解析智能视频监控系统的构建以及应用

1.乱花渐欲迷人眼

众所周知，视频监控系统的发展经历了第一代的全模拟系统，第二代的半数字化的系统，第三代的全数字化的系统（网络摄像机和视频服务器）三个阶段的发展演变，现在整个行业正在酝酿视频监控新的革命--智能视频监控。

视频分析技术近年发展迅速，无论是从媒体的宣传，还是从大大小小的展会，人们似乎感觉到"智能视频、视频分析、IVS/CV"已经向我们走来了。几年前的概念，如今成了现实，并且来势汹汹，似乎要颠覆传统的监控方式、颠覆人们的监控理念。的确，视频分析技术早已经从概念、从实验室、从欧美应用进入了中国，青藏铁路、地铁5号线、13号线、民航中心等，均已经有多路视频分析产品在日已夜继的工作；入侵、丢包、防尾随等均有所应用。

近期，一份来自IMS Research调查机构的研究报告预测，下一个五年内，视频内容分析市场将空前繁荣，从2004年的677万美元急增至2009年的8392万美元，涨幅达65.5%，并且，许多开发商对其前景相当乐观。

2.拨云去雾存真谛

视频分析产生的背景很简单，其一为安防应用，就是当安保人员面对十、百、千的摄像机，无法真正的在风险或报警产生时预防或干预，多数靠事后回放相关的录象；其二为非安防应用，如商业上人流统计、防止扒窃等等。其理念是将风险的分析和行为识别转交给计算机或者芯片，使安保人员从"死盯"监视器的工作中解脱出来，当计算机发现问题时候，产生报警，此时安保人员进行响应。

作为传统闭路电视监控系统的下一波浪潮，数字录像系统的到来无疑标志着24*7全天候监控系统进入了更加高效的新纪元。然而当前仍然存在着一些严重的问题。接连数小时盯着通常显示着静止墙壁和护栏的多个监视器，即使是最为训练有素的安保人员也会为此而面临注意力极限的挑战。再加上黑暗或恶劣的天气情况等客观条件，这一问题变得更加复杂。随着数字监控网络中部署的摄像机和闭路电视监视器不断增多，安保人员有效审视网络上所有各点图像的能力实际上却由于信息过载而有所下降。显而易见，保安人员迫切需要一款更加智能化的系统来发挥自动"电子眼"的作用，以便对潜在入侵者、可疑目标和其它安全侵犯活动进行至关重要的瞬间刺激型准确检测，由此安保人员将可以对事件做出迅速而明智的决定和实时响应。

视频分析技术就是使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据视频内容分析的功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音,用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。

3.智能分析非万能

也许，乍一听到"智能"这个词时，有些人会立马联想到高精尖的、监测可疑行为的人工智能软件。没错，IVS的确是一个优秀的监控工具，但它并非无所不能。为了使IVS的性能达到最佳效果，用户除了不能选错应用场所之外，还必须根据具体需求制定相应的升级策略，兼顾不同的标准协议。惟有如此，才能物尽其能。

无论IVS软件已经进步到何种程度，始终有其局限性。当前IVS技术标准欠缺，且没有得到成熟和广泛的应用。以"无人看管的行李"为例，厂商解释与实际功能之间有太多让人疑惑的地方。目前，运行正常且更切实际的视频分析功能有边界保护、入侵探测、人群及路线控制、定向报警、车牌识别、遗留物体探测、移动和溢出监测。其次，在非繁华地段，较成熟的应用有人数统计、车辆统计以及逗留跟踪。

在极度繁忙或摄取距离过远的情况下，诸如人数统计、面部识别、扒手或偷窃监测、物体跟踪是难以完成的。人数统计的最佳时机为当人进入或离开某区域、路过走廊和通道、肩并肩行走之时。而当人群拥挤交错时，软件无法精确识别并分析，因为摄取的图像模糊不清，导致了非常高的误报率。

另一个局限性是其面部识别功能。众所周知，伪装可能导致这项功能无法可靠进行。目前，不单是自动威胁监测，IVS监测扒手或偷窃的功能也不容人过于乐观。同样，在十分繁忙的环境中跟踪目标也相当困难。比如，在有成千上万的人进出、逗留、拿起或放下行李的大型地下车站，假警报异常多且毫无用处。

