智能视频分析监控(IVS) 技术与产品综述（一）

    在平安城市建设中，随着安全监控系统迅速迈向数字化、网络化，系统的开放性、集成性、灵活性以及智能程度正在被更多的使用者所关注，安防产业面临着一个新兴的、机遇与挑战并存的发展成长空间，在众多数字化视频监控新技术中，“智能视频监控”（IntelligentVideoSurveillance，简称IVS）技术又是最前沿的应用之一，体现着未来视频监控系统全面走向数字化、智能化、多元化的必然发展趋势。 

    智能视频（IV，IntelligentVideo）技术源自计算机视觉（CV，ComputerVision）与人工智能（AI，ArtificialIntelligent）的研究，其发展目标在于将图像与事件描述之间建立一种映射关系，使计算机从纷繁的视频图像中分辩、识别出关键目标物体，这一研究应用于安防视频监控系统、将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键有用信息，从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼睛，也使“智能视频分析”计算机成为人的大脑，并具有更为“聪明”的学习思考方式。这一根本性的改变，可极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力，使监控系统具有更高的智能化，大幅度降低资源与人员配置，同时，必将全面提升安全防范工作的效率。因此，智能视频监控（IVS）不仅仅是一种图像数字化监控分析技术，而是代表着一种更为高端的数字视频网络监控应用。 

    一、智能视频分析监控系统的特性： 

    A、有效提高报警的精确度 

    智能视频监控系统能够从纷繁复杂的图像画面中利用“智能分析技术”的提取的物体特性、特征，正确识别出不同物体及其运动轨迹规律，它可以明确地区分出人、车或其它物体，并过滤掉类似水波、潮汐、树叶、光影等自然干扰和光线变化影响，特别是以往运动检测方式下无法实现与应用的场合（如检测水面上是否有过往的船只等），一旦发现监控画面中“关键目标”出现时，系统能够以最快、最佳的方式提供有用信息或告警，因此，从“智能视频分析”系统发出的信息一定是有效的、或真正违反安全规则的报警信息，这些信息也一定是必须及时得到处理的真实信息，它将有效地提高报警的精确度，同时拓展了视频报警的应用范围。 

    智能视频分析的判别机制通常包括： 

    1.内容分析：在任何情况下，重要信息数量会大大低于背景信息数量，例如：地面、建筑物等静态信以及风吹草动、水波、雨雪、树影等动态信息都可被“智能视频分析”系统判断属于背景信息，而重要信息则是人、车等活动信息，智能视频分析首先对图像内容进行分析，剔除那些无用的背景信息。 

    2.对象识别：智能视频分析软件内设“对象分析引擎”，能够根据不同的活动目标的大小、运动速度及运动规律准确识别出人员、动物、车辆或其它对象，成功地将重要信息分离出来。 

    3.分析比对：智能视频分析系统软件具有可制订的安全规则，可以对分析得到的各类活动目标与所制订的安全规则相比对。例如：在图像中指定的区域设定“虚拟“的安全界限，一旦识别“目标对象”跨越这一安全界限，系统将会激活警报，提示监控人员予以关注或处理警情。

    B、引领监视方式的革命 

    随着视频监控需求的日益高涨和前端摄像机价格的合理化，一个系统的摄像机安装数量也在成倍增加，超大视频路数及大规模监视中心给控制管理人员带来极大的工作压力，要求一个（或几个）监视人员随时注视几十上百路图像、再去判断每一画面中是否存在异常状况无疑是不现实的，何况对于更多的人为错误以及类似“狼来了”式的虚假警报，将大大降低监控系统的安全有效性和实际操作管理能力，因此，视频监控市场需要一种颠覆性的技术和革命性的理念，“智能视频分析”技术正是具有人性化、智能化、精炼提取真实信息，显著降低误报、更加有效地协助安全人员预防和处理危机事件、有效遏制各类犯罪的有力武器，“智能视频分析”系统可使用户更加精确地定义安全威胁的特征，可以在图像监视范围内设定多个虚拟警戒线或警戒区域，可以分时段地设定、分析不同的重要对象，真正做到只有违犯警戒规则的行为才产生报警的高效监控。 

