智能分析技術(shù)在集成領(lǐng)域的應用與發(fā)展淺析

智能分析技術(shù)的發(fā)展背景

近年來(lái)，隨著(zhù)安防產(chǎn)業(yè)的壯大以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，普通的視頻畫(huà)面監控早已無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，監控人員在總控中心不但希望能了解到前端的視頻信息，更希望全面掌握聲音、溫度、報警等信息，在總控中心不僅需要控制攝像機的云臺，還需對前端的燈光、空調、語(yǔ)音播放進(jìn)行控制，視頻監控系統已成為系統集成化的核心媒介之一。

系統集成，勢必帶來(lái)多種設備的接入與整合，在實(shí)現復雜功能的同時(shí)，設備數量隨之增多，現場(chǎng)施工布線(xiàn)的難度也隨之加大，視頻的智能分析技術(shù)應運而生。

智能分析技術(shù)是將智能算法嵌入到DSP中，通過(guò)分析和提練移動(dòng)目標的各種行為模式，形成核心算法。隨著(zhù)市場(chǎng)需求的激增，視頻智能分析技術(shù)迅速發(fā)展。

智能分析技術(shù)的發(fā)展現狀

從實(shí)現方式來(lái)講，智能分析分的實(shí)現方法主要為三大類(lèi)，前端、傳輸、平臺。最初的智能分析技術(shù)，通過(guò)智能分析儀實(shí)現，只能夠對單路視頻進(jìn)行處理分析；隨著(zhù)需求的提升，智能分析被整合到平臺，結合視頻監控平臺對前端點(diǎn)位統一控制管理的優(yōu)勢，智能分析效率得到提升，單一設備可實(shí)現同時(shí)對多路視頻的智能分析；近年來(lái)，人們對智能分析的需求更加強烈，不僅在大型平安城市、金融等系統性安防建設中應用普遍，一些中小型項目對智能分析的需求更是逐漸增多，因此，不依托與視頻監控平臺的智能分析設備市場(chǎng)前景廣闊。隨著(zhù)前端攝像機芯片處理能力的提升，智能分析算法被逐漸移植到攝像機中。

從技術(shù)角度來(lái)講，目前國內智能分析技術(shù)主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是通過(guò)前景提取等方法對畫(huà)面中的物體的移動(dòng)進(jìn)行檢測，通過(guò)設定規則，來(lái)區分不同的行為，如拌線(xiàn)、物品遺留、周界等。另一類(lèi)是利用模式識別技術(shù)，對畫(huà)面中所需要的物體進(jìn)行針對性的建模，從而達到對視頻中的特定物體進(jìn)行檢測及相關(guān)應用，如車(chē)輛檢測、人流統計、人臉檢測、等應用。

智能分析技術(shù)在系統集成領(lǐng)域的優(yōu)勢

1、設備數量減少

在系統集成的工程中，視頻的智能分析技術(shù)應用廣泛。在民用領(lǐng)域，攝像機的拌線(xiàn)功能可應用到周界防范，進(jìn)而取代了傳統的紅外對射，視頻智能分析功能在一定程度上取代了振動(dòng)傳感器、三鑒探測器等設備，報警主機已不再是報警系統的必需品，由此來(lái)看，智能分析技術(shù)的應用減少了系統集成工程中的設備數量。

2、施工布線(xiàn)難度降低

在交通領(lǐng)域，純視頻交通攝像機可實(shí)現車(chē)輛逆行、壓線(xiàn)、不按車(chē)道行駛、闖紅燈等交通違章行為，還可實(shí)現測速、車(chē)身顏色視頻、車(chē)型、車(chē)標、信號燈顏色識別等功能，在一定程度上取代了傳統的車(chē)檢器、線(xiàn)圈、雷達、紅燈信號檢測器等多種交通常用附帶設備，大大節約了布線(xiàn)的費用，降低了施工難度。

3、報警聯(lián)動(dòng)及時(shí)穩定

視頻分析報警信號生成于傳統安防系統內部，與通過(guò)開(kāi)關(guān)量接入報警信號相比較，不存在因為接口等問(wèn)題，影響報警信號回傳，也不用擔心外設報警設備因供電或自身設備損壞問(wèn)題無(wú)法產(chǎn)生報警信號，因此視頻分析技術(shù)使得整個(gè)系統的報警聯(lián)動(dòng)功能更加及時(shí)穩定。

