基于TLDM技術(shù)的攝像頭行為識別與追蹤研究

〔摘 要〕為解決傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)存在的依賴人工操作、難以全面監(jiān)控人物行動軌跡等缺陷，采用TLDM技術(shù)，通過嵌入式編程優(yōu)化現(xiàn)有安防系統(tǒng)，實現(xiàn)對外來陌生人員的行動軌跡監(jiān)測及檔案歸類，提高智能化水平。系統(tǒng)可遠程掌控關(guān)鍵區(qū)域，有效排查安全隱患；同時與人臉識別考勤系統(tǒng)對接，實現(xiàn)內(nèi)外人員檔案區(qū)分，精準(zhǔn)掌握人物移動狀況，提高監(jiān)控效率。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對關(guān)鍵區(qū)域的遠程監(jiān)控，成功排查了潛在安全隱患，提高了監(jiān)控效率，并在人員行動軌跡把控、進入設(shè)施人員識別、攝像頭聯(lián)系運用等方面取得了顯著成果。

〔關(guān)鍵詞〕TLDM技術(shù)；攝像頭行為識別與追蹤；智能安防

中圖分類號： TP391 " 文獻標(biāo)志碼：A" 文章編號：1004-4345（2024）05-004１-04

Research on Camera Behavior Recognition and Tracking Based on TLDM Technology

RAO Zeshi， LIU Weifeng， SHEN Dejun， LIANG Jun

（China Nerin Engineering Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract" In order to solve the defects of traditional monitoring system， such as relying on manual operation and difficulty in comprehensively monitoring human movements trajectories， TLDM technology is adopted to enhance the existing security system through embedded programming， and achieve monitoring of the movement trajectories and file classification of unfamiliar people from outside and improve the level of intelligence. The system can remotely control the key areas and effectively identify security risks. Meanwhile， it is integrated with the face recognition attendance system to realize the distinction between internal and external personnel files， accurately grasp the movement of people and improve the monitoring efficiency. The system realizes remote monitoring of key areas， successfully detects potential safety hazards， improves monitoring efficiency， and achieves remarkable results in the control of personnel movement trajectories， identification of personnel entering the facility， and the use of camera links.

Keywords" "TLDM technology; camera behavior recognition and tracking; intelligent security

在當(dāng)前數(shù)字化、智能化的背景下，安防領(lǐng)域的技術(shù)與應(yīng)用日益受到關(guān)注。隨著監(jiān)控設(shè)備的普及和場景的復(fù)雜化，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)在人工操作和識別方面逐漸顯露出諸多限制。在國內(nèi)，由于城市化的加速和大規(guī)模社會活動的增加，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)普遍存在人工操作的瓶頸，形成監(jiān)控盲區(qū)，對潛在威脅的及時發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確定位能力有限。同時，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)對大規(guī)模人流、車流等處理效率也相對較低，人為巡視難以滿足日益復(fù)雜的安全需求。近年來，基于深度學(xué)習(xí)和計算機視覺技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)研究逐漸成熟，取得了一系列令人矚目的成果。國際上一些知名企業(yè)和研究機構(gòu)紛紛投入資源，推動智能監(jiān)控技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。這些研究主要聚焦于目標(biāo)追蹤、行為識別、智能分析等方向，通過引入先進的算法和技術(shù)，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的自動化程度，從而更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的實際應(yīng)用場景。在國內(nèi)，人員密集場所的安全需求更加迫切，對監(jiān)控系統(tǒng)的實時性和準(zhǔn)確性要求更高。因此，基于TLDM技術(shù)的攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)作為一種結(jié)合先進技術(shù)和國內(nèi)實際需求的解決方案備受期待。通過引入TLDM技術(shù)，提高對安全威脅的識別能力，實現(xiàn)對重要區(qū)域的全面監(jiān)控，為安防領(lǐng)域的發(fā)展提供新的思路。

