智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

文｜北京文安科技發(fā)展有限公司 周 立

經(jīng)過幾年的迅猛發(fā)展，智能視頻分析技術(shù)對人們來說已不再陌生。從業(yè)人數(shù)的增加、企業(yè)數(shù)量的攀升、技術(shù)的不斷提高，帶動了國內(nèi)智能視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而不可否認(rèn)，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)活躍的背后，產(chǎn)品的同質(zhì)化問題也逐漸凸現(xiàn)了出來。這一問題在產(chǎn)品的可實(shí)現(xiàn)功能上體現(xiàn)得尤為突出——一提到智能視頻分析技術(shù)，無外乎移動偵測、越界偵測、區(qū)域闖入偵測、動態(tài)跟蹤、車牌識別等功能。

在如此不明朗的市場環(huán)境下，該如何正確看待這種發(fā)展現(xiàn)狀，又該如何對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測呢？本文將基于筆者多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對此加以闡述。

1 智能視頻分析的產(chǎn)品形態(tài)

從產(chǎn)品形態(tài)來看，目前市場上存在的智能視頻分析技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品主要分為嵌入式視頻分析產(chǎn)品與純軟件視頻分析產(chǎn)品兩大類。

嵌入式視頻分析產(chǎn)品的主要表現(xiàn)形式有智能攝像機(jī)、智能DVR等，一般應(yīng)用在監(jiān)控系統(tǒng)的前端，因其分布式的處理方式而具有占用帶寬小，不受傳輸影響的優(yōu)點(diǎn)，但往往只能針對特定的一路或者幾路視頻進(jìn)行分析，對視頻分析技術(shù)的算法與前端設(shè)備性能有較大的依賴。這一類產(chǎn)品主要應(yīng)用在一些重點(diǎn)的行業(yè)，例如軍隊(duì)、金融、教育、小區(qū)等。

純軟件視頻分析產(chǎn)品主要運(yùn)行于普通PC或服務(wù)器上，使之成為智能視頻分析服務(wù)器。與嵌入式產(chǎn)品相比，純軟件視頻分析產(chǎn)品能處理更多路數(shù)的視頻、實(shí)現(xiàn)更為強(qiáng)大的功能，卻也不可避免地存在占用帶寬大的缺點(diǎn)，對服務(wù)器性能要求較高。這一類產(chǎn)品的應(yīng)用相對廣泛，平安城市是其中的重要領(lǐng)域。

2 智能視頻分析技術(shù)的應(yīng)用

（1）目標(biāo)移動軌跡的跟蹤

目標(biāo)移動軌跡跟蹤即對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的移動目標(biāo)的移動軌跡進(jìn)行跟蹤，是目標(biāo)監(jiān)控的最基本的應(yīng)用，也是其他事件監(jiān)測的基礎(chǔ)。目標(biāo)移動軌跡跟蹤能夠根據(jù)目標(biāo)的形狀對目標(biāo)進(jìn)行分類（如行人、車輛、動物等），能夠計(jì)算出目標(biāo)物的大體尺寸（高度與寬度），若與帶坐標(biāo)定位功能的快球攝像機(jī)配合，還能夠?qū)崿F(xiàn)對特定移動目標(biāo)的跟蹤監(jiān)控。

（2）目標(biāo)移動范圍監(jiān)測

目標(biāo)移動范圍監(jiān)測即當(dāng)具有一定特性的移動目標(biāo)的運(yùn)動超過設(shè)定的范圍時(shí)進(jìn)行告警，也就是常說的越界檢測與禁區(qū)檢測報(bào)警，是應(yīng)用最廣的事件監(jiān)測之一，特別適合于軍事禁區(qū)、監(jiān)獄、看守所、重要物資倉庫、博物館等需要對入侵行為重點(diǎn)防范的場合。這項(xiàng)技術(shù)目前已經(jīng)相當(dāng)成熟（在抗干擾方面表現(xiàn)得尤為突出，其報(bào)警準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平），已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化階段。

（3）目標(biāo)移動方向監(jiān)測

目標(biāo)移動方向監(jiān)測即發(fā)現(xiàn)違反設(shè)定移動方向的移動目標(biāo)并告警。該技術(shù)應(yīng)用于道路監(jiān)控中，可對違章逆向行駛的車輛進(jìn)行監(jiān)測告警；應(yīng)用的城市治安監(jiān)控中，也可對與規(guī)定方向反向運(yùn)動的人進(jìn)行監(jiān)測報(bào)警。

（4）靜止物體監(jiān)測

靜止物體監(jiān)測即在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)突然停止的物體后進(jìn)行目標(biāo)的自動設(shè)定和跟蹤，當(dāng)其停留超過一定時(shí)間后即進(jìn)行告警，可應(yīng)用于隧道監(jiān)控、對在禁止停車區(qū)域中違章停車事件的監(jiān)測告警，或者用來在地鐵、車站、碼頭等公共區(qū)域?qū)ξｋU(xiǎn)遺留物進(jìn)行監(jiān)測告警。由于車輛的目標(biāo)特性容易識別，目前靜止物體監(jiān)測在違章停車方面的應(yīng)用較多，而在危險(xiǎn)遺留物監(jiān)測方面的應(yīng)用則還需要進(jìn)一步完善，提高監(jiān)測的精度。

