智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

魏偉

摘 要：如何提升人們居住環(huán)境的安全水平，已經(jīng)是擺在全世界安全領(lǐng)域?qū)＜颐媲暗拇髥栴}。智能視頻技術(shù)是智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相互融合的產(chǎn)物，其是安全領(lǐng)域的一次革命，對(duì)提高公共安全，具有非常大的作用。為此，文章將對(duì)智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行淺談，希望對(duì)促進(jìn)我國(guó)該行業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)步，起到一定的幫助性作用。

關(guān)鍵詞：智能視頻分析技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）11-0159-02

Abstract： How to improve the safety level of people's living environment has been a big problem in front of the experts in the field of security all over the world. Intelligent video technology is the product of the fusion of intelligent technology， computer technology and information technology. It is a revolution in the field of security and plays a very important role in improving public safety. Therefore， this paper will discuss the development and application of intelligent video analysis technology， hoping to promote the progress of the industry in China， play a certain role in helping.

Keywords： intelligent video analysis technology； development； application

隨著近幾年世界反恐形式的不斷惡化，人們對(duì)自身的安全意識(shí)有了很大的提升。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)遍布在我們的周圍。無論是在機(jī)場(chǎng)、銀行、公共交通設(shè)置、繁忙的市中心，甚至一些私人的場(chǎng)所，我們都可以看到它的身影。如果采用安保人員對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，不僅單調(diào)乏味，且由于經(jīng)常面對(duì)正常的情況，他們會(huì)產(chǎn)生麻痹大意的心理，很容易造成可疑目標(biāo)的監(jiān)看遺漏。為此，目前已有更多行業(yè)領(lǐng)域的專家都投入進(jìn)了智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究當(dāng)中。它可以利用自身高速的微處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)視頻中的畫面進(jìn)行高速的分析，過濾掉其中無用的部分，智能篩選出其中有價(jià)值的部分。

?？低暰褪俏覈?guó)著名的一家視頻監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)，它推出的綜合性的視頻監(jiān)控平臺(tái)，集模擬和數(shù)字信號(hào)切換、視頻智能行為分析、視頻信號(hào)編解碼、數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)預(yù)覽、視頻高清上墻、以及各種網(wǎng)絡(luò)功能與一身，該平臺(tái)的視頻分析智能性經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)有了很大的提高，其產(chǎn)品性能在國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品中躋身前列。

1 智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)對(duì)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求量的不斷增加，市場(chǎng)上出現(xiàn)了大量的智能視頻分析產(chǎn)品，它們?cè)诟鱾€(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣，其主要用于對(duì)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的人員監(jiān)控、重要車輛監(jiān)控、以及貴重物品的監(jiān)控。以下將對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

PTZ目標(biāo)跟蹤，它是一種帶有坐標(biāo)定位功能的，可以對(duì)特定的移動(dòng)目標(biāo)，進(jìn)行持續(xù)的跟蹤，并將其以大畫面的形式顯示在顯示屏的中央。PTZ目標(biāo)跟蹤技術(shù)的應(yīng)用有效彌補(bǔ)了當(dāng)前定點(diǎn)式攝像機(jī)視野狹窄的缺陷，還能避免手動(dòng)跟蹤造成的目標(biāo)易跟丟，經(jīng)過多年的發(fā)展，其已經(jīng)成為當(dāng)前安全監(jiān)控系統(tǒng)中比較基本的應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)的核心是可以目標(biāo)的識(shí)別、定位、跟蹤，由于當(dāng)前環(huán)境條件越來越復(fù)雜，目標(biāo)的遮擋情況越來越嚴(yán)重，這大大加大了該技術(shù)的跟蹤難度。

目標(biāo)移動(dòng)范圍的監(jiān)測(cè)，它也是對(duì)目標(biāo)跟蹤檢測(cè)的一種，它能根據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的軌跡和方向來判斷目標(biāo)是否在合理的范圍之內(nèi)，其中經(jīng)常采用絆線檢測(cè)和入侵檢測(cè)。絆線檢測(cè)是指，在視頻的監(jiān)視范圍內(nèi)，人為設(shè)定檢測(cè)線，并制定檢測(cè)線的非法進(jìn)入方向。當(dāng)有異常目標(biāo)以非法方向進(jìn)入到檢測(cè)線另一部分時(shí)，它就會(huì)發(fā)出警告，以及時(shí)通知相關(guān)管理人員。入侵檢測(cè)是指，在視頻場(chǎng)景中設(shè)置特定的區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入或者離開該區(qū)域時(shí)，該視頻監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警告。目標(biāo)移動(dòng)范圍視頻檢測(cè)系統(tǒng)，因?yàn)槠溆行У墓ぷ魈攸c(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與各種視頻監(jiān)控領(lǐng)域中，非常適合軍事禁區(qū)、監(jiān)獄、看守所、重要物資倉庫、銀行、博物館等，需要進(jìn)行對(duì)可疑目標(biāo)重點(diǎn)防范的場(chǎng)所。該技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成熟，其應(yīng)用范圍也越來越廣。