1" "技術(shù)原理及研究方法

1.1" TLDM技術(shù)原理

Tracking Learning Detection Medianflow（TLDM）技術(shù)是一種基于目標(biāo)追蹤的算法，其核心原理在于結(jié)合了目標(biāo)檢測（Detection）和目標(biāo)跟蹤（Tracking）兩個關(guān)鍵步驟，通過學(xué)習(xí)目標(biāo)的運動模式來提高追蹤的準(zhǔn)確性。在攝像頭行為識別與追蹤中，TLDM技術(shù)先通過目標(biāo)檢測，識別出攝像頭畫面中的目標(biāo)物體，然后利用學(xué)習(xí)和檢測相結(jié)合的方式，實時追蹤目標(biāo)物體的運動軌跡[1]。這一技術(shù)的獨特之處在于對目標(biāo)的學(xué)習(xí)能力，能夠在目標(biāo)遮擋或出現(xiàn)在不同攝像頭中時，仍然保持穩(wěn)定而準(zhǔn)確地追蹤，見圖1。

實際應(yīng)用中，TLDM技術(shù)的成功體現(xiàn)在其對復(fù)雜場景下目標(biāo)的持續(xù)追蹤。通過分析大量視頻數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷目標(biāo)物體的移動軌跡，包括速度、方向和運動模式等。在攝像頭行為識別中，TLDM技術(shù)不僅能有效地區(qū)分目標(biāo)物體與其他物體，還能根據(jù)目標(biāo)物體的運動行為進行分類，如判斷是否存在異常行為或者危險動作。這為系統(tǒng)提供了更為智能、精準(zhǔn)的行為識別能力，從而為安防領(lǐng)域提供了強大的技術(shù)支持。

1.2" 嵌入式編程的應(yīng)用與系統(tǒng)升級改造

嵌入式編程在攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對系統(tǒng)硬件的深度整合和優(yōu)化上。系統(tǒng)的升級改造通過引入嵌入式編程，有效地將TLDM技術(shù)嵌入現(xiàn)有安防監(jiān)控系統(tǒng)中，使其成為系統(tǒng)的核心模塊。嵌入式編程通過將TLDM算法以固件的形式加載到設(shè)備中，實現(xiàn)了對系統(tǒng)的實時處理和快速響應(yīng)。升級改造的過程包括硬件平臺的適配和TLDM算法的性能優(yōu)化。嵌入式系統(tǒng)通常擁有有限的計算資源，因此需要對TLDM算法進行精簡優(yōu)化，以確保在嵌入式環(huán)境中能夠高效運行。通過嵌入式編程的靈活性，可以將TLDM技術(shù)與設(shè)備緊密結(jié)合，充分發(fā)揮硬件的潛力，提高系統(tǒng)的整體性能。

1.3" 與人臉識別考勤系統(tǒng)的對接方法

攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)和人臉識別考勤系統(tǒng)的對接是為了實現(xiàn)信息的無縫整合，從而提高內(nèi)外人員檔案的準(zhǔn)確區(qū)分和行為軌跡的全面掌控[2]。對接方法的關(guān)鍵在于有效整合兩個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)信息的高效傳遞和共享。在對接過程中，要建立兩個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口。攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)通過開放API或數(shù)據(jù)接口，將識別到的人物行為數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺四樧R別考勤系統(tǒng)。同時，人臉識別考勤系統(tǒng)也需要提供接口，以接收并整合攝像頭行為識別系統(tǒng)傳遞的數(shù)據(jù)。這樣的雙向數(shù)據(jù)流通機制實現(xiàn)了系統(tǒng)之間的高效通信。另外，還需要考慮數(shù)據(jù)的格式和標(biāo)準(zhǔn)化，以確保兩個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)可以正確解析和處理。例如，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的JSON或XML格式進行數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)的可讀性和一致性。為了實現(xiàn)對內(nèi)外人員的準(zhǔn)確區(qū)分，還需要對接雙方的人員數(shù)據(jù)庫。人臉識別考勤系統(tǒng)的人臉數(shù)據(jù)庫需要與攝像頭行為識別系統(tǒng)的人物檔案數(shù)據(jù)庫相對應(yīng)，通過精準(zhǔn)匹配實現(xiàn)內(nèi)外人員的準(zhǔn)確識別。這一對接方法實現(xiàn)了兩個系統(tǒng)間信息的互通有無，為整個監(jiān)控系統(tǒng)提供了更為全面的數(shù)據(jù)支持。