（5）特殊人體行為的監(jiān)測

特殊人體行為監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)人體目標(biāo)在某個(gè)區(qū)域長時(shí)間逗留徘徊或某個(gè)區(qū)域人員聚集到一定密度的情況，以及突然發(fā)生的人體動作劇烈變化（如異常奔跑、打架斗毆）等特殊情況并及時(shí)告警。它適合于城市治安監(jiān)控，能夠?qū)︺y行門口、監(jiān)獄、看守所等場合的一些可能危及其他人生命財(cái)產(chǎn)安全的行為進(jìn)行監(jiān)測并及時(shí)告警，是平安城市治安監(jiān)控的典型應(yīng)用。

（6）特殊車輛行為的監(jiān)測

特殊車輛行為監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)高速公路或城市路段中的車輛突然停車行為，以及車輛遺灑大件貨物、交通擁堵、車禍等情況并告警，主要通過關(guān)注異常的交通事件來最大化地實(shí)現(xiàn)交通管理效益，規(guī)范行車秩序，減少交通違法現(xiàn)象。

（7）人臉的識別

人臉識別是生物識別的一種，即通過對抓拍的人臉圖像進(jìn)行分析，和已有人臉數(shù)據(jù)庫比對，按照一定的相似度來判定和識別人的身份，對圖像的像素質(zhì)量有一定的要求。人臉識別可應(yīng)用于銀行金庫、監(jiān)獄、看守所等場所，與RFID技術(shù)相結(jié)合，提高安全性。

（8）數(shù)量的統(tǒng)計(jì)

智能視頻分析的數(shù)量統(tǒng)計(jì)即對經(jīng)過某個(gè)設(shè)定區(qū)域的特定目標(biāo)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)，“特定目標(biāo)”可以是人、車輛等。數(shù)量統(tǒng)計(jì)可以應(yīng)用于博物館、商場，對人流進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；或應(yīng)用在交通監(jiān)控中，對車輛流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為智能交通動態(tài)調(diào)度提供依據(jù)。

（9）視頻圖像質(zhì)量診斷

視頻圖像質(zhì)量診斷即通過對每一路視頻圖像的信號質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，對視頻圖像出現(xiàn)的視頻丟失、雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡等因常見攝像頭故障等造成的問題做出判斷并報(bào)警，同時(shí)自動記錄所有的監(jiān)測結(jié)果，生成多種實(shí)用的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，以便查詢。視頻圖像質(zhì)量診斷是視頻分析技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)方面的典型應(yīng)用，它可以幫助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)前端攝像頭的視頻質(zhì)量故障，有效掌控前端設(shè)備運(yùn)行情況，保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 智能視頻分析技術(shù)的創(chuàng)新與完善

智能視頻分析行業(yè)的現(xiàn)狀是，雖然有不少廠家提供IVS系統(tǒng)與解決方案，但不論是前端嵌入式視頻分析產(chǎn)品還是后端純軟件視頻分析產(chǎn)品，不論是國內(nèi)的產(chǎn)品還是國外的產(chǎn)品，與用戶的真正需求都還有相當(dāng)?shù)木嚯x，智能視頻分析技術(shù)的未來之路仍然不乏挑戰(zhàn)。

首先，要提高視頻分析功能模塊的適應(yīng)性，使之適應(yīng)更為復(fù)雜和多變的現(xiàn)場環(huán)境。

環(huán)境適應(yīng)性是智能視頻分析產(chǎn)品所應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。拿視頻式客流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)來說，產(chǎn)品將不再局限于垂直角度或者某個(gè)特定角度進(jìn)行分析，甚至可以在任何角度上進(jìn)行檢測，因此在提高視頻角度適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，將可以實(shí)現(xiàn)更多不同角度的選擇。周界檢測同樣如此，將不再局限于圍墻、柵欄等特定的場景，而是在各種場景下同樣穩(wěn)定運(yùn)行。此外，環(huán)境光照條件復(fù)雜多變，解決對光照條件的適應(yīng)性問題也是產(chǎn)品成熟的一個(gè)標(biāo)志。

其次，要立足行業(yè)用戶需求，以識別和分析更多的行為和異常事件。

對于視頻監(jiān)控的需求，特別是對于智能視頻分析技術(shù)的應(yīng)用需求，不同的行業(yè)間一般有著非常明顯的差異，由此也決定了不同行業(yè)檢測行為類型與異常事件的差異性。隨著各行業(yè)應(yīng)用的不斷深入以及安全級別控制要求的進(jìn)一步提高，各安防領(lǐng)域?qū)Π卜榔髽I(yè)提出越來越多不同的挑戰(zhàn)，其對視頻監(jiān)控的需求也將日益復(fù)雜化。如何能夠識別與分析更多的行為成為了智能視頻分析技術(shù)在深化行業(yè)應(yīng)用過程中不得不面對的問題。只有先把整個(gè)垂直行業(yè)所需的主要功能都研發(fā)出來，才能真正提供完善而全面的解決方案。

另外，必須完善產(chǎn)品性能指標(biāo)，提高產(chǎn)品檢測率，減少誤報(bào)。

對于以報(bào)警事件的準(zhǔn)確性作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的智能監(jiān)控產(chǎn)品，一般通過考察其在不同環(huán)境下的檢測率和誤報(bào)率來評價(jià)其性能。理想系統(tǒng)的檢測率和有效率都應(yīng)是100%，但實(shí)際系統(tǒng)只能接近這些指標(biāo)而不能完全達(dá)到。只有通過調(diào)整系統(tǒng)的靈敏度參數(shù)，改變檢測率與有效率之間的關(guān)系，在有效率合乎使用要求的情況下，性能優(yōu)良的系統(tǒng)才能獲得最高檢測率。當(dāng)靈敏度調(diào)得很高時(shí)，檢測率會提高，但誤報(bào)增多，有效率會下降；反之，誤報(bào)率下降，有效率提高，但檢測率會降低。