將監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到不同的場(chǎng)合中，它也成為了目前安防監(jiān)控中不可或缺的一部分。近幾年，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理能力的提升以及存儲(chǔ)容量的擴(kuò)大，都使得視頻監(jiān)控技術(shù)在數(shù)字化、智能化的方向上得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，也受到了行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。

2 視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展

兩年前，九部委發(fā)布“關(guān)于加強(qiáng)公共安全視頻監(jiān)控建設(shè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工作的若干意見”之后，各級(jí)政府更大力度強(qiáng)化公共安全領(lǐng)域的投資建設(shè)。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為視頻監(jiān)控的發(fā)展提供了有利的環(huán)境。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是往數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化三個(gè)方向進(jìn)行。另外，用戶也對(duì)視頻監(jiān)控提出了更多的要求，AI不再單獨(dú)是一個(gè)攝像機(jī)，一個(gè)NVR或者編碼器的“弱智能”，而是涉及前后端的一個(gè)體系，AI關(guān)乎算法、關(guān)乎數(shù)據(jù)、關(guān)乎用戶。因此，這也使得我們運(yùn)用更加高效的編碼壓縮技術(shù)，數(shù)字化的信息技術(shù)和開放的協(xié)議等來(lái)滿足用戶的需求。

2.1 視頻信息的數(shù)字化

視頻的數(shù)字化需要改變過(guò)去模擬監(jiān)控系統(tǒng)中信息的采集。處理和傳輸?shù)确绞健?shù)字化的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)視頻流的編解碼和達(dá)到數(shù)字傳輸?shù)哪康?。新一代的H.265視頻壓縮技術(shù)是運(yùn)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的編碼傳輸技術(shù)，保留原有的H.264的某些技術(shù)，同時(shí)對(duì)一些相關(guān)技術(shù)加以改進(jìn)。數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)不僅增加了網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性，也進(jìn)一步提高壓縮編碼的效率。高性能的壓縮技術(shù)為視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供高質(zhì)量的視頻，并且傳輸?shù)男蕼p少了對(duì)帶寬的要求，使得存儲(chǔ)容量也進(jìn)一步降低。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控

將監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將會(huì)從過(guò)去的集中式轉(zhuǎn)化為集散式的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)采用了多層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，可以實(shí)時(shí)、并且完成多任務(wù)的操作系統(tǒng)和快速的調(diào)度算法。集散式的監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件都會(huì)采用標(biāo)準(zhǔn)化合模塊化的設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)的通用性和開放性，促進(jìn)人機(jī)的交互，使得系統(tǒng)的調(diào)試和安裝被不斷的簡(jiǎn)化，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)打破了過(guò)去布控區(qū)域和設(shè)備擴(kuò)展的地域限制，使得處于同一網(wǎng)絡(luò)中的軟硬件的信息達(dá)到有效共享，這也是目前視頻監(jiān)控的一項(xiàng)重要研究方向。

2.3 智能化的監(jiān)控

視頻監(jiān)控的智能化是通過(guò)視覺算法來(lái)進(jìn)行視頻分析。更傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)最大的不同在于智能的視頻監(jiān)控可以自動(dòng)的檢測(cè)和識(shí)別入侵者，對(duì)于突發(fā)的事件和可疑的目標(biāo)做好實(shí)時(shí)的把控，這也是它智能性的一種體現(xiàn)。它不僅僅是利用攝像機(jī)來(lái)代替人工監(jiān)控，而是運(yùn)用計(jì)算機(jī)來(lái)協(xié)助人們完成監(jiān)控的任務(wù)，減輕他們的工作負(fù)擔(dān)。智能監(jiān)控系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)主要包括兩個(gè)方面。

2.3.1 主動(dòng)智能監(jiān)視系統(tǒng)

這種系統(tǒng)的特點(diǎn)在于可以理解視覺范圍內(nèi)的場(chǎng)景，他們可以選擇性的關(guān)注感興趣的畫面。主動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)在使用時(shí)需要額外的完成兩項(xiàng)任務(wù)：

（1）確定監(jiān)控全景和特定行為的攝像機(jī)分布。

（2）利用分析算法來(lái)控制攝像機(jī)的變焦和轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.3.2 分布式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