4.传统智能两相宜

综上所述，既然传统的视频监控发展遇到了瓶颈，而新兴的智能监控亦有局限性，最终用户将如何选择？我们如何给用户提供最优的解决方案？天津天地伟业经过深入的用户需求分析，结合国内外智能监控技术现状，为用户提供多套针对不同环境的完整、完善的解决方案，亦即传统视频监控与智能监控技术相结合的解决方案。

首先，由于应用的千差万别，智能视频监控将表现出多种产品形态，包括：

（1）智能处理算法加载在网络视频服务器（NVS/DVS）上，形成智能视频服务器；
（2）智能处理算法加载在硬盘录像机内，形成智能分析硬盘录像机；
（3）智能处理算法还将以纯软件的方式和视频监控管理软件一起实现集中式分析和处理的能力。

解决方案一：对于传统模拟监控（已建或新建），选择重点、高危监控目标和场所，针对此部分图像进行分析功能，主动监控，将预警、警情实时发给模拟矩阵和DVR，完成快速切换和录像，选择智能视频服务器（IVS BOX），解决方案如图所示：




解决方案二：对于传统模拟监控（已建或新建），选择重点、高危监控目标和场所，针对此部分图像进行分析功能，主动监控，将预警、警情实时发给模拟矩阵和DVR，完成快速切换和录像，选择智能分析硬盘录像机，解决方案如图所示：


解决方案三、对于网络的数字化监控系统，同样选择重点、高危监控目标和场所，直接在前端选择智能视频服务器（IVS BOX），主动监控，将预警、警情实时发给后端管理平台，完成快速切换和录像，解决方案如图所示：



5.十大功能供选择

（1）周界警戒及入侵检测：在复杂的天气环境中（例如雨雪、大雾、大风等）精确的侦测和识别单个物体或多个物体的运动情况并进行运动轨迹跟踪，包括运动方向、运动特征等；
（2）物品被盗或移动检测；当监控场景中的物体被盗和移动，算法将自动检测这种动作，常用于贵重物品和关键设备的监控。
（3）遗留、遗弃物品检测：当一个物体（如箱子、包裹、车辆、人物等）在敏感区域停留的时间过长，或超过了预定义的时间长度就产生报警。典型应用场景包括机场、火车站、地铁站等。
（4）流量统计：统计穿越入口或指定区域的人或物体的数量。例如为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量；
（5）拥挤检测；识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等等，用以避免形成拥塞，或者及时发现异常情况。典型的应用场景包括超级市场、火车站等人员聚集的地方；
（6）PTZ跟踪；侦测到移动物体之后，根据物体的运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体，在物体超出该摄像机监控范围之后，自动通知物体所在区域的摄像机继续进行追踪；
（7）焰火检测：根据发生火情过程中烟火表现出的时-空特征进行烟火的实时检测；
（8）人体行为分析：在目标检测分类的基础上，利用人体的各种行为特征对其所进行各种行为的描述和分析，提取哪些危险和有潜在危险的行为，如打斗、抢夺和突然倒地等行为；
（9）人脸识别：自动检测和识别人物的脸部特征，并通过与数据库档案进行比较来识别或验证人物的身份；
（10）车辆识别：识别车辆的形状、颜色、车牌号码等特征，并反馈给监控者。此类应用可以用在被盗车辆追踪等场景中。

6.期待明天更美好

智能化、数字化、网络化是视频监控发展的必然趋势，智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控将一改传统监控的被动监视、事后查录像的尴尬境地，可以为用户提供更多高级的视频分析功能，可以极大的提高视频监控系统的能力，并使视频资源能够发挥更大的作用。为了推动智能视频产业的发展，达到多方共赢效果，天津天地伟业数码科技有限公司将继续发挥在传统监控领域的强大优势，并积极开发、完善新兴的智能监控系统，使二者能够充分发挥各自的优势，创造出能够满足最终用户需求的全面解决方案。