视频智能分析技术浅析 - 安防知识网

智能分析技术涉及众多学科，包括如计算机视觉、人工智能、仿生学等，现在已经成为视频监控的重要部分，并随着技术、影响力的提升和市场对智能视频的迫切需求，相信定会被越来越广泛地应用。

【安防知识网】智能分析技术涉及众多学科，包括如计算机视觉、人工智能、仿生学等，现在已经成为视频监控的重要部分，并随着技术、影响力的提升和市场对智能视频的迫切需求，相信定会被越来越广泛地应用。

　　上世纪90年代，视频智能分析技术的雏形产品已经在行业中出现，其伴随监控技术的发展，经过十多年，技术已经逐渐成熟，也完成了从概念到产品的转变。智能分析技术涉及众多学科，包括如计算机视觉、人工智能、仿生学等，现在已经成为视频监控的重要部分，并随着技术、影响力的提升和市场对智能视频的迫切需求，相信定会被越来越广泛地应用。

　　视频智能分析技术，通过将摄像机场景中背景和目标分离，进而分析并判断场景的各种状况。用户可以根据现实的实际场景，建立相应不同场景模型，生成在场景中出现不同状况后联动相应报警事件的规则，通过这种规则来判断和分析视频，自动发出报警，输出联动信号，提示用户进行相应的操作或根据报警的场景来采取相关的措施。

　　硬件架构

　　现在视频智能分析的嵌入式设计，都采用专用DSP(数字信号处理器)作为系统核心，外围再配置视频编解码器、存储器等作为辅助，如图1所示。其硬件设计精巧，能够被安装在前端摄像机内或监控室。嵌入式系统具备多种智能分析功能，可通过RS485方式进行远程控制，并内置中英文菜单可供用户设置参数和功能调用。

图1 视频智能分析DSP架构图

　　系统功能

　　嵌入式系统组成简单、灵活，能与摄像机完美组合，能支持在线更新、升级等。其视频智能分析功能包含有：越线检测、流量统计、轨迹跟踪、区域检测、搬移检测、滞留检测、云台跟踪等，其场景模型模拟了实际应用中的多种情况。

　　越线检测

　　可对指定的场景设置一条虚拟警戒线，报警规则可设置为单线检测或双线检测，可任意设置警戒线的位置、长度和禁止穿越方向。当出现目标按预设方向穿越警戒线时，即自动产生报警信息，并能预测入侵者运动方向，提醒工作人员注意。本功能适用于翻越墙报警、倒车检测、交通违规检测等领域(如图2和图3所示)。

图2 越线检测

图3 越线检测 [nextpage]

　　流量统计

　　能够统计运动目标通过某条直线或特定区域的个数总和，并可分别计算出特定方向上通过直线或区域的交通流量。适用于如工厂门口、商店、车站等公共场所的出入人流以及交通车流量统计(如图4所示)。

图4 流量统计

　　区域检测

　　当有人或车辆进入警戒防区时，标记其闯入禁区的方向，并实时报警。可在视场内设置各种形状、大小的警戒区域，充分满足在不同场景下对侵入禁区检测的需求。系统还能实现在同一视场内设置多个警戒区，实现多区域同时监测，适用于设置违禁区域以增加人们的安全度，可应用于交通管制等。

　　该功能可应用于在警戒区域内检测无人看管的遗留物。当特定位置的目标物品被拿走或被移动时，即自动发出报警信息，并在目标物品原来放置位置显示告警框提醒相关人员注意物品被移动。

　　检测可以设定为两种模式：当物品被搬移时立即报警;当物品被拿走超过一定时间，且没有放回原处的时候发出报警。如图5所示。

图5 区域检测

　　滞留检测

　　能够识别车辆在禁止停靠区域内，是否长时间停留。当车辆在某些特殊区域内(例如道路中央、禁止停靠区等)因交通事故、交通阻塞，非法停靠等原因停留时，会发出异常报警。

　　能够判断人员在特定区域内徘徊逗留，确认为可疑徘徊后，发出异常报警。用户能通过设置目标停留时间来判定目标是否滞留或徘徊，如图6所示。

图6 滞留检测

　　反之也能进行搬移检测，当被监视物被搬移掉发出报警。这类技术可应用于对博物馆等贵重物的保护检测，如图7所示。

图7 搬移检测 [nextpage]

