智能視頻分析技術(shù)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

林建偉 浙江樹人大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)院

關(guān)鍵字：智能視頻分析技術(shù) 視頻監(jiān)控 安全維護(hù)

引言

視頻監(jiān)控作為一種高防護(hù)水平的綜合系統(tǒng)一直以來都是安全防范不可或缺的一部分，但因?yàn)楸O(jiān)控設(shè)施的大量投入，對冗雜信息進(jìn)行人工有效處理不能得以實(shí)現(xiàn)很大程度上降低了視頻監(jiān)控的質(zhì)量。另外，因?yàn)槿斯彶榭赡艹霈F(xiàn)遺漏忽視的問題，也使許多風(fēng)險(xiǎn)不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和制止。為了改善這種狀況，智能視頻分析技術(shù)得以應(yīng)用而生。此技術(shù)借助計(jì)算機(jī)對視頻來源進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，避免信息堆積和遺棄，從而有效避免高危風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，減少了監(jiān)控人員的工作負(fù)擔(dān)。本文通過智能視頻分析技術(shù)做簡要介紹，分析其在視頻監(jiān)控中的價(jià)值應(yīng)用，希望對不同行業(yè)安全問題的防護(hù)做出一些貢獻(xiàn)。

一、智能視頻分析技術(shù)的可實(shí)施性原理及架構(gòu)分析

智能視頻分析來源于人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)的繁盛發(fā)展，是一項(xiàng)融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息傳遞、云計(jì)算等于一身的智能監(jiān)控技術(shù)，其作為計(jì)算機(jī)圖像處理在安防領(lǐng)域的一大分支不同于傳統(tǒng)意義上的移動(dòng)偵察，旨在通過對目標(biāo)與環(huán)境背景的有效分離消除具有干擾性的背景信息，如汽車啟動(dòng)、日光投射陰影的轉(zhuǎn)移、風(fēng)吹引起的樹葉抖動(dòng)等，最終對影像中出現(xiàn)的目標(biāo)行為進(jìn)行分析和追查。

智能視頻分析技術(shù)主要由前端設(shè)置訪問、用戶表示、媒體處理組成。前端設(shè)備訪問是視頻信息和報(bào)警信息的主要采集設(shè)備，也是處理單元和編碼單元訪問的商務(wù)中心。中央業(yè)務(wù)平臺是智能視頻分析的中心部分，用戶認(rèn)證、用戶管理、功能控制等皆由它完成。媒體處理層是信息存儲、傳輸和管理的主要負(fù)責(zé)處。

背景減除是視頻分析技術(shù)用以圖像變化（如偷盜、斗毆、闖紅燈等）的一項(xiàng)技術(shù)，其對基準(zhǔn)背景圖像和視頻幀進(jìn)行對比，同一地方的像素改變就認(rèn)為是改變的區(qū)域，對其進(jìn)行深入的處理識別和跟蹤，由此將得到包含目標(biāo)位置、目標(biāo)外形、運(yùn)動(dòng)形態(tài)等基本動(dòng)態(tài)信息。如此，在相對靜止的背景中找到動(dòng)態(tài)的目標(biāo)，繼而對目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控跟蹤及行為分析理解，完成圖像與圖像描述之間的映射關(guān)系，最后由安全系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)行評定直至觸發(fā)事先預(yù)定的警報(bào)。

二、智能視頻分析技術(shù)于視頻監(jiān)控的必要性

在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于其人工監(jiān)督與視頻相配合的監(jiān)控體系，導(dǎo)致當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)較多監(jiān)控場所過于復(fù)雜時(shí)，監(jiān)控工作人員不能及時(shí)對監(jiān)控視頻進(jìn)行分析管理，致使事故發(fā)生；另外，監(jiān)控人員也不可能保證全天候二十四小時(shí)同監(jiān)控錄像一樣工作，在事故發(fā)生后只能通過“被動(dòng)錄像”的方式進(jìn)行取證，浪費(fèi)了許多不必要的精力。

與之相反，智能分析視頻監(jiān)控通過計(jì)算機(jī)云端的數(shù)據(jù)對目標(biāo)行為進(jìn)行分析，減少了不必要的人工投入。這種技術(shù)在排除人工干擾的情況下對所得視頻影像進(jìn)行定位跟蹤和分析，并由此評定目標(biāo)行為，防止因人工排查失誤而引起的安全問題發(fā)生，繼而在日常監(jiān)控中事故發(fā)生時(shí)及時(shí)做出反應(yīng)。不同于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，智能視頻分析技術(shù)能對群體行為進(jìn)行自主跟蹤、監(jiān)測和分析，不需要監(jiān)控人員的實(shí)時(shí)排查。及時(shí)有效的將視頻資源加以利用，在維護(hù)安全的同時(shí)也解決了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控上信息的滯留堆積問題，減少了人力資源不必要的浪費(fèi)。

