一、前言
視頻監控技術發展迅速,經曆了三個階段的發展演變,從第一代的模擬VCR係統(模擬攝像機+畫麵分割器+磁帶錄像機),發展到現在的第二代的模擬與數字結合的DVR係統(模擬攝像機+數碼硬盤錄像機),目前已經向第三代的完全數字化係統(NVR、網絡攝像機)邁進。無論模擬係統還是數字係統,都還是“實時監控,實時錄像”的de工gong作zuo模mo式shi,監jian控kong人ren員yuan麵mian對dui成cheng百bai上shang千qian的de攝she像xiang機ji,持chi續xu監jian控kong屏ping幕mu,麵mian對dui海hai量liang的de視shi頻pin數shu據ju,無wu論lun是shi想xiang及ji時shi發fa現xian警jing情qing做zuo出chu反fan應ying,還hai是shi要yao提ti取qu有you價jia值zhi的de錄lu像xiang都dou異yi常chang困kun難nan,使shi視shi頻pin監jian控kong係xi統tong淪lun為wei一yi個ge事shi後hou查zha看kan的de工gong具ju,完wan全quan是shi一yi種zhong“被動”的de監jian控kong模mo式shi,並bing不bu能neng減jian少shao案an件jian的de發fa生sheng。如ru何he在zai案an情qing發fa生sheng的de同tong時shi獲huo取qu相xiang關guan的de視shi頻pin信xin息xi,並bing根gen據ju現xian場chang的de實shi際ji情qing況kuang,及ji時shi調tiao度du人ren員yuan處chu理li?這zhe成cheng為wei客ke戶hu麵mian對dui的de主zhu要yao問wen題ti。
智zhi能neng視shi頻pin分fen析xi技ji術shu是shi采cai用yong智zhi能neng化hua的de視shi頻pin分fen析xi算suan法fa,應ying用yong先xian進jin的de計ji算suan機ji技ji術shu,對dui視shi頻pin圖tu像xiang進jin行xing分fen析xi,過guo濾lv掉diao大da量liang不bu相xiang關guan的de內nei容rong,為wei監jian控kong人ren員yuan提ti供gong有you用yong的de關guan鍵jian信xin息xi進jin行xing實shi時shi分fen析xi,變bian“被動查詢”為“主動預警”,可以在案件發生之前發出警告,防患於未然。
二、智能視頻分析技術原理
智能視頻分析技術(IVS,Intelligentvideosurveillance)
是計算機視覺與模式識別技術在視頻監控領域的應用,采用智能化的視頻分析算法,對視頻圖像中目標的行為進行識別、篩選及監測,自動分析和抽取關鍵信息,當提取到符合預設的某種規則的行為發生時,可以通過聲音、畫麵、屏幕等方式通知監控人員采取相應的措施。
視頻分析技術普遍采用背景減除法來進行圖像變化的檢測,是將視頻幀與基準背景圖像進行比較,對發生變化的區域做進一步的分析、識別、shaixuan,binggenjuyusheguizejinxingpanduan,zhidaochufabaojing。gaijishudeguanjiandianshijizhunbeijingdejianli,shijishangshixuanzeyigeshijianduandetuxiangziliaopingjunzhizuoweicanzhao,yuzhipianlidoushiyigebianhuadechangjing,xitongjinxingxiangyingdefenxibingzuochupanduan。weilejianshaoguangxian、天氣及環境自身變化對分析結果的影響,並相應有多種附加算法(過濾鏡)應用來補償。
視頻分析技術主要包括:行為分析、車牌識別、人臉分析、視頻質量分析等。行為分析包括越線、遊蕩、奔跑、滑到、人群聚集、人數統計、物品遺留及丟失等。車牌識別包括車輛號牌、車(che)輛(liang)顏(yan)色(se)及(ji)類(lei)型(xing)識(shi)別(bie)等(deng)。人(ren)臉(lian)識(shi)別(bie)是(shi)通(tong)過(guo)抓(zhua)拍(pai)的(de)人(ren)臉(lian)圖(tu)像(xiang)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi),並(bing)和(he)已(yi)有(you)的(de)人(ren)臉(lian)數(shu)據(ju)庫(ku)比(bi)對(dui),按(an)照(zhao)一(yi)定(ding)的(de)相(xiang)似(si)度(du)判(pan)別(bie)人(ren)的(de)身(shen)份(fen)。視(shi)頻(pin)質(zhi)量(liang)分(fen)析(xi)是(shi)監(jian)測(ce)每(mei)一(yi)路(lu)視(shi)頻(pin)的(de)信(xin)號(hao)質(zhi)量(liang),對(dui)視(shi)頻(pin)丟(diu)失(shi)、模糊、滾屏、雪花、增益失衡等故障作出判斷並發出報警,並同時記錄監測結果,自動生成統計報表。