　　轨迹跟踪

　　自动发现并跟踪出现在屏幕中的运动目标，精确地对运动目标进行分析，能够连续快速地调整云台方向及摄像机变倍，使物体始终处于屏幕中心，并保持所占屏幕中的比例，使监控人员能够看清细节。此外，也可以由监控人员指定跟踪目标后，进行连续跟踪，使监控人员从连续的云台控制中解放出来，实例可参见图8和图9。

图8 轨迹跟踪示意图

图9 云台跟踪示意图

　　应用现状

　　视频智能分析技术，近几年一直得到业界的广泛关注，按理说这一技术的大规模推广应用，对于提高治安监控系统的利用效率会起到很大的作用，但实际上却没有得到有效的推广。笔者认为造成这一现象的主要原因有以下两个方面。

　　一是现在多数的视频智能分析产品能够识别的行为模型还是比较单一。如目标跟踪、越界、计数、目标丢失、物体遗留等，主要应用于像看守所、监狱、博物馆、仓库、厂区、地铁站等特定的场景，而社会或民用监控领域的诸多应用上仍显得规则呆板，如环境复杂度的增加会使得误报率上升，没能满足预定的分析目的和应用效果。

　　二是针对实际应用中需监视数量比较大的项目，智能分析系统的构架无论从实际经验上，还是技术上都显得比较缺乏。多数的视频分析应用属于前端分析，即通过DSP嵌入到摄像机或DVS中，其技术的局限性是目前仅针对特定的路数或摄像机进行分析，而对于几千路的大项目中如何实现智能分析联动、如何有效配合实现、系统的集中管理性如何能最大发挥、录像文件如何有的放矢等，这些智能视频分析技术都需丞待解决。

　　发展方向

　　特定算法和场景

　　不同的行业对于视频监控的需求一般有着非常明显的差异，特别是对于智能视频分析技术的应用需求，由此也决定了不同行业间检测行为类型与异常事件的特殊性。随着各行业应用的不断深入以及安全级别控制要求的进一步提升，各安防领域将面临越来越多不同的挑战，其对视频监控的需求也日益多样化和复杂化。如何能够识别与分析更多的行为已成为了智能视频分析技术在深化行业应用过程中不得不面临的问题。只有结合行业应用实际，深入了解各不同行业的具体要求，才能更好地抓住用户的需求，将智能视频分析技术的功能落实到应用的实处。这也是智能视频分析技术未来产业化价值的最终体现。

　　模块化组合

　　智能模块，输入输出均为模拟复合视频、RS485控制信号和报警信号。前端能够与任何模拟设备(定点摄像机、云台摄像机等)相连接，后端能够与DVR、网络视频服务器、显示器等相连，并可以通过键盘或其它控制设备进行直接控制。其所带的各种智能算法，在不互相冲突的情况下，可以进行任意搭配。另外不同功能间，要可以相互触发。

　　多种云台摄像机能够达到完美结合，通过对智能模块配置，选择云台摄像机类型后，智能模块能够根据不同的云台摄像机类型，采取不同的控制策略来进行各类智能分析。尤其是进行云台跟踪(PTZ跟踪)时，更能体现出其完美匹配的优势。

　　智能模块，其软件能够在线更新升级，只要通过RS485控制线，即可进行升级，无需更换硬件或进行任何拆装工作。任何新的功能，都能够通过在线升级，进行扩充。智能模块能够随时进行升级，使其保持与最新产品同样的功能和性能。可根据现场进行产品定制，通过在线升级，完成特殊现场环境，特殊智能分析需求等情况的应对。

　　结语

　　智能视频分析相关产品的应用随着视频监控市场规模的不断发展而发展，从相对集中的应用领域向各行各业深层次大幅度的延伸。一些专业视频分析研究厂家也正着手完善现有的核心技术，进一步提升和优化现有算法结构，以在功能和应用上力求更加注重用户的实际需求，实现最佳系统形式的产品。作为视频监控的高端应用，像周界检测、物体跟踪等功能业已在各重点行业中成功应用，并逐步显现威力。

　　视频监控在未来的比重很大，但是在走向未来的道路却是比较平缓，这种形式体现出来的反而是一种扎实，逐渐地迎合人们的需求，在揭开未来视频分析大幕之前，做到厚积薄发。