1.4" 關(guān)鍵區(qū)域監(jiān)控與傳感器技術(shù)的整合

關(guān)鍵區(qū)域監(jiān)控是攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)的核心應(yīng)用之一，而傳感器技術(shù)的整合為其提供了更為全面的信息支持。在關(guān)鍵區(qū)域監(jiān)控中，攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)通過整合傳感器技術(shù)，實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人員行為的精準(zhǔn)感知和實時響應(yīng)。

傳感器技術(shù)主要包括紅外傳感器、聲音傳感器、溫度傳感器等類型。這些傳感器通過感知環(huán)境中的不同信號，提供了與攝像頭畫面不同的信息維度。在關(guān)鍵區(qū)域監(jiān)控中，通過將這些傳感器數(shù)據(jù)與攝像頭行為識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行整合，系統(tǒng)能夠更全面地感知監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的情況[3]。

以紅外傳感器為例，它能夠檢測到人體的熱量輻射，即使在光線較暗或有遮擋的情況下，也能提供對目標(biāo)物體的感知。通過整合攝像頭行為識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地追蹤目標(biāo)物體的位置和移動軌跡。聲音傳感器則可以用于檢測環(huán)境中的聲音變化，例如異常噪聲或緊急情況下的求救聲音。將聲音傳感器的數(shù)據(jù)與攝像頭行為識別系統(tǒng)整合，可以實現(xiàn)對于特定聲音事件的聯(lián)動觸發(fā)，提高系統(tǒng)對異常事件的響應(yīng)速度。溫度傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境溫度的變化，為火災(zāi)等特殊情況的檢測提供了額外的支持。整合溫度傳感器數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠更為全面地了解監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的環(huán)境狀況，為安防決策提供更多參考。通過這樣的傳感器技術(shù)整合，攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)不僅依賴于攝像頭畫面，還能夠充分利用多樣化的傳感器信息，提高對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)事件的感知能力，實現(xiàn)更為全面的安防監(jiān)控。這為安防系統(tǒng)的智能化提供了更加豐富的信息基礎(chǔ)。

2" "應(yīng)用效果

攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)在實際應(yīng)用中取得了顯著的效果，尤其是在提高安防水平和降低成本方面。通過系統(tǒng)的應(yīng)用實踐，成功識別和追蹤了多個關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)的人員行為，實現(xiàn)了對異常情況的早期預(yù)警和實時響應(yīng)。根據(jù)實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計，系統(tǒng)在安全風(fēng)險識別上的準(zhǔn)確率超過90％，提高了對潛在風(fēng)險的感知能力。在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)成功識別了一系列異常行為，如潛在盜竊、越界闖入。通過系統(tǒng)的實時報警機制，監(jiān)控人員能夠及時采取行動，加強對異常行為的監(jiān)管。此外，系統(tǒng)的智能分析功能也在識別犯罪行為方面發(fā)揮了重要作用，如及時發(fā)現(xiàn)可疑包裹、異常人員。

2.1" 遠程掌控關(guān)鍵區(qū)域

攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)實現(xiàn)了對關(guān)鍵區(qū)域的遠程掌控，為監(jiān)控人員提供了更大的靈活性和便利性。通過系統(tǒng)的遠程監(jiān)控功能，監(jiān)控人員可以隨時隨地查看關(guān)鍵區(qū)域的攝像頭畫面，無須局限于監(jiān)控室內(nèi)。這一成果在某企業(yè)內(nèi)部安全管理和實際應(yīng)用中帶來了顯著的便利。通過遠程掌控，監(jiān)控人員能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況，無論身處何地都能迅速做出反應(yīng)。系統(tǒng)支持多設(shè)備接入，包括手機、平板等移動設(shè)備，使監(jiān)控變得更加靈活。這種遠程掌控的成果提高了監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度，極大地提高了監(jiān)控效率。

