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視頻監(jiān)控智能化分析技術(shù)

閱讀：1222發(fā)布時間：2010-12-30

　　視頻監(jiān)控是視頻工程中重要的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，支撐其發(fā)展的視頻監(jiān)控技術(shù)在不到一個世紀(jì)的發(fā)展過程中，大致經(jīng)歷了3個跨越式的發(fā)展階段。20世紀(jì)30年代，以電視廣播為代表的視頻監(jiān)控技術(shù)走出了實驗室，進(jìn)入廣播電視臺和千萬家庭，實現(xiàn)了從靜止圖像傳輸?shù)交顒訄D像傳輸?shù)目缭剑?0世紀(jì)80年代末，以會議電視、視頻監(jiān)控等為代表的視頻技術(shù)走出了實驗室，進(jìn)入眾多的電視會議室、安防系統(tǒng)，實現(xiàn)了從模擬視頻通信到數(shù)字視頻通信的跨越；如今，以智能視頻監(jiān)控（IVS）為代表的視頻技術(shù)，正處在走出實驗室、進(jìn)入到各行各業(yè)的應(yīng)用階段，將要實現(xiàn)從“機(jī)械”的視頻信息處理向智能化視頻信息處理的跨越。當(dāng)前中國正處在這一跨越的關(guān)鍵時段。智能視頻監(jiān)控只是智能視頻技術(shù)的一個部分，一個將視頻技術(shù)引入智能時代的部分。
　　
　　IVS的發(fā)展歷程
　　
　　和人類許多技術(shù)一樣，視頻技術(shù)也是仿生學(xué)引導(dǎo)的結(jié)果。視頻技術(shù)模仿人類眼睛的功能，把眼睛“拉”到實際難以到達(dá)的時空。電視廣播提供了大量有聲有色的娛樂節(jié)目，豐富了人們的文化生活；而視頻監(jiān)控的出現(xiàn)，不僅提供了栩栩如生的現(xiàn)場信息，更解決了安全和生產(chǎn)方面的問題，使人們深切感受到視頻技術(shù)的應(yīng)用范圍之廣和所起的重要作用。
　　
　　磁帶錄像機(jī)；后來發(fā)展為數(shù)字監(jiān)控，實際上是數(shù)字視頻記錄（DVR），采用的是攝像頭、采集卡加計算機(jī)（主要用于壓縮、存儲）；近幾年的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控裝置，主要是由嵌入式攝像機(jī)視頻監(jiān)控已有三四十年的發(fā)展，zui早安裝在銀行營業(yè)廳的模擬視頻監(jiān)控設(shè)備，采用的是攝像頭加、傳輸網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)構(gòu)成。
　　
　　麥克風(fēng)和模仿人眼的攝像機(jī)。zui近，如何在模仿視覺的基礎(chǔ)上模仿人腦功能，使現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)備具有一定的智能并、成為研究的焦點。智能的匯入使傳感的內(nèi)容、含義具有了主觀“感覺”，能夠給出分析、判斷和結(jié)論，而并非只對傳感對象的物理量作忠實的記錄。智能視頻監(jiān)控經(jīng)過近四、五年的發(fā)展，已由簡單的視頻監(jiān)控發(fā)展到具有人工智能的視頻監(jiān)控。視頻監(jiān)控的由來很簡單，從需求層面來看：人們一直需要擴(kuò)大眼睛的功能，希望在必要的地方“掛上”一只“眼睛”進(jìn)行不間斷的監(jiān)控；從技術(shù)可行性的層面來看：傳感器技術(shù)從單點傳感器發(fā)展到多點，從一維傳感器，發(fā)展到二維、三維傳感器（圖像、視頻傳感器），快速的發(fā)展為實現(xiàn)以看為主的監(jiān)控提供了可能。實際上這一過程再次體現(xiàn)了仿生學(xué)對技術(shù)發(fā)展的巨大影響力：監(jiān)控技術(shù)即智能化視頻監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，仍然是仿生學(xué)引導(dǎo)的結(jié)果。從仿生學(xué)的角度出發(fā)，各種傳感器的出現(xiàn)均模仿人類的各種感覺的結(jié)果，從觸覺、嗅覺到聽覺、視覺，如模仿人耳的
