下一代智能视频监控应用技术分析

■ 本刊记者 贺小花

经过几年的技术研究与市场开拓，下一代智能视频监控因其能很好地解决传统视频监控中海量信息冗余的问题，正逐渐得到人们的认可，并将开始大规模应用。

随着技术的不断创新，业务领域的不断延展，视频监控正深入安防、政府、银行、教育、交通等重要行业，并发挥积极作用。如今，在我国，视频监控市场正在快速发展中，各种监控需求逐年增多，监控设备也越来越丰富，人们不断对监控系统提出了更高、更新的要求。同时网络化、高清化、智能化、移动化的行业趋势，将进一步促进视频监控产业的发展，带来更多的新变化。早在五六年前，行业内一批专业的视讯企业就开始了早期智能视频分析技术的探索，如今下一代智能视频监控也开始面向市场。经过几年的技术研究与市场开拓，下一代智能视频监控因其能很好地解决传统视频监控中海量信息冗余的问题，正逐渐得到人们的认可，并将开始大规模应用。

下一代智能视频监控优势

智能视频监控技术源于计算机视觉技术，作为人工智能研究的一个分支，是一项新兴的安防技术，有着广阔的发展前景。智能视频监控技术是指利用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据视频内容智能分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音，用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。

目前市场上智能视频监控存在的设备种类多样，主要分为嵌入式视频分析产品与纯软件视频分析产品两大类。嵌入式视频分析产品的主要表现形式有智能摄像机、智能DVR等，其一般应用在监控系统的前端，分布式的处理方式具有占用带宽小，不受传输影响的优点，缺陷是往往只能针对特定的一路或者几路进行分析，对视频分析技术的算法与前端设备性能有较大的依赖。这一类的产品主要应用在一些重点的行业，例如军队、金融、教育、小区等，企业在销售模式上主要以产品形式为主导。纯软件视频分析产品主要运行于普通PC或服务器上，形成智能视频分析服务器，相比嵌入式，这种方式能处理更多路数的视频和实现更为强大的功能，却也不可避免的存在占用带宽大的缺点，对服务器性能要求较高。这一类的产品应用相对广泛，平安城市是其应用的重要体现，企业在销售模式上主要以分析模块与解决方案为主导。

智能视频监控摄像机多采用强大的处理芯片，内置前端智能分析功能，相比传统的后端服务器分析，视频实时性更高、系统更稳定、成本更低、便于大规模部署。目前的智能视频分析可以分为模式识别和行为分析技术。模式识别技术包含：人脸检测、人脸比对、车牌识别、烟火识别检测等；行为分析包含：越线、进入、离开、丢失、遗留物、人群聚集、滑倒等。其中行为分析、视频识别技术、生物识别领域的视频分析应用、机器视觉方面应用，这几种技术都比较常用，尤其是行为分析和生物识别技术已经得到了广泛的应用。

智能分析最核心的是视频算法，目前算法的体现形式包括了集成到硬件和纯软件方式提供，效果基本相同。设备类型主要包含嵌入式的智能分析和纯软件智能分析。按照算法层面的差异性，智能视频分析相关技术可分为周界防范、行为识别、面部识别、车牌识别、技术统计、密度分析、画质分析等等。相关设备主要以三种形态为主，第一种，也是最常用的嵌入式前端分析设备；第二种，PC式后端分析设备；第三种，以灵动处理器为核心开发的PC式前端分析设备。目前，最为稳定也是最常用的是第一种，即嵌入式前端分析设备，其特点是布点灵活、稳定，易于管理和维护。

下一代智能视频监控主要特征是采用计算机视觉方式，在几乎不需要人为干预的情况下，通过对摄像机拍录的图像序列进行定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，从而做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时作出反应。主要优势有：群体行为分析、入侵检测和运动目标跟踪、有效扩展视频资源的用途、滞留物和搬移物报警、对摄像机保护、降低人力成本。

对于智能视频监控而言，其未来的市场价值还需取决于高清监控。因为随着计算机技术的不断提升与用户需求的多样化，人们要求在“看得清”基础上需要对可疑事物实现实时报警，高清是智能分析的前提。可喜的是，从去年开始，高清视频监控占的市场份额越来越大，一些地方的平安城市项目也直接使用高清产品。顺理成章，智能视频监控应用的根基正在一步步强大和牢固。

