智能視頻分析技術應用

　　隨著光電等高新科學技術的發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也由數(shù)字化、網(wǎng)絡化，而正在逐步走向高清化并向智能化發(fā)展。所謂視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化，是指在不需要人為干預的情況下，系統(tǒng)能自動實現(xiàn)對監(jiān)控圖像畫面中的異常情況進行檢測、分析與識別，并及時作出預/報警。

　　智能視頻分析技術應用

　　目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點是：手動型及事后處理型。就是說目前的運營維護工作一般是由人工完成。監(jiān)控人員在中心監(jiān)控室，人工監(jiān)控每路視頻圖像，由于監(jiān)視屏數(shù)量有限，監(jiān)控人員往往在一個監(jiān)視屏同時監(jiān)看多臺攝像機或隨機抽取攝像頭觀看，造成部分監(jiān)控點被漏看或被忽視;加上人的注意力有限、容易疲勞，會被其他事物干擾，據(jù)調(diào)查，人在觀察同一視頻22分鐘后，不能感知此畫面95% 的動作變化，所以人工監(jiān)控漏掉重要信息的概率非常高。

　　另外隨著城市化建設的加快，監(jiān)控攝像機的數(shù)量不斷增加，對錄像存儲空間的要求越來越高，如何既能保護用戶的投資又能使視頻監(jiān)控系統(tǒng)滿足功能要求呢?智能視頻分析技術為解決這些問題提供了更加完善解決方案。

　　為解決目前視頻監(jiān)控存在的被動及事后性，視頻監(jiān)控可以結(jié)合視頻智能分析應用。

　　這幾年隨著智能分析算法的改進及處理芯片的支持，不同的廠家已經(jīng)可以將視頻分析應用內(nèi)置到前端攝像機內(nèi)或者做成視頻分析服務器，或?qū)⑺惴▋?nèi)置于軟件中在后臺實現(xiàn)智能分析功能。

　　智能分析算法可以歸納為幾類：興趣區(qū)域分析、軌跡分析、行人分析、數(shù)字分析等，根據(jù)不同的應用而引用。從功能上說也衍生出許多功能應用，最多的是：人臉識別、車牌識別、物品丟失、滯留、區(qū)域非法進入、方向判斷、生物判別、圖像合并、物品跟蹤等。雖然開發(fā)種類多但實際得到商業(yè)化應用的去很少。究其原因是：1.目前的智能分析器準確度還不能達到客戶要求，誤報率較高。2.分析的處理不能做到相應的智能處理，沒有豐富的后臺處理平臺跟進。3.沒有形成規(guī)模效應。所以智能分析的普及應用仍需較長的一段時間。

　　那么智能分析商業(yè)化的實習要通過幾個步驟，首先實用功能智能算法的優(yōu)化先在單板實現(xiàn)單電路的智能實現(xiàn)，后集成到DSP，在發(fā)展到多線程處理實現(xiàn)，最后是嫁接到SOC方案上，實習芯片智能處理。其二，目前各廠家的智能分析可以說是大而全，但是不精，在實用性上仍有欠缺。所以以后智能的發(fā)展應該是結(jié)合各行業(yè)的實現(xiàn)需求，分發(fā)出許多專用的智能分析功能針對各行業(yè)應用，做到小而精。

　　智能分析的前景是一片廣闊的，結(jié)合智能分析的視頻監(jiān)控將會由目前的被動、事后性向主動性及預防性發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，視頻監(jiān)控會有一片新的發(fā)展天地，眾所周知視頻是物聯(lián)網(wǎng)最重要的傳感元素之一，智能分析與視頻監(jiān)控的結(jié)合將引申視頻監(jiān)控新的應用行業(yè)，及擴展出更多特殊的功能需求。

