解析智能視頻監控系統的構建以及應用

標簽：智能視頻 全模擬系統

1.亂花漸欲迷人眼

眾所周知，視頻監控系統的發(fā)展經(jīng)歷了第一代的全模擬系統，第二代的半數字化的系統，第三代的全數字化的系統(網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器)三個(gè)階段的發(fā)展演變，現在整個(gè)行業(yè)正在醞釀視頻監控新的革命——智能視頻監控。

視頻分析技術(shù)近年發(fā)展迅速，無(wú)論是從媒體的宣傳，還是從大大小小的展會(huì )，人們似乎感覺(jué)到“智能視頻、視頻分析、IVS/CV”已經(jīng)向我們走來(lái)了。幾年前的概念，如今成了現實(shí)，并且來(lái)勢洶洶，似乎要顛覆傳統的監控方式、顛覆人們的監控理念。的確，視頻分析技術(shù)早已經(jīng)從概念、從實(shí)驗室、從歐美應用進(jìn)入了中國，青藏鐵路、地鐵5號線(xiàn)、13號線(xiàn)、民航中心等，均已經(jīng)有多路視頻分析產(chǎn)品在日已夜繼的工作;入侵、丟包、防尾隨等均有所應用。

近期，一份來(lái)自IMS Research調查機構的研究報告預測，下一個(gè)五年內，視頻內容分析市場(chǎng)將空前繁榮，從2004年的677萬(wàn)美元急增至2009年的8392萬(wàn)美元，漲幅達65.5%，并且，許多開(kāi)發(fā)商對其前景相當樂(lè )觀(guān)。

2.撥云去霧存真諦

視頻分析產(chǎn)生的背景很簡(jiǎn)單，其一為安防應用，就是當安保人員面對十、百、千的攝像機，無(wú)法真正的在風(fēng)險或報警產(chǎn)生時(shí)預防或干預，多數靠事后回放相關(guān)的錄象;其二為非安防應用，如商業(yè)上人流統計、防止扒竊等等。其理念是將風(fēng)險的分析和行為識別轉交給計算機或者芯片，使安保人員從“死盯”監視器的工作中解脫出來(lái)，當計算機發(fā)現問(wèn)題時(shí)候，產(chǎn)生報警，此時(shí)安保人員進(jìn)行響應。

作為傳統閉路電視監控系統的下一波浪潮，數字錄像系統的到來(lái)無(wú)疑標志著(zhù)24*7全天候監控系統進(jìn)入了更加高效的新紀元。然而當前仍然存在著(zhù)一些嚴重的問(wèn)題。接連數小時(shí)盯著(zhù)通常顯示著(zhù)靜止墻壁和護欄的多個(gè)監視器，即使是最為訓練有素的安保人員也會(huì )為此而面臨注意力極限的挑戰。再加上黑暗或惡劣的天氣情況等客觀(guān)條件，這一問(wèn)題變得更加復雜。隨著(zhù)數字監控網(wǎng)絡(luò )中部署的攝像機和閉路電視監視器不斷增多，安保人員有效審視網(wǎng)絡(luò )上所有各點(diǎn)圖像的能力實(shí)際上卻由于信息過(guò)載而有所下降。顯而易見(jiàn)，保安人員迫切需要一款更加智能化的系統來(lái)發(fā)揮自動(dòng)“電子眼”的作用，以便對潛在入侵者、可疑目標和其它安全侵犯活動(dòng)進(jìn)行至關(guān)重要的瞬間刺激型準確檢測，由此安保人員將可以對事件做出迅速而明智的決定和實(shí)時(shí)響應。

視頻分析技術(shù)就是使用計算機圖像視覺(jué)分析技術(shù)，通過(guò)將場(chǎng)景中背景和目標分離進(jìn)而分析并追蹤在攝像機場(chǎng)景內出現的目標。用戶(hù)可以根據視頻內容分析的功能，通過(guò)在不同攝像機的場(chǎng)景中預設不同的報警規則，一旦目標在場(chǎng)景中出現了違反預定義規則的行為，系統會(huì )自動(dòng)發(fā)出報警，監控工作站自動(dòng)彈出報警信息并發(fā)出警示音,用戶(hù)可以通過(guò)點(diǎn)擊報警信息，實(shí)現報警的場(chǎng)景重組并采取相關(guān)措施。