目標(biāo)逆行的檢測(cè)。首先在視頻監(jiān)控范圍內(nèi)，設(shè)定非法運(yùn)動(dòng)方向，如果在該區(qū)域的移動(dòng)目標(biāo)，其移動(dòng)方向和非法移動(dòng)方向一致時(shí)，其就會(huì)發(fā)出警告，并通知相關(guān)管理人員。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用與交通領(lǐng)域?qū)`章逆行車輛的監(jiān)控和警告，如果其發(fā)現(xiàn)了違章車輛，就會(huì)立即啟動(dòng)照相系統(tǒng)，對(duì)違章車牌號(hào)進(jìn)行記錄，以此作為后期交通處置的憑證。

徘徊檢查。首先在視屏系統(tǒng)中人為設(shè)定一個(gè)范圍，如果有移動(dòng)目標(biāo)經(jīng)常在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行活動(dòng)，其就會(huì)被有效檢測(cè)出來，并及時(shí)通知管理人員。該檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用在銀行、政府機(jī)關(guān)、大使館、文化與宗教聚集地、高安全周界和住宅區(qū)域。該種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度較高，它不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)可疑目標(biāo)的跟蹤，還要實(shí)現(xiàn)對(duì)可疑目標(biāo)的識(shí)別，當(dāng)可疑人員反復(fù)出入可疑區(qū)域時(shí)，其能有效將其識(shí)別出來，如果存在遮擋的情況下，還能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)可疑目標(biāo)的跟蹤，是當(dāng)今智能視頻分析技術(shù)發(fā)展的難題。

目標(biāo)識(shí)別主要是對(duì)特定物品的識(shí)別，如車牌號(hào)碼的識(shí)別，經(jīng)常應(yīng)用與治安卡口、十字路口、停車場(chǎng)出入口等場(chǎng)所。隨著該技術(shù)的不但發(fā)展，其目標(biāo)識(shí)別能力越來越強(qiáng)，目前有些先進(jìn)的視頻智能分析系統(tǒng)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別，它主要應(yīng)用于銀行金庫、監(jiān)獄、看守所、地鐵等場(chǎng)所，但該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)光照、攝像機(jī)的布置位置、圖像質(zhì)量要求很高，因此其價(jià)格往往比較高。

遺留物體的檢測(cè)屬于目標(biāo)識(shí)別技術(shù)中的一種，它出了具有識(shí)別遺留物體的能力外，還能對(duì)遺留物體的狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控，如果其處于長(zhǎng)期無人認(rèn)領(lǐng)的狀態(tài)，系統(tǒng)就會(huì)將其視為遺留物體，并通知相關(guān)管理人員，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理。該技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì)主要交通道路的監(jiān)控，可以有效識(shí)別出因滯留而影響交通的車輛，并通知管理人員，采取及時(shí)有效的措施。它還可以應(yīng)用于地鐵、車站、碼頭等公共區(qū)域，以便對(duì)危險(xiǎn)物品進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還能有效發(fā)現(xiàn)人們的非故意遺失物品，從而有效保障失主的財(cái)產(chǎn)安全。

流量統(tǒng)計(jì)。該技術(shù)是指在視頻區(qū)域內(nèi)設(shè)定一個(gè)區(qū)域，并對(duì)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入和出去的人員數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。該種技術(shù)可以應(yīng)用在公共場(chǎng)所，對(duì)進(jìn)出人數(shù)的統(tǒng)計(jì)，也可以應(yīng)用在交通系統(tǒng)中，對(duì)車流量的統(tǒng)計(jì)，這便于城市智能交通管理的實(shí)施。

密度檢查，是對(duì)特定范圍內(nèi)的人口數(shù)量密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。主要應(yīng)用在市政門口、文化宗教聚集地，對(duì)人口密度進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察，并根據(jù)智能的算法，判斷出有無人口異常聚集的情況，也常用在道路交通系統(tǒng)中，為交通管理人員提供交通調(diào)度依據(jù)。

視屏濃縮技術(shù)是近幾年來新發(fā)展起來的一種技術(shù)，主要是指對(duì)視頻的時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行壓縮，使視頻觀看者，可以短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)一段拍攝時(shí)間很長(zhǎng)視頻的瀏覽，但并不會(huì)遺漏其中的重點(diǎn)內(nèi)容。該技術(shù)的創(chuàng)導(dǎo)者是以色列的耶路撒冷希伯來大學(xué)的一個(gè)視頻系統(tǒng)研究組織，它的主要算法思想是實(shí)現(xiàn)在一個(gè)視頻幀內(nèi)對(duì)不同移動(dòng)目標(biāo)的顯示，盡可能視頻進(jìn)行時(shí)間域內(nèi)的壓縮。視頻的可壓縮度取決于目標(biāo)跟蹤的好壞以及目標(biāo)場(chǎng)景中物體的密度，如果視頻場(chǎng)景內(nèi)的物體密度特別大，則視頻濃縮技術(shù)將大大失去其效力。