它可以運(yùn)用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)節(jié)點(diǎn)和中心站相互連接，智能監(jiān)控的服務(wù)器會(huì)把獲取的影像進(jìn)行分析，根據(jù)分析出的信息控制攝像機(jī)將高質(zhì)量的視頻傳送到用戶手中。這種智能攝像機(jī)的使用可以將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，并且減低了結(jié)構(gòu)的成本。

3 智能視頻監(jiān)控的問(wèn)題

3.1 缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)

目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中見到的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多是來(lái)源于其他國(guó)家，例如美國(guó)、歐洲等，這些產(chǎn)品的特性在于售價(jià)極高且可靠性不足。國(guó)外的生產(chǎn)廠商掌握了智能視頻監(jiān)控的核心技術(shù)，并且這項(xiàng)系統(tǒng)的安裝需要外方的參與，但是這樣將會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)的安全帶來(lái)較大的隱患。

3.2 產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合較弱

從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視覺分析技術(shù)主要有四個(gè)方面，包括目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤、分類和行為的識(shí)別。首先，目標(biāo)的檢測(cè)和跟蹤是屬于視覺處理中較為低級(jí)的部分，而后者則是中高級(jí)的級(jí)別。對(duì)于低級(jí)的部分，我們國(guó)內(nèi)已經(jīng)取得了一定的成果，并且也在國(guó)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。而對(duì)于中高級(jí)的技術(shù)，我國(guó)的研究進(jìn)度相對(duì)較慢。盡管在國(guó)內(nèi)外的研究中已經(jīng)證明了可以運(yùn)用的算法，但是也只是理論上的，無(wú)法進(jìn)行實(shí)際的操作。而國(guó)內(nèi)在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合上的弱勢(shì)，使得國(guó)內(nèi)無(wú)法取得進(jìn)一步的突破。因此，針對(duì)這方面的問(wèn)題，必須要加強(qiáng)智能視頻分析技術(shù)的深入研究和探討，合理的評(píng)估目前已有的研究規(guī)模，將技術(shù)合理的應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中，才能獲得更好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

視頻分析技術(shù)是智能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的核心部分，運(yùn)用目標(biāo)檢測(cè)、分類等多個(gè)環(huán)節(jié)組成視頻分析的結(jié)構(gòu)。近幾年來(lái)，智能視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)取得了一定的發(fā)展，并且其應(yīng)用的領(lǐng)域在被不斷的擴(kuò)大，基于AI技術(shù)的出入口認(rèn)證、道路監(jiān)控、區(qū)域人群監(jiān)控、案情分析系統(tǒng)等多種垂直應(yīng)用功能在領(lǐng)域內(nèi)加速滲透。AI技術(shù)的融入，將豐富智能視頻監(jiān)控的內(nèi)涵與緯度，促使其向更高級(jí)的“智慧視頻監(jiān)控”發(fā)展。但智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究并不是一朝一夕的問(wèn)題，還需要很長(zhǎng)時(shí)間的探索才能完成。AI中核心技術(shù)需要我們專業(yè)的研究人員對(duì)分析的每一個(gè)環(huán)節(jié)做出全方面的評(píng)估和探討，研究相關(guān)的理論算法所產(chǎn)出的實(shí)際效果。尤其要注重國(guó)外技術(shù)上的借鑒，可以根據(jù)他們?cè)谥悄芊治黾夹g(shù)中所運(yùn)用的原理進(jìn)行深入的剖析，至少可以為國(guó)內(nèi)的研究人員提供可以嘗試的方向。智能監(jiān)控系統(tǒng)一旦得到廣泛的應(yīng)用，必然會(huì)給國(guó)內(nèi)的安全領(lǐng)域帶來(lái)更大的保障力量，并且體現(xiàn)出一個(gè)國(guó)家強(qiáng)大的技術(shù)研究水平和綜合實(shí)力。

[1]黃凱奇,陳曉棠,康運(yùn)鋒,譚鐵牛.智能視頻監(jiān)控技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2015(06)：1093-1118.

[2]黃斯茜,李光.智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)研究綜述[J].信息通信,2012(04)：57-58.

[3]吳冠峰.智能視頻監(jiān)控技術(shù)在公安業(yè)務(wù)中的應(yīng)用淺析[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2016(36)：186-187.

作者單位 成都雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)股份有限公司 四川省成都市雙流縣 610200