视频监控智能化势在必行.doc

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视频监控智能化势在必行

平安城市工程在全国范围内的迅速推进，视频监控系统的基础建设已经初具规模。

视频图像采集、传输、显示、存储、平台综合管理等功能正逐步能够满足城市视频监控的一些基本要求。

然而大量的摄像头和海量的视频数据同时给实时监视报警和视频数据的有效使用带来了挑战。

首先，由于显示屏数量有限，操作人员通过观测每一路视频从而发现报警事件变得非常困难，海量的录像数据更是难以管理和有效查看。

其次长期观察监控视频容易引起工作人员疲劳，从而不能及时发现治安隐患；另外传统监控普遍还处在一个只能“监”不能“控”的被动状态，对于发生的可疑和异常行为无法起到预防、预警的作用，主要的使用模式还是治安事件的查后。

解决以上问题的一个有效方法就是对视频进行自动智能分析。

对视频中出现的关键信息或者用户感兴趣的事件进行实时提取和筛选，并发出预警，从而达到及时报警并利用存储的事件信息来有效地检索视频数据的目的。

一、智能化势在必行

智能视频分析系统对视频中异常行为事件进行实时提取和筛选，并及时发出预警，改变了传统视频监控系统只能“监”不能“控”的被动状态，解决了事后取证难的问题，让监控变得更加主动。

其相比于传统视频监控系统更加快速的反应时间以及更加强大的数据检索和分析功能，使得监控能力得到极大的改善。

Ø更主动的监控：

不仅仅局限于供事后取证，而且能主动、实时的对视频进行分析，及时报告可疑事件的发生。

Ø更全面的监控：

可实现所有接入视频的实时处理，不只限于电视墙上看到的，不遗漏任何一个可疑事件。

Ø更持续的监控：

实现7*24小时的全天候监控，“机器眼”代替人眼克服了人力疲惫的局限性。

Ø更有效的监控：

从大量视频中提取出有用的关键信息，只为用户提供有问题的视频。

人机交互监控方式，由其实现可疑行为分析报警，用户只需要对产生告警的视频进行确认和处理。

Ø更强大的监控：

功能应用多样化，逐步扩充自动识别的行为，可实现更为广泛的应用。

二、智能视频分析技术的进展

智能视频分析技术定义

智能视频（IV，IntelligentVideo）源自计算机视觉（CV，ComputerVision）技术（计算机视觉技术是人工智能（AI，ArtificialIntelligent）研究的分支之一），它就是在图像及图像描述之间建立关系，从而使计算机能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容，达到自动分析和抽取视频源中关键信息的目的，也就是智能视频分析技术（IVS:

intelligentvideosurveillance）。

智能视频分析市场概况

随着技术的不断成熟，在世界范围内逐渐出现了一些专业的IVS研究厂家，像美国的ObjectVideo、Vidient；以色列的NICE，Mate，IOImage；澳大利亚的IOmniscient等。

这些厂家都相继进入中国市场，一度造成外国厂商独占国内智能视频分析市场的局面。

而终究因其技术与中国国情的差异性，无法真正渗透中国市场。

这一现状给国内的智能视频技术研究厂家带来挑战的同时，同样也提供了一个非常好的发展机遇。

国内逐渐出现了像北京文安这样的专业智能视频分析研究厂家，相关产品也先后在平安城市以及各重点行业取得突破性应用。

正如火如荼开展的平安城市项目中更是不乏一些量身定制的解决方案，像打架斗殴检测、异常奔跑检测等行为分析功能就是特别针对城市治安监控而量身定制的功能，其对于暴力伤害、抢夺等违法犯罪行为的及时预警已成为提高城市治安监控系统能力，加强技术防范力度的有效措施。

智能视频分析的技术与应用

作为强化视频监控系统应用的一门主要技术——智能视频分析技术，近几年一直得到业界的广泛的关注，其通过对视频内容的分析，将客户所关注的目标从监控背景中分离出来，按照目标的移动方向、速度、时间等参数和某些行为特征进行关联，从而达到主动监控防御的目的。