　　智能化評估方法的等級劃分

　　智能化評估方法的等級劃分

　　這種5個等級計分的智能化評估方法的等級劃分是：

　　第一個等級范圍的產(chǎn)品

　　該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)的智能IQ為1分，或小于50分，即智能化水平極差。

　　一般，采用視頻移動偵測VMD來探測監(jiān)控現(xiàn)場的移動情況。即通過一幀影像的像素和緊接著的下一幀影像的像素比較，就構成了視頻移動偵測的最簡單形式。如果有一點差異，就意味著監(jiān)控現(xiàn)場有一些變化，通常都被稱為有移動。顯然，僅能偵測到視頻有移動的系統(tǒng)沒有多少智能，且很容易產(chǎn)生誤報警。

　　因為實際上一些干擾，如光線的變化、水的反射、陰影或者其他的變化都會使系統(tǒng)認為有移動而發(fā)出誤報警。因此，這一個等級范圍的產(chǎn)品，智能視頻分析的作用極差，所以該產(chǎn)品根本不能實用。[nextpage]

　　第二個等級范圍的產(chǎn)品

　　該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)的智能IQ為2分，或大于等于50而小于60 分，即智能化水平不及格。該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)不僅能排除第一個等級范圍的干擾，還能夠分析進入監(jiān)控畫面的目標特征(比如目標的大小或者形狀)，因而能夠區(qū)分出是人還是其他的動物，或者是小汽車還是卡車等。

　　這一等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)雖能識別出人與物(即目標的大小或形狀)，但不能判別人與物的行為異常，其智能視頻分析的作用還比較差，即不及格，因而該產(chǎn)品也未達到實用。

　　第三個等級范圍的產(chǎn)品

　　該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)的智能IQ為3分，或大于等于60而小于75 分，即智能化水平為及格或中等。該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)除能夠排除干擾清楚區(qū)分人與物外，并在室溫條件下還能夠簡單區(qū)分與識別人與物的行為異常，如實現(xiàn)遺棄物檢測，人與物的過線檢測，并能準確地對人與物進行統(tǒng)計計算。該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)被設置了較好的專業(yè)算法，因而使其計算比較精確。

　　這一等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)能在室溫等室內(nèi)條件下識別出人與物的某些異常行為，其智能視頻分析的作用還可以，即達到及格，因而該產(chǎn)品還能夠應用，但只能限于在室內(nèi)常溫等條件下的應用。

　　第四個等級范圍的產(chǎn)品

　　該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)的智能IQ為4分，或大于等于75而小于 85，即智能化水平為良好。該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)能實現(xiàn)行為分析，即能夠區(qū)分與識別更多的人與物的行為異常，如系統(tǒng)能在室外環(huán)境檢測到上一個等級的異常外，還能在室外檢測到目標的游蕩、跑動、滑動和下落(如人從樓上跌下)、人的打架斗毆、汽車撞人或兩車相撞、室內(nèi)外出現(xiàn)的火災前兆等異常行為。

　　該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)還可以檢測到擁擠場景中的遺棄物(丟棄物)，能非常有效地檢測諸如機場被單獨留下的行李，或者博物館和倉庫中存放的可能被盜的物品。一般能與防盜、防火、門禁等系統(tǒng)聯(lián)動，并能較準確地檢測識別人的面像、步態(tài)、聲音等。

　　這一等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)能在一般室外等條件下識別出人與物的行為異常，其智能視頻分析的作用不錯，排干擾的能力較好，即達到良好，因而該產(chǎn)品能獲得室內(nèi)外使用。

　　第五個等級范圍的產(chǎn)品

　　該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)的智能IQ為5分，或大于等于85分到100分，即智能化水平為優(yōu)秀。該等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)可以實現(xiàn)擁擠場景(比如機場候機大廳、火車站檢票口)的檢測。

　　系統(tǒng)可以提供多種功能，如計算某時間段非常擁擠的場景中有多少人;如果單位時間通過入口的人數(shù)過多(系統(tǒng)可以預先設定)就會發(fā)出警報等。