2.2" 實現(xiàn)內(nèi)外人員檔案區(qū)分，提升監(jiān)控效率

攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)成功實現(xiàn)了內(nèi)外人員的檔案區(qū)分，為企業(yè)安全管理提供了更為清晰的人員追蹤和監(jiān)管基礎(chǔ)。通過與人臉識別考勤系統(tǒng)的對接，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識別內(nèi)部員工和外來人員，并在監(jiān)控畫面中進行標(biāo)記和分類[4]。內(nèi)部人員的移動軌跡能夠精準(zhǔn)記錄，而外來人員的行為也能夠及時追蹤，實現(xiàn)了對企業(yè)安全的全面監(jiān)管。通過系統(tǒng)的自動分類與整理，監(jiān)控人員無須手動篩選大量視頻信息，有效減輕了監(jiān)控工作的負擔(dān)，提高了監(jiān)管效率。

2.3" 精準(zhǔn)追蹤人員行動軌跡

系統(tǒng)的升級改造在人員行動軌跡把控方面表現(xiàn)出色。通過TLDM技術(shù)的精準(zhǔn)目標(biāo)追蹤，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確記錄和分析人員在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的移動軌跡。這種升級改造不僅提高了對人員行為的實時把控能力，還實現(xiàn)了對于異常行為的快速定位和響應(yīng)。在實際案例中，系統(tǒng)成功追蹤到一名潛在嫌疑人員的行動軌跡，準(zhǔn)確記錄了其在關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)的活動軌跡。通過對比監(jiān)控畫面和其他數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實現(xiàn)了對該人員的實時定位和跟蹤，為后續(xù)安全處理提供了重要線索。這一實際表現(xiàn)證明了系統(tǒng)在人員行動軌跡把控方面的優(yōu)越性。

2.4" 自動分析監(jiān)控視頻

在監(jiān)控視頻自動分析與管理方面，攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)還實現(xiàn)了智能化和自動化水平上的提升。通過對監(jiān)控視頻的自動分析，系統(tǒng)能夠在視頻中自動查找指定人物，同時進行歸檔整理，極大地減輕了監(jiān)控人員的工作負擔(dān)。監(jiān)控視頻自動分析見圖2。

3" "項目的創(chuàng)新點

3.1" TLDM技術(shù)在智能安防中的創(chuàng)新應(yīng)用

TLDM技術(shù)在智能安防領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用主要體現(xiàn)在其目標(biāo)追蹤和學(xué)習(xí)檢測的整合上。通過對監(jiān)控視頻進行實時目標(biāo)檢測，并結(jié)合學(xué)習(xí)檢測的機制，TLDM技術(shù)實現(xiàn)了對復(fù)雜場景中目標(biāo)物體的準(zhǔn)確追蹤。1）精準(zhǔn)目標(biāo)追蹤。TLDM技術(shù)通過實時的目標(biāo)檢測，能夠精準(zhǔn)地追蹤目標(biāo)物體的運動軌跡。在智能安防中，這意味著系統(tǒng)能夠?qū)崟r跟蹤潛在威脅或異常行為，提高對安全事件的感知和響應(yīng)速度。2）學(xué)習(xí)檢測提高準(zhǔn)確性。TLDM技術(shù)通過學(xué)習(xí)目標(biāo)的運動模式，能夠適應(yīng)目標(biāo)在不同場景中的變化，提高目標(biāo)追蹤的準(zhǔn)確性。這種學(xué)習(xí)檢測的創(chuàng)新應(yīng)用使系統(tǒng)更具適應(yīng)性，能夠應(yīng)對復(fù)雜多變的安防場景。3）對遮擋和光照變化的適應(yīng)性。TLDM技術(shù)在目標(biāo)追蹤中考慮了對遮擋和光照變化的適應(yīng)性，使系統(tǒng)能夠在復(fù)雜的環(huán)境中依然保持準(zhǔn)確的目標(biāo)追蹤[5]。這一創(chuàng)新應(yīng)用提高了系統(tǒng)在各種復(fù)雜場景下的可靠性。4）實時性與效率的提升。TLDM技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用在目標(biāo)追蹤和學(xué)習(xí)檢測的整合上，使系統(tǒng)能夠在實時性和效率上取得顯著提升。這對于智能安防來說，意味著能夠更及時地發(fā)現(xiàn)潛在威脅，提高了整個安防系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