从目前智能视频分析的技术角度来看，基本可以分为以下几种：

目标移动轨迹的跟踪：

即对监控区域内的移动目标的移动轨迹进行跟踪，是目标监控的最基本的应用，也是其它事件监测的基础。

能够根据目标的形状对目标进行分类，如行人、车辆、动物等，能够计算出目标物的大体尺寸（高度与宽度）。

若与带坐标定位功能的快球摄像机配合，还能够实现对特定移动目标的跟踪监控。

目标移动范围监测：

当具有一定特性的移动目标的运动超过设定的范围时即产生告警，也就是常说的越界检测与禁区检测报警，是事件监测中应用最广的方式之一，特别适合于像军事禁区、监狱、看守所、重要物资仓库、博物馆等对入侵行为需要重点防范的场合。

这项技术目前已经相当成熟，尤其是在抗干扰方面，其报警准确率已经相当的高，也已经进入了实用化阶段。

目标移动方向监测：

对违反设定方向的移动目标进行告警，应用于道路监控中，可对违章逆向行驶的车辆进行监测告警。

也可用于某些特定的单方向人员流动区域，对以规定方向反向运动的人进行监测。

静止物体监测：

在监控区域内发现突然停止的物体后进行目标的自动设定和跟踪，当停留超过一定时间后即进行告警，主要应用于隧道监控、禁止停车区域中对违章停车事件的监测告警，或者应用在地铁、车站、码头等公共区域对危险遗留物进行监测告警。

由于车辆的目标特性容易识别，目前在违章停车的应用较多，而对于危险遗留物的监测应用，还需要进一步的完善，提高监测的精度。

特殊人体行为的监测：

当人体目标在某个区域长时间逗留徘徊；在某个区域人员聚集到一定密度；或突然发生人体动作的剧烈变化（如异常奔跑、打架斗殴）等特殊行为时及时告警，适合于城市治安监控、银行门口、监狱、看守所等场合，对一些可能危及其他人生命财产安全的行为进行监测并及时告警，它是平安城市治安监控的典型应用。

特殊车辆行为的监测：

当高速公路或城市路段中发现有车辆突然停车的行为；或监测到车辆遗洒大件货物、交通拥堵、车祸等情况时产生告警。

其主要通过关注异常的交通事件来最大化实现交通管理效益，规范行车秩序，减少交通违法现象。

数量统计：

对经过某个设定区域的特定目标的数量进行计数和统计，可以对人、车辆进行计数，可以应用于博物馆、商场做人流统计，或应用在交通监控中，对车辆流量的统计，作为智能交通动态调度的依据。

人脸识别：

属于生物识别的一种，通过对抓拍的人脸图像进行分析，和已有的人脸数据库比对，按照一定的相似度来判定和识别人的身份，对图像的像素质量有一定的要求。

主要应用于银行金库、监狱、看守所等场所，与RFID技术相结合，提高安全性。

视频图像质量诊断：

通过对每一路视频图像的信号质量进行监测，对视频图像出现的视频丢失、雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡等常见摄像头故障做出判断并发出报警，同时自动记录所有的监测结果，生成多种实用的统计报表，以便查询。