下一代智能监控功能

智能视频分析首先要求用户指定一个检测区域，该检测区域可以是不规则的任意形状，然后在该区域中启用各种检测功能。智能视频分析支持的检测功能主要有：

1、入侵检测：主要是目标存在检测功能。

2、进入检测：检测是否有目标进入指定的检测区域。

3、离开检测：检测是否有目标离开指定的检测区域。

4、消失检测：检测是否有目标在指定检测区域内部消失。

5、徘徊检测：检测目标在指定检测区域内徘徊的时间是否超过设定的时间。

6、尾随检测：检测是否有目标尾随其它目标通过指定检测区域。

7、停止检测：检测目标是否在指定的检测区域内停止超过设定的时间。

8、方向检测：检测目标是否在指定允许的方向范围内前进。

9、速度检测：准确测量目标的实时速度。

10、分类检测：准确判断目标的分类，比如是车辆、人、人群、小动物等。

11、高度检测：测量目标的实际高度。

12、颜色检测：检测目标的颜色属性，判断目标的某种颜色所占比例是否超过设定比例。

13、遗弃物检测：检测是否有物体遗留在指定的检测区域内。

14、物品搬移检测：检测指定区域内是否有物体被搬走。

15、火焰检测：检测指定区域内是否有明火发生。

16、烟雾检测：检测指定区域内是否有烟雾产生。

17、计数功能：可以根据指定的区域或者划线，设定各类规则进行精确计数。

18、遮挡检测：检测摄像机方向是否被改变、是否被遮挡、焦距是否被改变。

19、移动侦测：检测画面内容是否改变。

20、自动跟踪：控制PTZ球机自动追踪目标。

21、视频稳定功能：将输入的不稳定视频（手持、车载、高空抖动）稳定后输出。

22、目标密度检测：检测指定区域内是否有大量人群聚集。

实际应用

具体来说，智能视频监控应用大致可分为公安执法和安全类、文博类、烟草工业类。第一，执法类会更侧重于模式识别，如车牌识别、人脸识别；第二，安全类则会侧重于逆行监测、非法入侵、人群聚集、滑倒、遗留物的检测；第三，文博类重点在于物品看管及人员的安全监控，可对物体丢失、拿走、徘徊报警以及对特殊通道进行逆行监测，也可对人数进行统计、人员密度进行监测；第四，烟草工业类应用偏向于行为分析，如针对禁用区的遗留物进行检测，结合生产设备故障的特殊表现进行故障检测。高清摄像机智能与非高清智能在基础算法采用相同原理。高清算法需要提供更多的计算能力去进行分析。目前，行为分析类，采用CIF分辨率已经足够，当输入的是高清视频时，会先对像素进行裁剪后再分析；对于模式识别类，要采用高清视频进行分析，以获取更精确的结果。

就可实现的智能视频分析功能来说，几乎所有的应用都主要针对于人、车、物体三个方面，根据具体应用的不同，又可分为三类：

1、公共安全预防类。它包含了目标移动轨迹的跟踪、目标移动范围、目标移动方向、特殊人体行为、特殊车辆行为的监测等等，它比较突出的特点是可针对可疑异常事件进行及时预警。

2、数据统计分析类。典型例子如客流统计、车流统计类应用。这一类应用相对较独立，它以数据输出为最终结果，多以提供不同类型数据报表来辅助管理决策。

3、智能交通监控类。典型如车牌识别、闯红灯违法监测、交通综合违法监测等，这一类应用主要针对车辆进行分析，相对较为成熟，应用案例也较为普遍。

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。比如在平安城市中，可针对城市治安突发事件，专门研发打架、抢劫、攀越等行为分析功能。在银行ATM自助服务区，可通过对目前ATM自助服务区犯罪手段的分析，实现如非法粘贴小纸条、安装假键盘、蒙面、暴力抢劫等行为分析功能。在交通行业，可实现针对交通事件如逆行、非法停车、交通拥堵等情况报警的更多的功能。只有结合行业应用实际，深入了解不同行业的具体问题，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。

未来将进入应用高峰

智能技术进入安防行业已有七、八年的时间，从早期的技术摸索到算法的逐渐成熟，如今智能技术已在政府、交通、金融、物流、教育等多个领域得到了应用，智能已不再是只停留在口头上和演示的阶段，在未来将会有更加广泛而丰富的应用。随着技术的进步，智能视频分析算法准确率会越来越高，可用性也越来越强。目前国内从事智能视频算法研究的有成百上千家公司，国家对智能安防产业的发展也一直都给予政策上的鼓励，然而单纯的智能算法研究难以完成产品化的转变，安防行业的智能产品集中在一些特种行业的应用，如交通卡口的车牌识别、金融行业的ATM遗留物检测等。这也说明智能算法与行业应用的结合是智能化发展一个突破方向。在整个安防行业化的大方向下，智能视频分析产品也需经过行业化的改造，为客户提供完整的智能化解决方案，并及时跟进行业需求动态和标准不断进行自我完善，才能更好地把握市场机遇。

为了做好下一代智能视频监控的良好推广与深入应用，从厂家方面，仍然要不断的完善产品核心算法技术，或者开发出更多符合各个特定场景的应用模式。智能视频分析区别于传统行业产品的一点是，它的核心算法还远远没有达到定型的程度，具有很大的拓展空间，因为随着应用的普及，将会对产品的功能提出更加具体的要求。另外，智能视频分析的技术往往还牵涉到许多复杂的参数配置，如何简化这些技术参数的配置是厂家需要重视的问题。同时在行业推广的过程中涉及到的产品知识与行业技术的推广，也需要各个厂家共同努力。

用户方面，也需要更好地了解智能视频分析的技术现状，理性看待视频中的“智能”。一个较为合理的观点是把现有的智能视频分析产品当做一个无用信息过滤器，或者一个高级的传感器，能把大致的事件从多数无用的信息中提炼出来，但最终还是要靠人去把最后的一道关。另外，智能视频分析的应用除了图像的质量，对如何取景也有很高的要求，这往往会涉及摄像机安装的调整，这也需要用户的大力支持，例如在摄像机安装前，可以先咨询厂商的技术人员，为日后智能视频分析的应用打造最佳的实现环境。

结束语

虽然智能视频监控在行业应用还存在种种的限制与不足，但是经过这几年的不懈努力，智能视频监控已经越来越多地被应用到各个大型监控项目中。目前，下一代智能视频监控已经应用于平安城市建设、监狱安防、交通监控、智能小区、厂区监控。可我们也看到，某些领域中，智能视频分析应用仍是空白。然而，视频监控朝着智能化的方向发展是不可逆转的，智能视频分析产品拥有广阔的应用前景。毋庸置疑，下一代智能视频监控应用技术将成为安防行业最具市场潜力的技术之一。