　　該產(chǎn)品或系統(tǒng)能比第4個等級范圍更惡劣的氣候條件下檢測到上述等級的人與物的行為異常外，并能檢測到更全面更多的人與物的行為異常，如人的蒙面、拿出刀或槍對準人等，并能準確地與防盜、防火、門禁等系統(tǒng)聯(lián)動，能準確地檢測識別人的面像、步態(tài)、聲音等。尤其處于95分以上的系統(tǒng)，能排除一切干擾，檢測分辨?zhèn)€體極小或者對比反差極低而人眼看不到的目標。[nextpage]

　　顯然，處于該等級的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能視頻分析的作用非常好，即為優(yōu)秀等級。因為它能排除一切干擾，并可在極惡劣的環(huán)境下使用，因而其智能化水平是極高的。

　　由上可知，不是只要有智能視頻分析作用的產(chǎn)品就是智能化的好產(chǎn)品，關鍵是看它屬于哪個等級。如產(chǎn)品只是屬于第一、二個等級范圍的，雖然它也有智能視頻分析的作用，但作用差而不能在安防中實用;而屬于第三、四、五個等級范圍的產(chǎn)品的智能視頻分析的作用才是有效的、好的，即是安防中所需的實用的產(chǎn)品。因此，對有智能視頻分析作用的產(chǎn)品，必須要進行智能化等級范圍的評估，只有屬于第三、四、五個等級范圍的產(chǎn)品，安防工程商與用戶才能選用。

　　評估智能視頻分析技術的方法和步驟

　　評估智能視頻分析技術的方法和步驟

　　由上可知，不是只要有智能視頻分析作用功能的產(chǎn)品就是已“智能化”的產(chǎn)品，我們必須要進行智能化評估，看其智能視頻分析作用功能有多少，能否起作用等，從而可幫助用戶選擇所需要的智能化水平的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備產(chǎn)品。

　　評估的方法

　　看智能化產(chǎn)品屬于哪個等級即可了解智能視頻分析的作用

　　具體的評估方法可用“5個等級計分的智能化評估方法的等級劃分”來評估智能視頻分析技術的作用。第一個等級范圍的產(chǎn)品，其智能視頻分析的作用極差，根本不能實用;第二個等級范圍的產(chǎn)品，雖能識別出人與物(即目標的大小或形狀)，但不能判別人與物的行為異常，其智能視頻分析的作用不及格，因而該產(chǎn)品也不能達到實用;第三個等級范圍的產(chǎn)品，能在室溫等室內(nèi)條件下識別出人與物的某些異常行為，其智能視頻分析的作用還可以，即達到及格，因而該產(chǎn)品只能限于在室內(nèi)常溫等條件下的應用;第四個等級范圍的產(chǎn)品，可以檢測到擁擠場景中的遺棄物(丟棄物)，能非常有效地檢測諸如機場被單獨留下的行李，或者博物館和倉庫中存放的可能被盜的物品。一般能與防盜、防火、門禁等系統(tǒng)聯(lián)動，并能較準確地檢測識別人的面像、步態(tài)或聲音等。這一等級范圍的產(chǎn)品或系統(tǒng)能在一般室外等條件下識別出人與物的行為異常，其智能視頻分析的作用不錯，抗干擾的能力較好，即達到良好，因而該產(chǎn)品能獲得室內(nèi)外使用;第五個等級范圍的產(chǎn)品，能比第四個等級范圍更惡劣的氣候條件下檢測到上述等級的人與物的行為異常外，并能檢測到更全面更多的人與物的行為異常，如人的蒙面、拿出刀或槍對準人等，并能準確地與防盜、防火、門禁等系統(tǒng)聯(lián)動，能準確地檢測識別人的面像、步態(tài)、聲音等。由于它能排除一切干擾，并可在極惡劣的環(huán)境下使用，因而該等級為優(yōu)秀等級，其智能視頻分析的作用非常好，即智能化水平極高(這是我們努力的方向)。