智能分析技術(shù)集成化應用案例解析

資料顯示，2012年智能攝像機市場(chǎng)規模約為18億元，2013年該市場(chǎng)依然發(fā)展迅猛，市場(chǎng)規模達到25億元左右，漲幅接近40%。其中，平安城市、交通行業(yè)、機場(chǎng)、軍事基地是智能攝像機應用最多的行業(yè)，達到了30%以上。

天地偉業(yè)公司作為業(yè)內領(lǐng)先的安防領(lǐng)軍企業(yè)，對智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展也做出了重要創(chuàng )新及技術(shù)貢獻；天地偉業(yè)智能視頻分析技術(shù)主要實(shí)現單拌線(xiàn)檢測、區域檢測、物品遺留檢測、丟失檢測、逆行檢測、人員聚集檢測、雙拌線(xiàn)檢測、人員徘徊檢測、人臉檢測、人數統計檢測、違停車(chē)輛檢測、煙火識別檢測等十五大分析功能；通過(guò)獨立自主研發(fā)的算法，成功實(shí)現了由前端到后端的設備智能化，并通過(guò)與其他系統設備廠(chǎng)商廣泛合作，在系統集成領(lǐng)域做出一定貢獻。

周界報警系統

近年來(lái)，周界防范報警系統不僅在軍工廠(chǎng)、軍營(yíng)、機場(chǎng)、港口、政府機關(guān)等高端領(lǐng)域可見(jiàn)其“蹤影”，同時(shí)還被廣泛應用到住宅小區，并在這些領(lǐng)域保持著(zhù)相當高的應用增長(cháng)速度。周界防范報警系統作為安防系統的第一道防線(xiàn)，作用十分重要。當前，周界報警已從過(guò)去被動(dòng)的報警探測，發(fā)展為今天的威懾阻擋加報警。隨著(zhù)安防監控技術(shù)的發(fā)展和安防市場(chǎng)的成熟，數字化、集成化、網(wǎng)絡(luò )化將成為周界防范報警系統發(fā)展的必然趨勢。

紅外等傳統方案，防護等級較低，對于蓄意侵入者而言，很容易跨越或規避；同時(shí)易受地形條件的高低、曲折、轉彎、折彎等環(huán)境限制，而且它們不適合惡劣氣候，容易受高溫、低溫、強光、灰塵、雨、雪、霧、霜等自然氣候的影響，誤報率高。

泄露電纜和振動(dòng)電纜報警屬于電纜傳感，傳感部分都是有源的，系統功耗很大;電子圍欄、電網(wǎng)等方案又有一定危害性。上述方案可監測的距離較短，單位距離成本高，在需要進(jìn)行長(cháng)距離監測的情況下，系統造價(jià)高昂。且傳感器單元的壽命較短，長(cháng)時(shí)間連續使用，維護成本較高。

天地偉業(yè)作為業(yè)內最早將智能分析算法移植到前端攝像機的企業(yè)之一，通過(guò)前端攝像機的拌線(xiàn)功能，為周界報警系統提供了一套新的解決方案，通過(guò)純視頻算法的分析，有效避免了傳統周界報警的不足，將視頻監控與周界報警設備合二為一，提高了系統的集成度。

門(mén)禁控制系統

門(mén)禁控制器是新型現代化安全管理系統，它集微機自動(dòng)識別技術(shù)和現代安全管理措施為一體，它涉及電子，機械，光學(xué)，計算機技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。它是解決重要部門(mén)出入口實(shí)現安全防范管理的有效措施。適用各種機要部門(mén)，如銀行、賓館、機房、軍械庫、機要室、辦公間，智能化小區，工廠(chǎng)等。

門(mén)禁控制系統就是對出入口通道進(jìn)行管制的系統，管理特定人在特定時(shí)間可以進(jìn)出哪些門(mén)，并提供事后的查詢(xún)報表等。它是在傳統的門(mén)鎖基礎上發(fā)展而來(lái)的，且早已超越了單純的門(mén)道及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。

