視頻圖像智能分析處理技術(shù)淺議

前言

視頻圖像智能分析處理技術(shù)就是自動(dòng)的分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息。如果把攝像機看作人的眼睛，而智能視頻系統或設備則可以看作人的大腦。智能視頻技術(shù)借助計算機強大的數據處理功能，對視頻畫(huà)面中的海量數據進(jìn)行高速分析，過(guò)濾掉冗余的信息，為監控者提供有用的關(guān)鍵信息。

　　視頻監控是安防系統中最有效的手段之一。自上世紀九十年代大量應用以來(lái)，特別是隨著(zhù)平安城市等大型工程的建設，成千上萬(wàn)的視頻圖像給廣大工作人員的監看與管理工作帶來(lái)困難。一個(gè)監控人員往往要兼顧幾百路甚至上千路的監控視頻信號，長(cháng)時(shí)間工作后監控人員將逐漸進(jìn)入一個(gè)生理疲勞狀態(tài)，往往會(huì )因過(guò)度疲勞而無(wú)法在第一時(shí)間對視頻畫(huà)面中潛在的安全事件作出響應。

　　如何從海量圖像中自動(dòng)發(fā)現、分析有用的信息并立即進(jìn)行處理，使視頻監控系統重新成為防患于未然的重要手段，這已經(jīng)成為安全系統建設和安全管理部門(mén)越來(lái)越關(guān)心的重要問(wèn)題之一。面對越來(lái)越多的監控點(diǎn)，海量視頻監控系統如果不加視頻分析將只是“可視”而不能有效“監控”。因此，人們期望有一種產(chǎn)品能通過(guò)對視頻圖像的識別、分析而自動(dòng)捕獲到可疑目標，及時(shí)對可能發(fā)生的安全事件進(jìn)行預警，降低監控人員工作強度。

　　智能分析處理技術(shù)的涵義國內技術(shù)現狀智能視頻分析利用智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，對視頻圖像進(jìn)行分層處理，分離出對系統有用的人或物體。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )是基于模擬人腦智能特點(diǎn)和結構的一種信息處理系統，它通過(guò)對人腦的基本單元的建模和典型的激勵函數的設計，來(lái)探索模擬人腦神經(jīng)系統功能的模型，并研制一種具有并行分布處理與存儲、高度自適應和自學(xué)功能、能分析較為復雜的非線(xiàn)性系統的軟件模擬技術(shù)。

　　視頻圖像智能分析處理技術(shù)就是自動(dòng)的分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息。如果把攝像機看作人的眼睛，而智能視頻系統或設備則可以看作人的大腦。智能視頻技術(shù)借助計算機強大的數據處理功能，對視頻畫(huà)面中的海量數據進(jìn)行高速分析，過(guò)濾掉冗余的信息，為監控者提供有用的關(guān)鍵信息。

智能分析的“心臟”：DSP+算法

　　智能視頻監控之所以能夠擔當起智能視頻分析的重要角色，從而以主動(dòng)監控改變傳統被動(dòng)監控方式，其根本的實(shí)現手段在于采用高速數字信號處理器（DSP）的高速實(shí)時(shí)的性能，極大地提高監控的即時(shí)性和有效性。德州儀器通用DSP業(yè)務(wù)發(fā)展部經(jīng)理鄭小龍認為，隨著(zhù)DSP性能的增強，視頻智能分析算法可以由CPU處理轉到DSP實(shí)時(shí)處理，于是視頻智能分析實(shí)現了由后臺轉到前端的過(guò)渡。更多設備的數字視頻監控產(chǎn)品可以借助于DSP增加視頻分析功能以實(shí)現全面智能化。TI的通用數字媒體處理平臺（DaVinci）經(jīng)過(guò)幾年的推廣已為很多數字視頻監控客戶(hù)所認可，在拓展到智能視頻分析應用中，有利于數字監控系統兼顧降低系統成本、縮短開(kāi)發(fā)周期，以及支持豐富的接口標準。其中具有代表性是帶有AMR核心的DM644x和不帶有AMR核心的DM643X系列平臺，兩者都有C64x+的DSP核心，這是由C64x核心的升級，既可以兼容C64x的算法軟件，又具有更高的性能和效率。

為使智能視頻技術(shù)得到更廣泛應用，TI所推出的視頻分析基礎函數庫，該函數庫名位VLIB，支持基于C64+x核心開(kāi)發(fā)具有特色的智能視頻應用算法。VLIB的實(shí)質(zhì)是集合了超過(guò) 40 種軟件的DSP函數內核，客戶(hù)通過(guò)調用這些函數庫，即可實(shí)現背景建模與背景抽取算法、目標特性提取、跟蹤與識別、以及低級別像素處理等功能。鄭小龍告訴記者，如果把研發(fā)視頻分析產(chǎn)品看作是建造智能化大廈，則VLIB函數庫所提供的好比是建筑材料，開(kāi)發(fā)者無(wú)須再從頭新型最底層的工作，而只需專(zhuān)注于具體的應用實(shí)現。

　　據深圳市永研科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理張永福介紹，近年來(lái)，有單一算法、對象跟蹤算法、多對象行為檢測算法三種方法出現于視頻分析市場(chǎng)。單一算法：可以識別和捕捉出現在監控畫(huà)面里移動(dòng)的物體。雖然此方法起到些作用，但它不能作為一個(gè)完整的解決方案，而且畫(huà)面中人數多的時(shí)候或復雜的行為就不能用。對象跟蹤算法： 通過(guò)使用一種圖形化的地圖，攝像機可以捕捉移動(dòng)的物體，這些對象被完全秘密監控。雖然這種方法有所進(jìn)步，但它無(wú)法識別一些可以導致違規的行為，而且這種方法跟蹤對象需要攝像頭畫(huà)面的重疊。多對象行為檢測：這是通過(guò)一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，可以識別多個(gè)物體的多種行為，可以作為一個(gè)完備的安全方案，十分有效地應用到監控系統里，實(shí)時(shí)地發(fā)現各種違規行為。

場(chǎng)景復雜性促智能分析技術(shù)多元化發(fā)展