視頻分析技術有二種技術平台:一種是基於DSP的前端IPC、DVS,將算法封裝在硬件內,通過DSP處理器進行運算、分析,具有安裝簡單、易於係統集成、穩定性高的特點,適合在前端安裝。另一種是基於通用處理器的服務器,利用Intel或AMD的(de)通(tong)用(yong)處(chu)理(li)器(qi)的(de)圖(tu)像(xiang)高(gao)速(su)運(yun)算(suan)能(neng)力(li),進(jin)行(xing)多(duo)路(lu)視(shi)頻(pin)分(fen)析(xi)。由(you)於(yu)采(cai)用(yong)後(hou)端(duan)服(fu)務(wu)器(qi),架(jia)構(gou)開(kai)放(fang),可(ke)以(yi)與(yu)現(xian)有(you)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)很(hen)好(hao)的(de)相(xiang)融(rong)合(he),適(shi)合(he)多(duo)路(lu)圖(tu)像(xiang)同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)。
三、應用
zhinengshipinfenxijishuwuxuduiqianduanshexiangjijichuanshushebeijinxingrenhedegaizao,zhixuzaijiankongzhongxinjiazhuangzhinengshipinfenxifuwuqi,jieruyuanyoudeshipinjiankongxitongwangluojike,jieyueshigongchengben,anzhuangfangbianweihu。
在“平安城市”治安監控項目中,從實戰出發,智能視頻分析
服務器可以部署在基層派出所監控中心,通過網絡及DVR接入所屬攝像機,對不同的攝像機隨時設置不同的識別功能。
在道路監控中,可以設置車輛違章泊車、壓雙黃實線掉頭轉彎、車che輛liang逆ni行xing等deng行xing為wei的de智zhi能neng分fen析xi。對dui敏min感gan區qu域yu進jin行xing必bi要yao的de設she置zhi,當dang車che輛liang在zai禁jin停ting區qu域yu泊bo車che或huo其qi他ta違wei章zhang行xing為wei,智zhi能neng視shi頻pin分fen析xi係xi統tong可ke以yi即ji時shi判pan斷duan車che輛liang違wei章zhang,在zai向xiang監jian控kong人ren員yuan發fa出chu提ti示shi的de同tong時shi實shi時shi記ji錄lu違wei章zhang過guo程cheng(可以預設錄像20秒的視頻),並同時抓拍車輛號牌,可以作為違章處罰的依據。
在複雜的公共場所中,可以設置奔跑、遊(you)蕩(dang)等(deng)行(xing)為(wei)分(fen)析(xi)。如(ru)在(zai)人(ren)流(liu)如(ru)鯽(ji)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)突(tu)然(ran)出(chu)現(xian)異(yi)常(chang)奔(ben)跑(pao)或(huo)遊(you)蕩(dang),智(zhi)能(neng)視(shi)頻(pin)分(fen)析(xi)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)即(ji)時(shi)判(pan)斷(duan)並(bing)觸(chu)發(fa)報(bao)警(jing),在(zai)向(xiang)監(jian)控(kong)人(ren)員(yuan)發(fa)出(chu)提(ti)示(shi)的(de)同(tong)時(shi)實(shi)時(shi)記(ji)錄(lu)事(shi)件(jian)發(fa)生(sheng)過(guo)程(cheng),監(jian)控(kong)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)立(li)即(ji)從(cong)海(hai)量(liang)的(de)監(jian)控(kong)圖(tu)像(xiang)中(zhong)發(fa)現(xian)該(gai)事(shi)件(jian),並(bing)根(gen)據(ju)現(xian)場(chang)的(de)情(qing)況(kuang)采(cai)取(qu)相(xiang)應(ying)的(de)措(cuo)施(shi),可(ke)以(yi)主(zhu)動(dong)出(chu)擊(ji)。
在車站、碼頭、政zheng府fu機ji關guan等deng場chang合he中zhong,可ke以yi設she置zhi人ren群qun聚ju集ji行xing為wei分fen析xi。當dang人ren員yuan聚ju集ji的de數shu量liang超chao過guo預yu設she數shu值zhi時shi,智zhi能neng視shi頻pin分fen析xi係xi統tong觸chu發fa報bao警jing,監jian控kong人ren員yuan立li即ji發fa現xian異yi常chang情qing況kuang並bing采cai取qu相xiang應ying的de應ying對dui的de措cuo施shi。