傳統門(mén)禁系統的識別類(lèi)型可以分為量大類(lèi)：密碼識別和卡片識別。密碼識別，即通過(guò)檢驗輸入密碼是否正確來(lái)識別進(jìn)出權限。雖然操作方便，無(wú)須攜帶卡片且成本低，但同時(shí)只能容納三組密碼，容易泄露，安全性很差，只能單向控制；卡片識別即通過(guò)讀卡或讀卡加密碼方式來(lái)識別進(jìn)出權限，雖然安全性有所增加，可聯(lián)微機，有開(kāi)門(mén)記錄，但卡片設備易產(chǎn)生磨損，壽命較短，卡片容易復制，不易雙向控制，且卡片信息容易因外界磁場(chǎng)丟失，使卡片無(wú)效。

目前，在基于視頻智能分析技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)的門(mén)禁系統已逐漸應用到市場(chǎng)中，該系統采用高清攝像機快速人臉檢測技術(shù)可以從監控視頻圖象中實(shí)時(shí)查找人臉，并與人臉數據庫進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，從而實(shí)現快速身份識別。天地偉業(yè)基于綜合管理平臺建設的人臉識別系統主要由人臉智能識別比對單元和人臉智能抓拍檢測單元組成。主要特點(diǎn)是直觀(guān)自然，非接觸性，非強制性，并發(fā)性，實(shí)際應用場(chǎng)景下可以進(jìn)行多個(gè)人臉的同時(shí)檢測、判斷與識別。主要實(shí)現實(shí)名驗證、重點(diǎn)人員布控、報警聯(lián)動(dòng)、自動(dòng)檢測、人臉數據庫實(shí)時(shí)比對等基礎功能，還可實(shí)現多人臉同時(shí)檢測識別、人員流量統計功能。

交通管控系統

高清卡口是作為城市安全的重要屏障，主要設置與城市的出入口，天橋，國道，高速公路等等車(chē)輛往來(lái)密集的重要地區。他采用高清卡口系統是采用先進(jìn)的光電技術(shù)、圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)對過(guò)往的每一輛汽車(chē)均拍下車(chē)輛的圖像，并自動(dòng)識別出車(chē)輛的牌照，所采集到的車(chē)輛的信息數據均保存在服務(wù)器數據庫中。采用高清卡口系統對道路的建設非常有意義，它可以很迅速地捕捉到肇事車(chē)輛、違章車(chē)輛、黑名單車(chē)輛等，對公路運行車(chē)輛的構成、流量分布、違章情況進(jìn)行常年不間斷的自動(dòng)記錄，為交通規劃，交通管理，道路養護部門(mén)提供重要的基礎和運行數據，為快速糾正交通違章行為，快速偵破交通事故逃逸和機動(dòng)車(chē)盜搶案件提供重要的技術(shù)手段和證據，對道路的平安運行和提高公路交通管理的快速反應能力有著(zhù)十分重要的意義。

傳統卡口系統，采用線(xiàn)圈或雷達觸發(fā)。對于線(xiàn)圈而言，卡口建設過(guò)程中，需要破路，并且大車(chē)經(jīng)過(guò)，會(huì )大大降低線(xiàn)圈的使用壽命，因此，當設備損壞時(shí)，線(xiàn)圈卡口的維護成本較高，雷達卡口因設備本身價(jià)格較高，也使得整體工程成本增加。

隨著(zhù)智能分析技術(shù)的發(fā)展，視頻檢測的檢測精度和干擾問(wèn)題得到了比較大的提升，視頻觸發(fā)檢測方式已經(jīng)逐漸脫穎而出，受到各地甲方的青睞。

視頻觸發(fā)技術(shù)指的是采用圖像智能分析理解技術(shù)，對連續視頻序列進(jìn)行分析，自動(dòng)偵測單個(gè)或多個(gè)目標在特定區域的出現、滯留、變化、運動(dòng)和消失等，進(jìn)而對其行為的合法性做出判定。盡管視頻檢測技術(shù)受很多因素干擾，在穩定特性上沒(méi)有超越感應線(xiàn)圈，但是安裝實(shí)施便捷、維護簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，使其一出現，便得到客戶(hù)的認可。

車(chē)位引導系統

車(chē)位引導系統主要用于對進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)的停泊車(chē)輛進(jìn)行有效引導和管理。該系統可實(shí)現導車(chē)輛停入空車(chē)位的智能泊車(chē)引導系統，由智能電腦系統對車(chē)位進(jìn)行檢測，通過(guò)顯示屏顯示空車(chē)位信息，司機通過(guò)該信息，實(shí)現輕松停車(chē)，并對車(chē)位進(jìn)行監控，使停車(chē)場(chǎng)車(chē)位管理更加規范、有序，提高車(chē)位利用率。

