智能視頻分析技術的發展及應用

魏偉

摘 要：如何提升人們居住環境的安全水平，已經是擺在全世界安全領域專家面前的大問題。智能視頻技術是智能技術、計算機技術、信息技術相互融合的產物，其是安全領域的一次革命，對提高公共安全，具有非常大的作用。為此，文章將對智能視頻分析技術的發展及應用進行淺談，希望對促進我國該行業領域的進步，起到一定的幫助性作用。

關鍵詞：智能視頻分析技術；發展；應用

中圖分類號：TP391 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）11-0159-02

Abstract： How to improve the safety level of people's living environment has been a big problem in front of the experts in the field of security all over the world. Intelligent video technology is the product of the fusion of intelligent technology， computer technology and information technology. It is a revolution in the field of security and plays a very important role in improving public safety. Therefore， this paper will discuss the development and application of intelligent video analysis technology， hoping to promote the progress of the industry in China， play a certain role in helping.

Keywords： intelligent video analysis technology； development； application

隨著近幾年世界反恐形式的不斷惡化，人們對自身的安全意識有了很大的提升。隨著視頻監控技術的不斷發展和應用，視頻監控系統已經遍布在我們的周圍。無論是在機場、銀行、公共交通設置、繁忙的市中心，甚至一些私人的場所，我們都可以看到它的身影。如果采用安保人員對監控系統進行監視，不僅單調乏味，且由于經常面對正常的情況，他們會產生麻痹大意的心理，很容易造成可疑目標的監看遺漏。為此，目前已有更多行業領域的專家都投入進了智能監控系統的研究當中。它可以利用自身高速的微處理計算機系統，對視頻中的畫面進行高速的分析，過濾掉其中無用的部分，智能篩選出其中有價值的部分。

海康威視就是我國著名的一家視頻監控系統生產企業，它推出的綜合性的視頻監控平臺，集模擬和數字信號切換、視頻智能行為分析、視頻信號編解碼、數據集中存儲和網絡實時預覽、視頻高清上墻、以及各種網絡功能與一身，該平臺的視頻分析智能性經過多年的發展，已經有了很大的提高，其產品性能在國內同類產品中躋身前列。

1 智能視頻分析技術應用現狀

隨著我國對智能視頻監控系統需求量的不斷增加，市場上出現了大量的智能視頻分析產品，它們在各個領域中的應用越來越廣，其主要用于對重點區域內的人員監控、重要車輛監控、以及貴重物品的監控。以下將對其具體應用進行簡要介紹。

PTZ目標跟蹤，它是一種帶有坐標定位功能的，可以對特定的移動目標，進行持續的跟蹤，并將其以大畫面的形式顯示在顯示屏的中央。PTZ目標跟蹤技術的應用有效彌補了當前定點式攝像機視野狹窄的缺陷，還能避免手動跟蹤造成的目標易跟丟，經過多年的發展，其已經成為當前安全監控系統中比較基本的應用。該項技術的核心是可以目標的識別、定位、跟蹤，由于當前環境條件越來越復雜，目標的遮擋情況越來越嚴重，這大大加大了該技術的跟蹤難度。

目標移動范圍的監測，它也是對目標跟蹤檢測的一種，它能根據目標運動的軌跡和方向來判斷目標是否在合理的范圍之內，其中經常采用絆線檢測和入侵檢測。絆線檢測是指，在視頻的監視范圍內，人為設定檢測線，并制定檢測線的非法進入方向。當有異常目標以非法方向進入到檢測線另一部分時，它就會發出警告，以及時通知相關管理人員。入侵檢測是指，在視頻場景中設置特定的區域，當目標進入或者離開該區域時，該視頻監控系統就會發出警告。目標移動范圍視頻檢測系統，因為其有效的工作特點，被廣泛應用與各種視頻監控領域中，非常適合軍事禁區、監獄、看守所、重要物資倉庫、銀行、博物館等，需要進行對可疑目標重點防范的場所。該技術經過多年的發展，現在已經發展成熟，其應用范圍也越來越廣。

目標逆行的檢測。首先在視頻監控范圍內，設定非法運動方向，如果在該區域的移動目標，其移動方向和非法移動方向一致時，其就會發出警告，并通知相關管理人員。這種技術廣泛應用與交通領域對違章逆行車輛的監控和警告，如果其發現了違章車輛，就會立即啟動照相系統，對違章車牌號進行記錄，以此作為后期交通處置的憑證。

徘徊檢查。首先在視屏系統中人為設定一個范圍，如果有移動目標經常在此區域內進行活動，其就會被有效檢測出來，并及時通知管理人員。該檢測技術廣泛應用在銀行、政府機關、大使館、文化與宗教聚集地、高安全周界和住宅區域。該種技術的實現難度較高，它不僅要實現對可疑目標的跟蹤，還要實現對可疑目標的識別，當可疑人員反復出入可疑區域時，其能有效將其識別出來，如果存在遮擋的情況下，還能有效實現對可疑目標的跟蹤，是當今智能視頻分析技術發展的難題。

目標識別主要是對特定物品的識別，如車牌號碼的識別，經常應用與治安卡口、十字路口、停車場出入口等場所。隨著該技術的不但發展，其目標識別能力越來越強，目前有些先進的視頻智能分析系統，已經可以實現人臉識別，它主要應用于銀行金庫、監獄、看守所、地鐵等場所，但該技術的實現對光照、攝像機的布置位置、圖像質量要求很高，因此其價格往往比較高。