　　
　　早期的傳感器往往比較簡單，傳感的是一維、單義的物理量，且易于分析、便于結(jié)論，如溫度傳感器，當(dāng)所獲得溫度超過某一閾值時，說明發(fā)生了異常情況。以攝像機(jī)為代表的視覺傳感器是一種多維、多義的傳感器：面對記錄的圖像難以判斷其內(nèi)容的含義，如難以判斷攝像機(jī)所面對的場景到底“發(fā)生”了什么事?，F(xiàn)階段該問題的解決主要靠人工完成：值班人員用眼睛對成百上千的攝像機(jī)信息進(jìn)行屏幕“監(jiān)視”，對存儲的海量信息進(jìn)行回放“檢索”，對可疑信息進(jìn)行人工對比、分析。但人（尤其是人的眼睛和大腦）是很容易疲勞的，有數(shù)據(jù)表明：如值班人員緊盯屏幕十幾分鐘后將會不自覺丟掉大部份信息。再如在倫敦地鐵案中，安保人員為找到一點有價值的信息，往往要花幾十小時查看大量的存儲磁帶。尋找不會疲勞的眼睛和大腦，分析所監(jiān)控的內(nèi)容，減輕負(fù)擔(dān)，提高監(jiān)控效率，這就是視頻監(jiān)控智能化的目標(biāo)。
　　
　　監(jiān)控智能化并不僅僅可以幫助我們緊盯屏幕，提率，還可以通過“智能”承擔(dān)并實現(xiàn)更多工作。目前zui典型的“智能”主要集中在以下4個方面：
　　
　?。?）攝像機(jī)保護(hù)。這是首要任務(wù)，如果攝像機(jī)得不到保護(hù)，其它的一切都免談。因此對攝像機(jī)被遮擋、被移動、模糊等情況能及時自動轉(zhuǎn)移、報警并通知維護(hù)人員。
　　
　　入侵檢測和運動目標(biāo)跟蹤。對非正常進(jìn)入監(jiān)視區(qū)域的可疑目標(biāo)及時檢測，能夠識別單個或多個目標(biāo)的運動情況（如運動方向、運動速度等）。在檢測到可疑目標(biāo)后，發(fā)送控制指令使攝像機(jī)自動跟蹤目標(biāo)，在物體超出該攝像機(jī)監(jiān)控范圍之后，自動通知鄰近的攝像機(jī)協(xié)同工作，繼續(xù)進(jìn)行跟蹤并發(fā)出報警信號。（2）
　　
　?。?）滯留物和搬移物報警。當(dāng)場景中（如候機(jī)室、會議室等）某一物體（如包裹、手提箱等）在敏感區(qū)域停留的時間過長，或原場景中存在的物體（如手提電腦、貴重儀表）被無故搬移時，系統(tǒng)就發(fā)出報警信號，同時自動在前面的視頻畫面中查找放置滯留物或搬走原有物品的可疑人。
　　
　?。?）群體行為分析。包含對人群、車流等目標(biāo)的正常行為和異常行為分析。能夠?qū)鼍爸腥后w的正常行為進(jìn)行分析，如統(tǒng)計穿越出入口或區(qū)域的人或車的數(shù)量、高速公路交通流量，識別人群的整體運動特征，包括速度、方向等。也能夠?qū)鼍爸腥后w的異常行為進(jìn)行分析和判斷，如檢測、分類、跟蹤和記錄過往行人、車輛及其他可疑物體，判斷公路上是否有車輛非法?？?、是否有故障車輛，是否有行人及車輛在禁區(qū)內(nèi)發(fā)生長時間徘徊、停留、逆行等行為，檢測公共場所是否有人員的集聚、奔跑、斗毆等異常行為。
　　
　　當(dāng)然，智能視頻監(jiān)控能夠做到的事不只如此。今后它可以幫我們做更多的事，但前提是我們要有足夠的智能來設(shè)計并實現(xiàn)這樣的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

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