3.智能分析非萬(wàn)能

也許，乍一聽(tīng)到“智能”這個(gè)詞時(shí)，有些人會(huì )立馬聯(lián)想到高精尖的、監測可疑行為的人工智能軟件。沒(méi)錯，IVS的確是一個(gè)優(yōu)秀的監控工具，但它并非無(wú)所不能。為了使IVS的性能達到最佳效果，用戶(hù)除了不能選錯應用場(chǎng)所之外，還必須根據具體需求制定相應的升級策略，兼顧不同的標準協(xié)議。惟有如此，才能物盡其能。

無(wú)論IVS軟件已經(jīng)進(jìn)步到何種程度，始終有其局限性。當前IVS技術(shù)標準欠缺，且沒(méi)有得到成熟和廣泛的應用。以“無(wú)人看管的行李”為例，廠(chǎng)商解釋與實(shí)際功能之間有太多讓人疑惑的地方。目前，運行正常且更切實(shí)際的視頻分析功能有邊界保護、入侵探測、人群及路線(xiàn)控制、定向報警、車(chē)牌識別、遺留物體探測、移動(dòng)和溢出監測。其次，在非繁華地段，較成熟的應用有人數統計、車(chē)輛統計以及逗留跟蹤。

在極度繁忙或攝取距離過(guò)遠的情況下，諸如人數統計、面部識別、扒手或偷竊監測、物體跟蹤是難以完成的。人數統計的最佳時(shí)機為當人進(jìn)入或離開(kāi)某區域、路過(guò)走廊和通道、肩并肩行走之時(shí)。而當人群擁擠交錯時(shí)，軟件無(wú)法精確識別并分析，因為攝取的圖像模糊不清，導致了非常高的誤報率。

另一個(gè)局限性是其面部識別功能。眾所周知，偽裝可能導致這項功能無(wú)法可靠進(jìn)行。目前，不單是自動(dòng)威脅監測，IVS監測扒手或偷竊的功能也不容人過(guò)于樂(lè )觀(guān)。同樣，在十分繁忙的環(huán)境中跟蹤目標也相當困難。比如，在有成千上萬(wàn)的人進(jìn)出、逗留、拿起或放下行李的大型地下車(chē)站，假警報異常多且毫無(wú)用處。

4.傳統智能兩相宜

綜上所述，既然傳統的視頻監控發(fā)展遇到了瓶頸，而新興的智能監控亦有局限性，最終用戶(hù)將如何選擇?我們如何給用戶(hù)提供最優(yōu)的解決方案?天津天地偉業(yè)經(jīng)過(guò)深入的用戶(hù)需求分析，結合國內外智能監控技術(shù)現狀，為用戶(hù)提供多套針對不同環(huán)境的完整、完善的解決方案，亦即傳統視頻監控與智能監控技術(shù)相結合的解決方案。

首先，由于應用的千差萬(wàn)別，智能視頻監控將表現出多種產(chǎn)品形態(tài)，包括：

(1)智能處理算法加載在網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器(NVS/DVS)上，形成智能視頻服務(wù)器;

(2)智能處理算法加載在硬盤(pán)錄像機內，形成智能分析硬盤(pán)錄像機;

(3)智能處理算法還將以純軟件的方式和視頻監控管理軟件一起實(shí)現集中式分析和處理的能力。

解決方案一：對于傳統模擬監控(已建或新建)，選擇重點(diǎn)、高危監控目標和場(chǎng)所，針對此部分圖像進(jìn)行分析功能，主動(dòng)監控，將預警、警情實(shí)時(shí)發(fā)給模擬矩陣和DVR，完成快速切換和錄像，選擇智能視頻服務(wù)器(IVS BOX)，解決方案如圖所示：

解決方案二：對于傳統模擬監控(已建或新建)，選擇重點(diǎn)、高危監控目標和場(chǎng)所，針對此部分圖像進(jìn)行分析功能，主動(dòng)監控，將預警、警情實(shí)時(shí)發(fā)給模擬矩陣和DVR，完成快速切換和錄像，選擇智能分析硬盤(pán)錄像機，解決方案如圖所示：

解決方案三、對于網(wǎng)絡(luò )的數字化監控系統，同樣選擇重點(diǎn)、高危監控目標和場(chǎng)所，直接在前端選擇智能視頻服務(wù)器(IVS BOX)，主動(dòng)監控，將預警、警情實(shí)時(shí)發(fā)給后端管理平臺，完成快速切換和錄像，解決方案如圖所示：