3.2" 系統(tǒng)升級改造的主要創(chuàng)新點

系統(tǒng)升級改造在智能安防中的主要創(chuàng)新點主要包括對人員行動軌跡的把控、進入設(shè)施的人員識別與區(qū)分，以及多攝像頭之間的聯(lián)系運用。這些創(chuàng)新點為智能安防系統(tǒng)帶來了全新的功能和性能提升。1）對人員行動軌跡的把控。系統(tǒng)升級改造通過引入TLDM技術(shù)，實現(xiàn)了對公司內(nèi)部人員和外來人員行動軌跡的全面把控。這一創(chuàng)新使系統(tǒng)能夠更細致地記錄和分析人員的活動，為安防管理提供了更為全面的信息支持。2）進入設(shè)施人員的識別與區(qū)分。系統(tǒng)升級改造引入了與人臉識別考勤系統(tǒng)的對接，實現(xiàn)了對進入設(shè)施的人員的準(zhǔn)確識別和區(qū)分。這一創(chuàng)新使系統(tǒng)能夠更精確地掌握設(shè)施內(nèi)部人員和外來人員的動態(tài)，為安防管理提供了更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。3）多攝像頭之間的聯(lián)系運用。升級改造在多攝像頭之間的聯(lián)系應(yīng)用上進行了創(chuàng)新，通過多攝像頭聯(lián)動實現(xiàn)對指定人物的追蹤。這一創(chuàng)新使系統(tǒng)能夠更全面地追蹤目標(biāo)物體的行為，提高了系統(tǒng)對于復(fù)雜場景的監(jiān)控效果。

4" "結(jié)語

在攝像頭行為識別與追蹤系統(tǒng)的研究中，通過TLDM技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用和系統(tǒng)的升級改造，實現(xiàn)了對人員行為的智能監(jiān)控和全面管理。系統(tǒng)的應(yīng)用效果顯著，通過遠程掌控關(guān)鍵區(qū)域、內(nèi)外人員檔案區(qū)分，以及對人員行動軌跡的把控等創(chuàng)新點，提高了公司安防水平，降低了監(jiān)控工作負擔(dān)。TLDM技術(shù)將精準(zhǔn)目標(biāo)追蹤和學(xué)習(xí)檢測進行整合，提高了智能安防的準(zhǔn)確性和實時性，同時也為未來安防技術(shù)的發(fā)展提供了有力的參考。

參考文獻

[1] 廖至毅.基于機器學(xué)習(xí)的小目標(biāo)檢測與追蹤的算法研究[J].數(shù)字化用戶，2019（19）：239.

[2] 冉憲宇.基于圖像處理技術(shù)的智能化人體行為識別模型研究[J].微型電腦應(yīng)用，2022，38（10）：175-178.

[3] 單琳娜.基于運動目標(biāo)的圖像識別及追蹤技術(shù)應(yīng)用研究[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，36（6）：880-882.

[4] 陳城洋.基于視覺傳感器的焊縫圖像識別與跟蹤控制技術(shù)研究[J].機床與液壓，2019，47（18）：138-143.

[5] 胡瑾秋，張來斌，胡靜樺.基于視線追蹤技術(shù)的工藝操作人員人為失誤識別研究[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2019，15（5）：142-147.