智能視頻分析技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用規(guī)劃
2014-10-23 08:30:00
隨著視頻監(jiān)控清晰度的不斷提升和儲(chǔ)存設(shè)備的不斷發(fā)展，智能監(jiān)控分析成為解決當(dāng)前后端設(shè)備矛盾的最佳方法。
一、智能視頻監(jiān)控分析技術(shù)的幾大發(fā)展趨勢(shì)
（一）智能碼流技術(shù)智能碼流，是系統(tǒng)根據(jù)圖像識(shí)別后，根據(jù)畫(huà)面運(yùn)動(dòng)主體的運(yùn)動(dòng)速度，將正常錄制的視頻進(jìn)行碼流調(diào)整，進(jìn)行最后的視頻存儲(chǔ)。智能碼流技術(shù)，可以減少非敏感圖像占用視頻存儲(chǔ)資源，從而對(duì)敏感圖像提供了充裕的記載能力。
（二）動(dòng)態(tài)區(qū)域自適應(yīng)的智能監(jiān)控技術(shù)
以車(chē)庫(kù)視頻監(jiān)控畫(huà)面為例，畫(huà)面上的敏感信息為運(yùn)動(dòng)的車(chē)輛和人。不敏感畫(huà)面是背景（地面和屋頂）。通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)，可以判定固定背景與運(yùn)動(dòng)物體圖像，因而，具備了只在記載畫(huà)面的中有運(yùn)動(dòng)的技術(shù)可能。動(dòng)態(tài)區(qū)域智能監(jiān)控，就是只記載除背景以外的運(yùn)動(dòng)物體，從而大大減少了視頻存儲(chǔ)空間的需求。攝像系統(tǒng)，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)，可以智能學(xué)習(xí)，判斷哪些圖像是背景，即便是由云臺(tái)控制的攝像頭，通過(guò)設(shè)定的時(shí)間內(nèi)的自動(dòng)學(xué)習(xí)，也可以自動(dòng)判定錄制視頻中的新背景，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體圖像的智能監(jiān)控。
（三）非敏感區(qū)域的低碼流記載技術(shù)
視頻上方的25%到30%的區(qū)域，通常是天空或建筑的頂部圖像，基本屬于敏感要素不太可能出現(xiàn)的區(qū)域。如某些典型監(jiān)控圖像中的紅色馬賽克部分的圖像，基本不會(huì)含有人們關(guān)心的視頻內(nèi)容，因此可以把視頻圖像的非敏感區(qū)域的忽略或者用低碼流另外記錄，只需在回放的時(shí)候與高碼流的視頻做一個(gè)同步。值得說(shuō)明的是，非敏感區(qū)域在不同應(yīng)用場(chǎng)景，各有不同，有的也許在視頻圖像的下方，有的監(jiān)控場(chǎng)景，非敏感區(qū)域是不規(guī)則的，可以在監(jiān)控系統(tǒng)安置好后，根據(jù)實(shí)際情況再進(jìn)行應(yīng)用層面的人工設(shè)定。
（四）人臉/車(chē)輛識(shí)別（或其他敏感移動(dòng)物體）驅(qū)動(dòng)高清攝錄技術(shù)
在特殊的場(chǎng)景下，比如大樓的進(jìn)口處、電梯等地方，人臉是敏感圖像。在車(chē)庫(kù)內(nèi)、小區(qū)的進(jìn)出口處，車(chē)輛及其號(hào)牌是敏感圖像。若全部用高清的視頻固然可以滿(mǎn)足監(jiān)控需求，但視頻存儲(chǔ)，特別是長(zhǎng)時(shí)間的保存就會(huì)需要海量的存儲(chǔ)空間；若根據(jù)圖像識(shí)別技術(shù)，判斷出現(xiàn)設(shè)定的敏感圖像的時(shí)候，才驅(qū)動(dòng)攝像頭啟動(dòng)高清記錄，對(duì)于一般的非敏感圖像，則啟動(dòng)標(biāo)清甚至低碼率的視頻流來(lái)記錄。這樣高清與標(biāo)清相結(jié)合的監(jiān)控記錄，即保證了記錄敏感圖像的質(zhì)量，同時(shí)又較大程度上減少了視頻存儲(chǔ)量。
（五）序列幀視頻文件分布存儲(chǔ)技術(shù)
把視頻在一秒內(nèi)產(chǎn)生的幀為標(biāo)識(shí)成序列幀，同時(shí)編制存儲(chǔ)與播放序列，把不同序列的幀劃分為數(shù)個(gè)文件存儲(chǔ)；單個(gè)幀序列文件可以單獨(dú)播放，效果等同于低碼流記錄的視頻效果。
所有幀序列可以合成完全視頻一起播放時(shí)，則是高清（或標(biāo)清）的視頻效果。當(dāng)需要回收存儲(chǔ)空間的時(shí)候，可按存儲(chǔ)策略規(guī)劃，先將一部分序列幀視頻文件所占的區(qū)域覆蓋。
另一部份則保存下來(lái)，從而更有效的利用存儲(chǔ)空間。例如按原存儲(chǔ)能力可以保留1個(gè)月的視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)視頻幀文件的分布存儲(chǔ)后，可以保留數(shù)個(gè)月的有選擇的序列幀視頻的文件數(shù)據(jù)。對(duì)已保留了中長(zhǎng)期的序列幀視頻文件進(jìn)行部分覆蓋，實(shí)現(xiàn)淡入淡出式的視頻逐漸丟棄，長(zhǎng)期保留的視頻數(shù)據(jù)不是一下完全消失，而是慢慢的消失、丟棄。從而最大限度地延長(zhǎng)監(jiān) 控視頻保留的時(shí)間。
二、智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用與成果規(guī)劃
多年從事安防與視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成和產(chǎn)品研發(fā)的公司在進(jìn)一步成熟傳統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)的同時(shí)，將智能分析引入視頻監(jiān)控中。目前，已將視頻的智能分析運(yùn)用到電力行業(yè)、平安城市等的監(jiān)控系統(tǒng)中。
（一）電力行業(yè)的變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)
