智能视频分析技术的应用与发展

作为未来监控发展方向的智能视频分析技术是视频监控技术一个里程碑式的创新，是视频监控领域最前沿的应用模式之一，这个技术将改变传统监控理念，并使用户从中获益，进而被接受并大量应用。本文将就智能视频分析技术的应用和发展进行阐述，希望读者喜欢。

　　需求背景

　　视频监控系统已经历了一个漫长的发展历程，近20多年来，从第一代的VCR，到第二代的DVR，再到第三代的NVR（网络摄像机和视频服务器），视频监控系统经历了三个阶段的发展演变。在这一过程中，视频监控系统从技术、方案和应用均已经形成了比较完善的模式，已经广泛应用于各个行业。不过传统的视频监控系统功能往往比较单一，常常要求监控人员持续监视屏幕，通过解读获得视频信息，然后做出相应的决策。但这种以人力为主、机器为辅的监控模式存在着较大的弊端，也反映了传统视频监控的局限性：安保人员长时间注视监控屏幕，造成人员疲劳和引发思想松懈，从而导致漏报警；依靠人工监控造成人力资源浪费，即使发生异常情况也可能未被发现，或发生后不能及时处理。

　　近年来，随着网络环境的改善、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种视频信息处理技术的出现，使得数字化、网络化视频监控系统愈发显示出优势。其结构的开放性、集成性和灵活性为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件，同时也为整个安防产业的发展提供了更加广阔的发展空间，崭新的应用模式和市场机遇不断涌现。而作为未来监控发展方向的智能视频分析技术（IVS，IntelligenceVideoSurveillance），行业称之为第四代视频监控技术，则是视频监控技术一个里程碑式的创新，是视频监控领域最前沿的应用模式之一，这个技术将改变传统监控理念，并使用户从中获益，进而被接受并大量应用。

　　智能视频分析技术的概念和发展现状

　　智能视频（IV，IntelligentVideo）技术源自计算机视觉（CV，ComputerVision）与人工智能（AI，ArtificialIntelligent）的研究，其发展目标在于将图像与事件描述之间建立一种映射关系，使计算机从纷繁的视频图像中分辩出目标信息。这一研究应用于安防视频监控系统、将能借助计算机强大的数据处理能力来过滤掉图像中无用或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键的有用信息，从而使监控摄像机成为人的眼睛，使计算机成为人的大脑，并具有更为“聪明”的学习思考方式。这一根本性的改变，可极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力，使监控系统具有更高的智能化，大幅度降低人力资源配置，同时，必将全面提升安全防范工作的效率。因此，智能视频监控不仅仅是一种图像数字化监控分析技术，而是代表着一种更为高端的数字视频监控应用。

　　从市场的需求来看，随着反恐形势的不断严峻，智能视频分析技术正越来越引起人们关注，需求量正不断上升。从总体看，国外的智能视频应用市场正从“概念验证”向“规模应用”发展，智能视频已经开始形成一个产业。与国外相比，国内的智能视频市场还有很大的差距，目前基本上还刚起步。但随着市场上开始出现与国外类似的智能视频应用需求后，尤其是“平安城市”监控的需求，国内已有研究机构也开始着手研发。

　　智能视频分析技术的优势

　　视频分析技术使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景背景和目标分离进而分析并追踪摄像机场景中出现的目标。可以根据视频分析功能，通过在不同的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现并违反预定的规则，系统就会自动发出报警，监控工作站会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，实现报警场景重组并采取相关措施。其优势主要体现在以下几个方面。

　　24×7全天候可靠监控

　　彻底改变以往完全由安保人员对监控画面进行监视和分析的模式，通过嵌入在网络摄像机、视频服务器或录像机中的智能视频模块对所监控的画面进行不间断分析。

　　大大提高报警精确度

　　前端设备（网络摄像机和视频服务器）集成强大的图像处理能力，并运行高级智能算法，使用户可以更加精确地定义安全威胁的特征，有效降低误报和漏报现象，减少无用数据量。

　　大大提高响应速度

　　识别可疑活动，在安全威胁发生之前就能够提醒安保人员关注相关监控画面，还可以更确切地定义在特定的安全威胁出现时应当采取的措施，并由监控系统本身按照预定的计划来确定危机处理步骤和确保能够精确执行，有效防止在混乱中由于人为因素而造成的延误。

　　智能视频分析监控系统

　　智能视频监控系统是利用“智能分析技术”从纷繁复杂的图像画面中提取目标特征，可以正确地识别出不同目标及其运动轨迹，并过滤掉干扰的影响，特别是以往传统的运动检测技术无法实现与应用的场合，一旦发现监控画面中“关键目标”出现或“违反预定的规则”时，系统能够以最快、最佳的方式提供告警信息。它将有效地提高报警的精确度，同时拓展了视频报警的应用范围。