三、智能視頻分析技術(shù)的類別

（一）從廣義上來說，智能視頻分析技術(shù)可分為三類，即視頻識別、視頻分析、視頻改善。

視頻識別主要有人臉識別、步態(tài)識別、車牌識別等，旨在通過監(jiān)控視頻的圖像采集，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)找出畫面中的局部共性。例如，通過人眼位置的確定就可以辨別人臉大致形態(tài)甚至年齡體態(tài)。

視頻分析類主要是對視頻中大量圖像進(jìn)行處理，找出監(jiān)控目標(biāo)，繼而有針對性的識別出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特征屬性（如目標(biāo)的區(qū)域位置、移動(dòng)方向、移動(dòng)速度、基本運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等）。因此，視頻分析類又可以分為周邊入侵檢測、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方位檢測、目標(biāo)移動(dòng)速度檢測、人流量檢測等視頻改善類屬于一項(xiàng)維護(hù)修理類智能視頻分析技術(shù)，主要是對一些模糊朦朧或看不見甚至無規(guī)則跳動(dòng)的圖像進(jìn)行優(yōu)化修復(fù)處理，以此增加視頻的可利用性，如車牌影響模糊、陰影抑制處理、視頻穩(wěn)定性處理等都是利用的此類技術(shù)。

（二）從智能視頻分析技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式來說主要分為兩種常見方式，即基于智能視頻處理器前端的解決方案和基于監(jiān)控的后端智能分析解決方案。

前者可對所有目標(biāo)進(jìn)行識別跟蹤、行為辨別甚至警報(bào)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸將報(bào)警信息傳至監(jiān)控中心，利用IP 攝影機(jī)后的視頻分析設(shè)備節(jié)約視頻占用內(nèi)存。但是其高額的成本、復(fù)雜的安裝過程和極高的折損率等缺點(diǎn)仍需要解決。

后者將智能視頻監(jiān)控分析儀與傳統(tǒng)視頻監(jiān)控存儲設(shè)備進(jìn)行有效連接，信號傳入后通過這兩個(gè)設(shè)備的處理分析將信號傳出，同時(shí)拉響警報(bào)。其不需要紅外傳感器等前端檢測設(shè)備的聯(lián)入，具有可擴(kuò)展性、靈活性等優(yōu)點(diǎn)，但也只能控制有限關(guān)鍵的監(jiān)控點(diǎn)，并且只能對符合一定計(jì)算機(jī)性能和網(wǎng)絡(luò)寬帶要求的進(jìn)行處理，因而后期仍有許多需要改進(jìn)的地方。

四、當(dāng)前智能視頻分析技術(shù)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向

智能視頻分析技術(shù)作為一項(xiàng)新型安全監(jiān)控技術(shù)，因其對提高視頻監(jiān)控的有效作用一直以來都受到社會上的關(guān)注和贊譽(yù)。但是，由于智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的局限性，該技術(shù)一直以來都沒有得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，因?yàn)榧夹g(shù)經(jīng)驗(yàn)的缺乏和不低的設(shè)備成本，此項(xiàng)技術(shù)在社會及民用監(jiān)控等領(lǐng)域也還存在許多需要改進(jìn)的地方。

未來的智能視頻分析技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域還有很多改善之處。首先，解決其不能滿足不同領(lǐng)域視頻監(jiān)控的需求的問題，對具有差異的行業(yè)視頻監(jiān)控需求進(jìn)行分析，使之符合大多數(shù)行業(yè)的需求標(biāo)準(zhǔn)，從而在整體上提高安全范圍和強(qiáng)度。其次，在面對不同環(huán)境時(shí)智能視頻分析技術(shù)要盡可能排除干擾環(huán)境的影響，降低誤報(bào)率達(dá)到監(jiān)控的目的[4]。最后，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)站點(diǎn)監(jiān)控?cái)?shù)多且范圍廣的原因，智能視頻分析系統(tǒng)也要調(diào)節(jié)好架構(gòu)方面的經(jīng)濟(jì)效益，最大化滿足用戶需求，繼而深入智能視頻分析技術(shù)在監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用。

五、結(jié)束語

近年來，我國的經(jīng)濟(jì)水平、科技創(chuàng)新能力都有很大的提升，視頻監(jiān)控領(lǐng)域也轉(zhuǎn)變?yōu)橐愿悄芑⒕W(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)為研發(fā)重點(diǎn)。智能視頻分析技術(shù)的廣泛應(yīng)用也將進(jìn)一步降低視頻監(jiān)控不必要的勞動(dòng)人員投入，同時(shí)，由計(jì)算機(jī)終端控制的智能分析系統(tǒng)也將更好的識別和預(yù)防意外事故的發(fā)生，協(xié)助相關(guān)人員處理異常事件的發(fā)生，繼而提高各行業(yè)總體安全防范力。