遺留物體的檢測屬于目標識別技術中的一種，它出了具有識別遺留物體的能力外，還能對遺留物體的狀態進行有效的監控，如果其處于長期無人認領的狀態，系統就會將其視為遺留物體，并通知相關管理人員，對其進行及時處理。該技術可以應用于對主要交通道路的監控，可以有效識別出因滯留而影響交通的車輛，并通知管理人員，采取及時有效的措施。它還可以應用于地鐵、車站、碼頭等公共區域，以便對危險物品進行監測，還能有效發現人們的非故意遺失物品，從而有效保障失主的財產安全。

流量統計。該技術是指在視頻區域內設定一個區域，并對單位時間內進入和出去的人員數量進行計數。該種技術可以應用在公共場所，對進出人數的統計，也可以應用在交通系統中，對車流量的統計，這便于城市智能交通管理的實施。

密度檢查，是對特定范圍內的人口數量密度進行統計。主要應用在市政門口、文化宗教聚集地，對人口密度進行動態的觀察，并根據智能的算法，判斷出有無人口異常聚集的情況，也常用在道路交通系統中，為交通管理人員提供交通調度依據。

視屏濃縮技術是近幾年來新發展起來的一種技術，主要是指對視頻的時間長度進行壓縮，使視頻觀看者，可以短時間內完成對一段拍攝時間很長視頻的瀏覽，但并不會遺漏其中的重點內容。該技術的創導者是以色列的耶路撒冷希伯來大學的一個視頻系統研究組織，它的主要算法思想是實現在一個視頻幀內對不同移動目標的顯示，盡可能視頻進行時間域內的壓縮。視頻的可壓縮度取決于目標跟蹤的好壞以及目標場景中物體的密度，如果視頻場景內的物體密度特別大，則視頻濃縮技術將大大失去其效力。

除了上述幾種比較常見的智能視頻分析技術外，現在出現的一種智能視頻分析技術，其不僅可以識別出具體的物體，還能識別出物體具體的行為特征，如打架斗毆、奔跑等特殊的行為，但其技術目前還沒有發展完善，還存在很大的漏洞，這距離其實際運用，還需要較長的時間。

2 當前智能視頻分析技術的發展趨勢

雖然近些年來，世界各地的研究機構在智能視頻分析上投入的研究力量越來越大，投資的資金也越來越多，更新、更強的智能視頻算法被開發出來，市場上的智能視頻系統也越來越多，但由于視頻技術的復雜性，實際視頻環境中的光照變化、目標運動復雜性、遮擋、目標與背景變換等都會大大增加視頻分析的難度。隨著安防要求的不斷提高和其目前的應用發展現狀，在未來發展過程中，將有以下的幾個趨勢：未來目標識別及跟蹤技術將是智能視頻分析系統的底端技術，各種新技術要以此數據結果為支撐。當前的目標識別和跟蹤技術對光照變化大、目標遮擋、動態背景干擾等場景進行處理時，通常難以達到滿意的效果。這需要我們對該技術進行更深一步的研究，對算法進行優化，提升算法的魯棒性，使其對環境的適應力更強。當前的智能視頻分析技術，經常是對一個視頻場景來展開的，缺乏多路視頻信號的溝通和協同分析，因此我們應該加大對跨攝像頭跟蹤技術的研究，從而可以在更大范圍內對目標進行跟蹤，以對其進行更加準確的分析和判斷。

目標行為分析技術尚處在開發研究階段，它的錯誤率還很高，難以有效提取其中所有的有效信息，這還需要我們對其進行進一步的研究，縮小目標底層特征和高層行為語義之間的鴻溝。隨著智能視頻分析技術被廣泛的應用，其在實際應用過程中，對其專業性的要求越來越強，要求該技術應用更貼合客戶的需要。這要求我們對各種行業進行更加深入的研究，努力分析和發現客戶的專業需要，使我們的視頻監控技術的使用更加貼合他們的使用要求。

隨著視頻監控技術的不斷發展，目前對高清攝像機的應用越來越多，但對于高清視頻的處理卻要消耗大量的計算機資源。目前對監控視頻的使用，主要還是集中在將其作為事后的證據，在大量的視頻資源中，發現有效的視頻信息，這需要消耗大量的計算資源，且需要花費很長的時間。為此，我們應該對視頻處理的算法進行優化，或者采用性能更強的處理芯片，這是視頻處理的發展方向。

隨著視頻智能分析技術的不斷發展，當前智能視頻分析產品也越來越多，因此如何判斷這些產品的優劣，便成為了一個難題。目前負責進行產品功能認定的機構，一般都是由廠家自己組織，因此其說服力往往較弱。為此，我們應該盡快制定評價產品性能好壞的標準，并成立專門的檢測機構，其專門負責對智能視頻分析產品性能的認定。

3 結束語

隨著安全形勢的不斷嚴峻，我國也加大了對智能視頻分析技術研究開發的力度，在市場上也出現了很多的智能視頻分析的產品，其大大促進了我國視頻監控行業的發展，對預防和降低安全問題的發生，發揮出了很大的作用，但不得不不承認的是，其在實際應用過程中也出現了很多的問題。因此，這需要我們研究工作者做出更多的努力，對算法進行優化，在算法上有所創新，只有這樣才會讓該技術取得不斷的進步。

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