清晰度

亮度异常

噪声

雪花

偏色

PTZ运动失控

画面冻结

画面缺失

三、智能视频分析技术在平安城市的应用

从智能视频分析技术的应用角度来看，一个典型的平安城市项目里至少可以包含如下一些应用：

功能

描述

处理方式

攀越检测

检测围墙或栅栏的翻越行为

每路实时

异常出没检测

检测敏感区域闯入、滞留、游荡行为

每路实时

骤变检测

检测摄像头被遮挡、破坏或者大幅度移动

每路实时

打架斗殴检测

检测敏感区域范围的打架斗殴行为

每路实时

异常奔跑检测

检测可疑人员突然加速运动的行为

每路实时

辅助卡口检测

利用路口已经安装的球机，视频触发式对图像中的过往车辆进行实时监视、抓拍、识别、报警、记录保存车辆通行的信息

每路实时

车流量检测

统计单位时间内通过相应车道的车辆数目

每路实时

平均车速检测

测算出一段时间内车道中车辆的平均速度

每路实时

车道占有率检测

检测单位时间内车道上车辆占有时间的比例

每路实时

车头时距检测

估算出一段时间内车辆之间的平均间隔距离

每路实时

交通拥堵检测

检测高速公路或城市路段交通拥堵情况

每路实时

逆行检测

检测高速公路或城市路段交通中车辆逆行的行为

每路实时

突然停车检测

检测高速公路或城市路段中车辆突然停车的行为

每路实时

视频质量诊断

检测摄像头常见故障与图像质量下降

轮巡

派出所监控中心

作为第一视频汇聚点的基层派出所，由于不受传输带宽限制，可以方便地获得所有所属摄像头的视频。

通过视频监控平台，可以对所有视频信息同时进行实时浏览、信息存储、摄像头参数调节等多项功能。

智能视频分析服务器可以方便灵活地部署在派出所监控中心。

主要优势包括：

1）可以同时对监控人员选择的某些或全部视频流进行智能分析；

2）可以灵活配置和布防，对不同的摄像头随时设置不同的智能识别功能；

3）节约施工成本，无需对前端摄像头和传输设备进行任何变更，只要在监控中心加装智能视频分析服务器即可；

4）便于维护，只要对监控中心的智能视频服务器进行集中维护即可。

此外，由于系统安装在室内，不受低温，高温，潮湿等天气影响，大大提高了系统的使用寿命。

对于模拟的视频信号，采取视频分配器或数字录像机的模拟视频环通功能实现前端重点摄像头的视频接入。

对治安事件进行实时检测。

经过分析处理后的视频报警结果再实时向公安专网输出，用户可以通过客户端以网络形式实现实时报警信息和相关数据的接收与查询，并可通过中心管理平台及时将报警信息和相关视频呈现给监控管理人员。

对于数字视频，从连接方式上来讲更加简单。

只要可以通过平台系统获取视频流，并经过视频解码还原视频信号后即可进行分析处理。

然而由于解码也要消耗一定的计算能力，所以每台视频分析服务器能够处理的视频路数会略微下降。

平安城市智能应用结构示意图

公安分局监控中心

由于公安分局负责该分局下所有派出所的监控图像，在这一层面部署视频质量诊断系统较为适宜。

在模拟系统中，视频质量诊断系统通过控制监控中心矩阵主机的视频切换输入可获取前端每一路视频信号，并对其进行质量分析，发现信号缺失、增益异常、偏色、雪花噪声、滚屏、图像模糊、画面冻结、和云台失控等问题，并记录在系统数据库中。

对于数字视频监控系统，主要区别在于数字视频切换取代了模拟矩阵切换，数字视频流取代了模拟视频。

四、未来智能视频发展趋势

从技术角度来看，为提升智能视频分析技术的应用性，使得智能视频分析产品真正市场化。

作为智能视频分析厂商在完善核心算法的同时，必然将向以下方向发展：

（1）适应更为复杂和多变的场景；

（2）识别和分析更多的行为和异常事件；

（3）更低的成本；

（4）更灵活的产品形态；

而从应用的角度，也不难理解为以下两点：

1.行业应用需求的深入拓展

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复杂化，如何能够识别与分析更多的行为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。

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、遗洒、交通拥堵等更多的功能。

只有结合行业应用实际，深入了解各不同行业的具体问题，才能更好的抓住用户的需求，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。

2．模块化设计的灵活应用

随着安防需求的不断提升，用户对视频监控系统投入的加大，应用和依赖程度的加深。

单一功能或者基本的功能已远不能满足行业实际需求，未来对于特定的用户，周界、异常行为分析、动态跟踪等细分的高级功能模块将进一步得以应用，使得视频监控系统将通过模块化的方式按需灵