　　從智能軟件算法評估智能視頻分析技術的作用

　　智能視頻分析與識別技術的核心是智能軟件算法。因此，可從智能軟件算法著手評估智能視頻分析與識別技術的作用是否真正實用。一般，起作用的智能視頻分析與識別技術，即實用的智能軟件算法，主要看是否能滿足下列幾點要求：

　　不同的監(jiān)控場景與智能軟件算法數(shù)學模型之間是否有較好的吻合程度。所用的智能軟件算法的數(shù)學模型是否考慮到不同的監(jiān)控場景的因素的影響，即是否使監(jiān)控環(huán)境與智能軟件算法模型達到最大的一致性。如將目標尺寸作為重要的分類特征時，通常在大景深的場景中，目標尺寸變化幅度很大，此時目標分類的精度就會大大降低。這可通過降低場景的景深，或加入場景標定算法，或降低尺寸特征在分類算法中的權重等方法解決。

　　智能軟件算法框架中是否根據(jù)不同場景附加了一些軟件模塊：

　　對安置在汽車等移動物體上的攝像機獲取的視頻圖像，必須要增加一個抗抖動軟件模塊，這樣就可以提升在攝像機抖動情況下的處理效果;

　　在陰影嚴重的室外場景下，要增加陰影抑制軟件模塊，從而可提升在陰影嚴重的室外場景下的處理效果;

　　在光照劇烈變化場景下，要增加光變抑制軟件模塊，從而可提升在光照劇烈變化場景下的處理效果;[nextpage]

　　在目標圖像頻繁互相遮擋場景下，可增加遮擋處理軟件模塊，以提升在目標圖像頻繁互相遮擋場景下的跟蹤精度等。

　　是否考慮到低照度、高擾動、高擁擠程度等復雜的監(jiān)控場景的視頻對系統(tǒng)性能的影響。

　　如有否潮汐過濾器，即過濾掉在形狀上經(jīng)常變化或移動方向不規(guī)則，速度過快的物體，如水面反射的陽光等。

　　是否有物體尺寸過濾器(即過濾掉太大或太小的物體)與物體尺寸驟變過濾器(即過濾掉尺寸瞬間巨變的物體)，以免錯誤報警等。

　　評估的步驟

　　一個智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)或產(chǎn)品及其智能視頻分析技術的作用的智能化評估，可按下列具體步驟進行：

　　組織智能化評估的專家評估鑒定組

　　首先，為進行準確可靠的評估，必須組織5人或以上的副高級職稱以上的真正的安防監(jiān)控技術或光電信息技術專家，以組成智能化評估的專家評估鑒定組。

　　對送審材料進行智能化水平的評估

　　其次，由副高級職稱以上的安防監(jiān)控或光電信息技術專家對送審材料進行理論上的智能化水平的初步評估。

　　測試監(jiān)控現(xiàn)場的環(huán)境條件

　　再次，由副高級職稱以上的安防監(jiān)控或光電信息技術專家組織測試監(jiān)控現(xiàn)場的環(huán)境條件，并評定其智能軟件算法模型與監(jiān)控現(xiàn)場的環(huán)境條件的吻合程度。

　　模仿人與物的異常，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)或產(chǎn)品的實際智能化功能進行測試

　　第四步，在監(jiān)控現(xiàn)場的環(huán)境條件下，模仿人與物的異常，由副高級職稱以上的安防監(jiān)控或光電信息技術專家組織對視頻監(jiān)控系統(tǒng)或產(chǎn)品在不同距離條件下測試的實際智能化功能，并按5級計分評估法進行測試評估。

　　專家綜合評估打分

　　最后，由副高級職稱以上的安防監(jiān)控或光電信息技術專家根據(jù)上述情況按5級計分評估法進行綜合評估打分，并最后簽字認可，以形成評估鑒定的最后結(jié)論性意見。