目前電力行業(yè)中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)遇到異常情況一般都是進(jìn)行事后處理，往往為時(shí)已晚。因此為防范于未然，可在變電站內(nèi)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行周界防范，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑人物入侵或跨入警戒線(xiàn)時(shí)，要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)入侵目標(biāo)，并標(biāo)識(shí)其入侵軌跡，同時(shí)發(fā)出報(bào)警通知管理人員前去處理。
將周界監(jiān)控范圍內(nèi)所有的禁止入侵的區(qū)域設(shè)置為防區(qū)。這樣當(dāng)有入侵者侵入防范區(qū)域時(shí)就會(huì)被智能監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)鎖定并標(biāo)識(shí)出行動(dòng)軌跡，同時(shí)發(fā)出報(bào)警。這里的報(bào)警分前端和后端兩種，前端報(bào)警可通過(guò)聲光報(bào)警器來(lái)實(shí)現(xiàn)，入侵者觸發(fā)報(bào)警時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)聲警告入侵者，并可打開(kāi)強(qiáng)光燈使入侵者無(wú)法藏身；后端報(bào)警在系統(tǒng)軟件平臺(tái)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)管理人員對(duì)入侵行為進(jìn)行處理，這樣可以做到“事前防范”，避免損失。
（二）平安城市監(jiān)控系統(tǒng)
對(duì)平安城市監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其一方面主要體現(xiàn)在一些重要的路段、社區(qū)、公共場(chǎng)所等，以通過(guò)視頻監(jiān)控方式對(duì)出現(xiàn)的可疑目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警。另一方面則集中在監(jiān)控系統(tǒng)的后期運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中，以通過(guò)視頻分析技術(shù)檢測(cè)前端攝像頭常見(jiàn)故障與視頻圖像質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的有效維護(hù)。
平安城市視頻監(jiān)控需求復(fù)雜、系統(tǒng)容量龐大，不僅涉及到交通車(chē)輛、人員聚集監(jiān)控及違規(guī)報(bào)警，違章停車(chē)等智能交通的監(jiān)控，還涉及到小區(qū)里可疑人物的出現(xiàn)和逗留徘徊的報(bào)警等等；甚至要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建海量視頻存儲(chǔ)與內(nèi)容分析檢索系統(tǒng)。
（三）智能分析成果規(guī)劃
目前，安防與視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成和產(chǎn)品研發(fā)公司已成功實(shí)現(xiàn)部分視頻智能分析成果：入侵檢測(cè)、過(guò)絆線(xiàn)檢測(cè)、遺留物檢測(cè)，在一些典型復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)行了魯棒測(cè)試；正在規(guī)劃實(shí)現(xiàn)：人員聚集及人員統(tǒng)計(jì)、火焰及煙霧的檢測(cè)及報(bào)警等等。
入侵檢測(cè)：給定一個(gè)虛擬的禁區(qū)，若有運(yùn)動(dòng)物體入侵到這個(gè)禁區(qū)中，則實(shí)現(xiàn)報(bào)警；
過(guò)線(xiàn)檢測(cè)：給定一條虛擬的線(xiàn)，若有運(yùn)動(dòng)物體跨過(guò)這條虛擬線(xiàn)，則報(bào)警；
遺留物檢測(cè)：當(dāng)一個(gè)物體（如箱子、包裹、車(chē)輛、人物等）在敏感區(qū)域停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或超過(guò)了預(yù)定義的時(shí)間長(zhǎng)度就產(chǎn)生報(bào)警。典型應(yīng)用場(chǎng)景包括機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、地鐵站等；
人數(shù)統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)穿越入口或指定區(qū)域的人或物體的數(shù)量。例如為業(yè)主計(jì)算某天光顧其店鋪的顧客數(shù)量；
煙霧檢測(cè)：在實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，能判斷出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是煙霧，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警；將煙霧用矩形框標(biāo)識(shí)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧的跟蹤；
火焰檢測(cè)：在實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，能判斷出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是火焰，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警；將火焰用矩形框標(biāo)識(shí)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰的跟蹤。