傳統車(chē)位引導系統，車(chē)場(chǎng)中車(chē)位探測采用超聲波檢測技術(shù)，對每個(gè)車(chē)位的占用或空閑狀況進(jìn)行可靠檢測。在每個(gè)車(chē)位上方安裝超聲波探測器即可探測到有無(wú)車(chē)輛停泊在車(chē)位上，管理系統將所有探測信息實(shí)時(shí)采集到系統中，系統通過(guò)計算機實(shí)時(shí)將引導信息反饋給每個(gè)引導指示信號器。

視頻車(chē)位引導系統是一款基于視頻智能分析的車(chē)位引導，采用在每個(gè)車(chē)位安裝視頻車(chē)位檢測終端來(lái)判斷當前車(chē)位狀態(tài)。從而統計出當前車(chē)場(chǎng)的空車(chē)位數，再通過(guò)引導屏的顯示來(lái)引導車(chē)主快速停車(chē)。系統獨有的優(yōu)勢即后期可以通過(guò)增配設備實(shí)現功能升級，升級為具有找車(chē)功能的智能尋車(chē)及引導一體化系統。

系統采用攝像機與指示燈一體的百萬(wàn)高清智能視頻終端，同時(shí)管理二個(gè)車(chē)位，識別率達到99%。部署在車(chē)位上前方，通過(guò)視頻觸發(fā)方式，抓拍車(chē)輛圖片，實(shí)時(shí)監控車(chē)位當前的占用狀態(tài)并進(jìn)行車(chē)牌識別。整個(gè)定位過(guò)程無(wú)需用戶(hù)進(jìn)行操作，實(shí)現真正的智能化、自動(dòng)化。

智能分析技術(shù)應用中的實(shí)際問(wèn)題

1、分析準確率受環(huán)境影響大

系統針對復雜異常行為建模困難，目標與背景接近會(huì )導致目標特征信息提取困難；運動(dòng)目標被遮擋，會(huì )造成目標信息缺失；目標移動(dòng)速度過(guò)快或算法計算過(guò)于復雜導致跟蹤的有效性較低，上述因素易造成誤報、漏報、跟蹤困難等結果。

2、海量數據分析速度較慢

針對后端平臺的智能分析而言，前端采集設備回傳大量的視頻、圖片等信息，都需要在平臺服務(wù)器上疊加算法進(jìn)行分析，由于服務(wù)器本身處理性能的限制，無(wú)法并行處理大量數據，因此，雖然智能分析服務(wù)器的應用，為公安、交警等需要大量檢索視頻的情況節省了人力與時(shí)間，但整體的效率仍有提高的空間。

智能分析技術(shù)的發(fā)展前景與趨勢

1、前端智能分析算法更加強大

隨著(zhù)前端攝像機芯片處理能力的提升以及算法結構的優(yōu)化，越來(lái)有多高集成度的算法將被移植到前端攝像機中，智能分析算法向著(zhù)適應更為復雜和多變的場(chǎng)景深化發(fā)展，也向著(zhù)更為細化和具體的行業(yè)深化發(fā)展，貼近實(shí)戰應用。

2、前端設備與平臺服務(wù)器相結合

目前，海量海量數據的智能分析處理速度還有待提高，且前端攝像機的智能分析的技術(shù)發(fā)展較快，技術(shù)也日趨成熟，為減小后端平臺智能分析服務(wù)器的信息處理壓力，可以讓前端攝像機分擔一部分數據處理，即通過(guò)攝像機的算法，在圖片、視頻等數據回傳之前，將目標物體的移動(dòng)數據進(jìn)行標定，平臺服務(wù)器只需設定規則，便可完成處理。

結語(yǔ)

以當前的應用來(lái)看，智能分析雖然有了長(cháng)足的進(jìn)步，但應用效果仍有待提高，智能視頻分析技術(shù)在依托于物聯(lián)網(wǎng)大背景下，將會(huì )隨著(zhù)安防監控大平臺發(fā)展，向更加集成化，智能化的方向發(fā)展。