　　智能视频分析系统的应用范围广泛，可提供研发和实现的功能很多，归结起来，这些应用功能一般可分为两类。

　　第一类是与安全相关的应用，也是目前智能视频分析最主要的应用，其主要作用是协助安全部门提高对重要部位、重要物品的安全防护，对可疑人员的识别。此类应用主要包括：高级视频移动侦测、物品丢失或位移检测、物体追踪、人物面部识别、车辆识别、非法滞留、烟火检测等。

　　第二类是与非安全相关的应用，主要面向零售、服务、管理等行业，做为管理和服务的辅助工具，用以提高服务水平和营业额。此类应用主要包括：人流量统计、人群控制、行为分析、注意力控制、交通流量控制等。

　　为顺应市场需求，蓝色星际推出了带智能视频分析功能的DVR。该DVR借助高性能的DSP处理器对监控图像数据进行高速处理、分析、过滤、识别、从中提取关键信息，并包括图像录制、安全规则比对、报警控制管理、以及网络视频传输、集中控制管理等多项功能，是一套完整的带智能视频分析功能的DVR系统。

　　智能视频监控技术将加速数字视频取代模拟视频的速度。随着智能视频分析系统的采用，进一步提高了监控效能，保安人员将从枯燥的屏幕监视中解放出来，而由智能视频分析系统向保安人员自动传达可疑目标的位置信息，使保安人员能迅速处理现场情况，满足长久监视与“反恐”快速反应的需求。可以预见，随着监控模式的变革，智能监控将迅速融入到各类安全控制系统中，并发挥重要作用。

　　智能DVR介绍

　　视频监控智能分析功能的实现对图像质量、算法的效率、处理器的数字处理能力以及系统成本提出了更高要求。其中智能视频分析算法属于最核心也是最前沿的技术，挑战性很强。针对传统视频监控系统所存在的局限性以及新一代智能监控系统的发展趋势，智能DVR将先进的视频智能分析技术嵌入到硬盘录像机中，与监控技术相结合，不仅大大增强了视频监控系统的功效，而且可以在潜在危险的征兆之初，及时侦测出危机并作出响应。

　　该硬盘录像机是业内首次将智能技术应用于DVR，可实现高清D1格式硬盘录像，适用于ATM机监控录像应用。其除提供数字硬盘录像机所有功能外，还能对ATM监控环境提供智能视频分析，通过自动识别和提取图像中的信息，有针对性的重点监控和联动报警、录像，大幅度提升了监控的效率和质量。

　　该智能DVR具有以下五项智能视频分析功能。

　　遗留物检测：可以通过设定警戒区域，监控非法遗留物。如非法张贴广告、加装微型摄像头、增加屋顶摄像头和遗留其他危险物品。通过自动对视频图像分析，判断是否有此类非法遗留物，一旦发现非法遗留物则提示监控人员，另一方面触发报警并对现场进行录像。

　　人员计数：监测室内人员数量，在全景监控摄像头的监控画面中，人员数量超过预订值时，可以提示监控中心值班人员查看。

　　绊线报警：可设置只允许单方向穿越的特定区域，在监视的范围内可设置警戒区域，并规定其禁止穿越方向。一旦有移动目标沿禁止穿越的方向穿越警戒线即报警，并用报警框标出该移动目标。

　　区域报警：可根据监控需要设置警戒区域，一旦有目标进入警戒区域，则自动报警，并用报警框标示出进入警戒区域的目标，提醒有移动目标入侵。

　　该硬盘录像机主要有两点创新，一是业内首次将智能视频分析技术应用于DVR。当发生异常时，能准确及时地发出警告，大大提高了主动监控性能，同时也大大提高了监控响应速度，节省了存储空间，提高了检索效率。二是集DVR与报警主机功能于一体，实现DVR/报警主机双重功能。

　　总结与展望

　　智能化、数字化、网络化是视频监控发展的必然趋势，智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更强大的图像处理能力和智能因素，因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能，它可以极大地提高视频监控系统的能力，并使视频资源发挥更大的作用。智能视频监控不仅符合信息产业的未来发展趋势，而且代表了监控行业的未来发展方向。将智能视频分析技术推广到各个监控领域，实现智能监控，转变“事后查询”为“事先预警”，由“被动”变“主动”，真正实现了7×24全天候实时监控，发挥了监控系统的最大效力，有效地提高了监控的工作效率。

　　经过近几年的发展，智能视频分析技术慢慢趋于成熟，并在世界范围内出现了一些专业的IVS厂家。随着逐步的发展，这项技术在欧美等发达国家得到了相当程度的应用。然而自2006年开始，对国内市场IVS基本都是外来品，一方面缺乏针对国内实际项目情况的具体技术支持，另一方面其性能价格比也远高于用户的预望期，并国外产品在其功能和应用上都还存在着一定的局限性。从目前国内的市场上看，用户对智能视频监控的应用还在摸索阶段，定制开发很多，国外厂商在建立一个相当规模的本地开发队伍之前还很难适应中国的市场，所以从现在的情况看，留给国内IVS的发展空间还是比较大的。