    智能视频监控技术将加速数字视频取代模拟视频的速度，随着“智能视频分析”系统的采用，进一步提高了监控效能，传统的（在中央控制室中）集中监控的模式也将逐步转向到分布监控模式，保安人员将从枯燥地屏幕观察中解放出来，不再固守于传统的监控室，而投身于更靠近监视与行动现场的地方，而由“智能视频分析”系统向保安人员自动传达可疑目标的位置信息，更迅速地处理现场情况，满足长久监视与“反恐”快速反映的需求，可以预见，跟随监控模式变革的姗姗而来，智能化监控系统将迅速融入各类安全控制系统发挥重要作用。 

    C、先知、先觉的预警能力 

    恐怖主义和极端势力的泛滥给各级安全部门的预防犯罪提出了新的挑战，如何提前预知犯罪并及时采取正当措施、保护人民及财产安全已成为对视频监控系统日益迫切地需求，智能视频分析监控系统的“遗留物品判别”、“区域逗留提示”、“运动方向判别”等功能将能使安全人员提前感知异常行为并关注相应监控领域、尽可能提前发现潜在的威胁并做出应对策略，例如：有人在公共场所遗留了可疑物体或者有人在敏感区域附近长时间徘徊、逗留，智能视频分析系统将可以识别这种行为、提示给保安人员，实现对可能产生的犯罪或违规行为进行预警。 

    D、有效扩展视频资源用途 

    对用于安防系统的智能视频分析结果还可以用来联动高速球型摄像机进行跟踪拍摄，当可疑目标触及多个摄像机的多个智能视频分析区域时，系统将能够驱动高速球型摄像机对可疑目标连续追踪，在遇到多个可疑目标共同出现时，也可以分别捕捉其各自的活动图像，使监控系统更具智能优势。 

    无论是传统视频监控系统还是网络视频监控系统，其所监控到的视频画面一般只应用在安全监视领域，而在智能视频分析系统中，这些图像资源还能有更多的用途。例如：对视频画面中出现的人员数量进行统计，为“客流量”提供参考数据；检测车辆在道路上行驶的状况，为交通流量统计数据；对违章行驶、违章停车、道路事故进行主动判别、给出提示；在商场中自动识别VIP用户，提示客户服务人员主动上前提供优质服务等等。

    二、智能视频分析系统的应用范畴： 

    智能视频分析系统的应用范围广泛，可提供研发和实现的功能异彩纷呈，归结起来，这些应用功能一般可分为两类： 

    第一类：安全相关类应用 

    与安全相关的智能视频分析是目前最主要的应用，尤其在“911”恐怖袭击、马德里爆炸案以及伦敦爆炸案发生之后，市场上对于此类应用的需求不断增长，功能繁多。其主要作用是协助安全部门提高室外、周界、大区域公共环境下的安全防护，此类应用主要包括： 

    高级视频移动侦测（AdvancedVMD）：在复杂的天气和光线环境中（例如雨雪、大雾、大风、树影摇动等）精确侦测和识别单个或多个目标的运动情况、运动方向、运动特征等。安全规则包括了禁区报警、绊线报警、尾随检测、运动方向异常报警等多种类型。 

    物品丢失或位移检测（（MovingDetection）；系统可自动检测监控场景中的物体丢失或被移动，主要用于在复杂场景中的贵重物品和关键设备的监控。 

    物体追踪（MotionTracking）：在侦测到移动物体后，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。 

    人物面部识别（FacialDetection）：自动识别人物脸部特征并与数据库进行比较以验证人物身份。此类应用又可以细分为“合作型”和“非合作型”两大类，“合作型”应用需要被监控者在摄像机前停留一段时间，通常与门禁系统配合使用。“非合作型”则可以在人群中识别出特定的个体。 

    车辆识别（VehicleIdentification）：根据车辆形状、颜色、车牌号码等特征进行识别并反馈给监控者，用于被盗、疑似车辆追踪等。 

    非法滞留（ObjectPersistence）：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）即产生报警。典型应用场景包括机场、火车站、地铁站等。 

    烟火检测（FireDetection）：根据火情产生过程中烟与火所表现出的时空特征进行烟、火实时检测，可用于森林防火或易燃、易爆等危险品储藏区域的烟火检测。 

    B.非安全相关类应用 

    智能视频的非安全相关类的应用主要面向零售、服务、管理等行业，做为管理和服务的辅助工具，用以提高服务水平和营业额。此类应用主要包括： 

    人流量统计（PeopleCounting）：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。 

    人群控制（FlowControl）：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及时发现异常情况。典型的应用场景包括超级市场、车站、侯机楼等人员可能大量聚集的地方。