在監獄、看守所、戒毒所等場合,可以設置越線、人ren員yuan統tong計ji等deng行xing為wei分fen析xi。在zai監jian控kong圍wei牆qiang的de攝she像xiang機ji視shi頻pin圖tu像xiang中zhong設she置zhi警jing戒jie區qu域yu,當dang有you人ren進jin入ru該gai區qu域yu,智zhi能neng視shi頻pin分fen析xi係xi統tong即ji時shi判pan斷duan並bing觸chu發fa報bao警jing,在zai向xiang監jian控kong人ren員yuan發fa出chu提ti示shi的de同tong時shi實shi時shi記ji錄lu事shi件jian發fa生sheng過guo程cheng,監jian控kong人ren員yuan可ke以yi立li即ji從cong海hai量liang的de監jian控kong圖tu像xiang中zhong發fa現xian該gai事shi件jian,並bing根gen據ju現xian場chang的de情qing況kuang采cai取qu相xiang應ying的de措cuo施shi,可ke以yi主zhu動dong出chu擊ji。
shipinzhiliangfenxixitongbushuzaigonganfenjuhuoshijujiaoweishiyi,keyiduixiashupaichusuodesuoyoushexiangjishipinxinhaojinxingzhiliangfenxi,faxianwentibingjiluzaishujuku。muqianshipinzhiliangfenxixitongzhong,shipinxinhaodecaijiyou2種方式:在模擬係統中,視頻質量分析係統是在服務器上安裝4路視頻采集卡,通過視頻矩陣的輸出口輪流切換輸入每一路模擬視頻信號進行分析;在數字係統中,視頻質量分析係統的服務器是從DVR每一通道的視頻流中抽取1幀或多幀圖像進行分析,可以設置每秒、每分鍾或每小時進行一次抽取資料進行分析,同時自動記錄故障現象(以圖片或視頻流的方式記錄),並可以把發生故障的攝像機顯示在電子地圖上,不同顏色表示不同故障,方便監控人員處理,並自動生成實用的統計表格。
四、存在問題
視頻分析技術具有廣闊的市場前景,它的應用可以大大降低監控工作人員的勞動強度,並在案件發生前發出“預警”信息,提高接、處警的效率。然而,隨著視頻分析技術的逐步推廣應用,自身的誤報、成本高、調試等問題也日益引起人們的關注。
4.1算法存在的問題
目前,市場上出現了很多自稱擁有“核心算法”的視頻分析技術廠家,製作幾個視頻分析的片段推銷產品(很多片段都是事後利用錄像進行分析),實際上他們大多都是從國外某些成熟的技術模塊上進行二次開發應用而來的,真正具有自主知識產權和研發能力的公司並不多。
目前視頻分析技術算法是基於非壓縮圖像格式,而現有的視頻監控係統都是壓縮視頻流的方式,這樣就產生了二種視頻采集方式:一種是自帶視頻采集功能,通過視頻采集卡,將模擬視頻信號轉換後進行分析;另外一種是通過網絡模式采集壓縮視頻流,將壓縮的視頻流轉換成非壓縮格式進行分析,導致要采用具有高運算能力的處理器,如雙核、四核服務器等,消耗了大量的資源進行視頻格式轉換,一般視頻分析及視頻格式轉換各自消耗50%的資源,這也是限製視頻分析路數的主要原因。
4.2誤報問題
在實際應用中,由於現場環境的複雜性、多變性以及視頻監控係統本身圖像質量的原因,會產生大量誤報信息,如何提高分析的精度、減低誤報率,尤其是在人流複雜的環境進行精確分析,這就體現了廠家的實力。
有研發能力的廠家為了提高視頻分析的精確度,降低係統誤報率,會采集大量的視頻信息進行分析,對光照度(逆光、反光、車燈、陰影等)、天氣的變化(雨、霧、雪、煙霧等)、環境的變化(樹葉、人流、晃動等)等因素進行精確的計算,不斷調整參數,並合理運用“過濾”機製減少誤報率。
4.3工程商的問題
muqian,youhenduogongchengshangduishipinzhinengfenxijishuyizhibanjie,tingxinchangjiadeguanggaoxuanchuan,renweishipinfenxijishuwusuobuneng,pianmianlijieshipinfenxijishu,daozhizaishigongguochengzhongcunzaigezhongwenti,daozhixitongwubaowentibuduan。
視頻分析技術的調試存在“72小時調試法”的說法,就是說每一種分析技術從調試到投入使用,需要根據現場的實際情況,經過72小時試運行及不斷的修正、精心調試,逐步降低誤報率,提高精度,才可以投入使用。
一個成功的視頻智能分析係統,除了廠家要有持續的研發能力
提供技術保障外,還要求工程商有豐富的工程經驗,透徹理解視頻分析技術,精心安裝,耐心調試,才可以達到滿意的效。
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