除了上述幾種比較常見的智能視頻分析技術(shù)外，現(xiàn)在出現(xiàn)的一種智能視頻分析技術(shù)，其不僅可以識(shí)別出具體的物體，還能識(shí)別出物體具體的行為特征，如打架斗毆、奔跑等特殊的行為，但其技術(shù)目前還沒有發(fā)展完善，還存在很大的漏洞，這距離其實(shí)際運(yùn)用，還需要較長(zhǎng)的時(shí)間。

2 當(dāng)前智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

雖然近些年來，世界各地的研究機(jī)構(gòu)在智能視頻分析上投入的研究力量越來越大，投資的資金也越來越多，更新、更強(qiáng)的智能視頻算法被開發(fā)出來，市場(chǎng)上的智能視頻系統(tǒng)也越來越多，但由于視頻技術(shù)的復(fù)雜性，實(shí)際視頻環(huán)境中的光照變化、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性、遮擋、目標(biāo)與背景變換等都會(huì)大大增加視頻分析的難度。隨著安防要求的不斷提高和其目前的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，在未來發(fā)展過程中，將有以下的幾個(gè)趨勢(shì)：未來目標(biāo)識(shí)別及跟蹤技術(shù)將是智能視頻分析系統(tǒng)的底端技術(shù)，各種新技術(shù)要以此數(shù)據(jù)結(jié)果為支撐。當(dāng)前的目標(biāo)識(shí)別和跟蹤技術(shù)對(duì)光照變化大、目標(biāo)遮擋、動(dòng)態(tài)背景干擾等場(chǎng)景進(jìn)行處理時(shí)，通常難以達(dá)到滿意的效果。這需要我們對(duì)該技術(shù)進(jìn)行更深一步的研究，對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化，提升算法的魯棒性，使其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力更強(qiáng)。當(dāng)前的智能視頻分析技術(shù)，經(jīng)常是對(duì)一個(gè)視頻場(chǎng)景來展開的，缺乏多路視頻信號(hào)的溝通和協(xié)同分析，因此我們應(yīng)該加大對(duì)跨攝像頭跟蹤技術(shù)的研究，從而可以在更大范圍內(nèi)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，以對(duì)其進(jìn)行更加準(zhǔn)確的分析和判斷。

目標(biāo)行為分析技術(shù)尚處在開發(fā)研究階段，它的錯(cuò)誤率還很高，難以有效提取其中所有的有效信息，這還需要我們對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究，縮小目標(biāo)底層特征和高層行為語義之間的鴻溝。隨著智能視頻分析技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，其在實(shí)際應(yīng)用過程中，對(duì)其專業(yè)性的要求越來越強(qiáng)，要求該技術(shù)應(yīng)用更貼合客戶的需要。這要求我們對(duì)各種行業(yè)進(jìn)行更加深入的研究，努力分析和發(fā)現(xiàn)客戶的專業(yè)需要，使我們的視頻監(jiān)控技術(shù)的使用更加貼合他們的使用要求。

隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，目前對(duì)高清攝像機(jī)的應(yīng)用越來越多，但對(duì)于高清視頻的處理卻要消耗大量的計(jì)算機(jī)資源。目前對(duì)監(jiān)控視頻的使用，主要還是集中在將其作為事后的證據(jù)，在大量的視頻資源中，發(fā)現(xiàn)有效的視頻信息，這需要消耗大量的計(jì)算資源，且需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。為此，我們應(yīng)該對(duì)視頻處理的算法進(jìn)行優(yōu)化，或者采用性能更強(qiáng)的處理芯片，這是視頻處理的發(fā)展方向。

隨著視頻智能分析技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前智能視頻分析產(chǎn)品也越來越多，因此如何判斷這些產(chǎn)品的優(yōu)劣，便成為了一個(gè)難題。目前負(fù)責(zé)進(jìn)行產(chǎn)品功能認(rèn)定的機(jī)構(gòu)，一般都是由廠家自己組織，因此其說服力往往較弱。為此，我們應(yīng)該盡快制定評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)，并成立專門的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其專門負(fù)責(zé)對(duì)智能視頻分析產(chǎn)品性能的認(rèn)定。

3 結(jié)束語

隨著安全形勢(shì)的不斷嚴(yán)峻，我國(guó)也加大了對(duì)智能視頻分析技術(shù)研究開發(fā)的力度，在市場(chǎng)上也出現(xiàn)了很多的智能視頻分析的產(chǎn)品，其大大促進(jìn)了我國(guó)視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展，對(duì)預(yù)防和降低安全問題的發(fā)生，發(fā)揮出了很大的作用，但不得不不承認(rèn)的是，其在實(shí)際應(yīng)用過程中也出現(xiàn)了很多的問題。因此，這需要我們研究工作者做出更多的努力，對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化，在算法上有所創(chuàng)新，只有這樣才會(huì)讓該技術(shù)取得不斷的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]含舊鴻.VGS視頻圖像采集摘要比對(duì)器[J].警察技術(shù)，2012（3）：62-64.

[2]王凌志，陳軍輝.視頻智能分析技術(shù)應(yīng)用研究[J].警察技術(shù)，2012（2）：66-68.

[3]陳剛，續(xù)磊.視頻監(jiān)控圖像偵查方法研究[J].中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，28（3）：120-125.