近年來(lái)在視頻監(jiān)控市場(chǎng)中，智能視頻分析技術(shù)成為熱點(diǎn)產(chǎn)品，在城市管理、公共安全、銀行、交通等行業(yè)得到了較廣泛的應(yīng)用，取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，成為企業(yè)新的技術(shù)制高點(diǎn)和發(fā)展方向。大華公司經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累，擁有自主開發(fā)的全系列智能分析算法，提供了從前端到后端的豐富多樣的產(chǎn)品形態(tài)，集中體現(xiàn)在下面的幾個(gè)方向：

 

 

　　·已經(jīng)在市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用的成熟技術(shù)，包括行為分析、視頻質(zhì)量診斷、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、人臉識(shí)別、自動(dòng)跟蹤等；提升視覺感官體驗(yàn)的技術(shù)，包括圖像防抖、交通監(jiān)控增強(qiáng)、去霧等視頻預(yù)處理技術(shù)；

 

 

　　·提升分析準(zhǔn)確率的技術(shù)，主要是雙目識(shí)別技術(shù)；

 

 

　　·面向事后分析的技術(shù)，包括圖像復(fù)原、圖像摘要檢索等技術(shù)；

 

 

　　·提供全系列智能產(chǎn)品，包括智能IPC、智能球機(jī)、智能編碼分析器、智能服務(wù)器等，為各行業(yè)用戶提供豐富的功能和產(chǎn)品的選擇。

 

 

 

 

　　智能分析技術(shù)是智能視頻技術(shù)的核心，其特點(diǎn)是需要與行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)進(jìn)行深入的結(jié)合，依托于軟件系統(tǒng)而使用。不同的行業(yè)用戶，在系統(tǒng)規(guī)模、建設(shè)方式、應(yīng)用場(chǎng)景、檢測(cè)目標(biāo)、性能要求、數(shù)據(jù)后臺(tái)處理等方面，都有很大的不同。

 

 

　　以算法穩(wěn)定、技術(shù)成熟、形態(tài)豐富的軟硬件產(chǎn)品為基礎(chǔ)，大華針對(duì)各行業(yè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了不同的智能應(yīng)用方案，為行業(yè)用戶提供周到完善的智能分析服務(wù)。典型的市場(chǎng)包括周界安防、金融行業(yè)監(jiān)控、監(jiān)所監(jiān)控、商場(chǎng)客流統(tǒng)計(jì)等。

 

 

　　（1）周界安防：主要應(yīng)用于園區(qū)、室內(nèi)等常規(guī)性的安保場(chǎng)所，使用區(qū)域入侵、圍墻翻越、人員徘徊、物品遺留、物品搬移等行為分析算法。在當(dāng)前的市場(chǎng)中，應(yīng)用的范圍最廣，技術(shù)來(lái)源最多，產(chǎn)品形態(tài)最豐富，具備一定的普適性。

 

 

　　（2）金融行業(yè)監(jiān)控：監(jiān)控金融營(yíng)業(yè)場(chǎng)所，以ATM機(jī)和自助銀行為核心，防范貼紙條、非法讀卡器等金融特色的犯罪行為，和識(shí)別取鈔人的異常人臉。使用特點(diǎn)是應(yīng)用于小范圍的固定區(qū)域，室內(nèi)室外兼有；可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行一定的改造以適應(yīng)系統(tǒng)；可以對(duì)人員活動(dòng)區(qū)域和軌跡做一定的約束以適應(yīng)系統(tǒng)。

 

 

　　（3）監(jiān)所監(jiān)控：針對(duì)監(jiān)所內(nèi)部的監(jiān)室、通道、值班室，外部周界的圍墻，需要提供起身、攀高、打架斗毆、值班在崗、跟蹤球機(jī)等技術(shù)和產(chǎn)品。

 

 

　　（4）商場(chǎng)客流統(tǒng)計(jì)：針對(duì)商場(chǎng)的主要出入口和通道，檢測(cè)穿越該區(qū)域的活動(dòng)人員目標(biāo)。應(yīng)用場(chǎng)景面向較密集的人流，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘分析，提供有商業(yè)價(jià)值的報(bào)表。

 

 

 

 

　　如果說(shuō)在CIF、D1的時(shí)代，用戶只是滿足于看得見、存得下、可管理的技術(shù)水平的話，那么隨著高清技術(shù)日漸普及，用戶對(duì)于畫質(zhì)和畫面內(nèi)容的要求，將提出前所未有的高要求。高清對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，不只是意味著分辨率的提高、編解碼能力的增強(qiáng)，而更需要對(duì)畫面內(nèi)容的深入處理，能夠協(xié)助用戶獲得更多的有效信息。

 

 

　　視頻監(jiān)控高清化，對(duì)提高智能分析技術(shù)的準(zhǔn)確率，將會(huì)有實(shí)質(zhì)性的幫助，但是高清意味著對(duì)系統(tǒng)處理資源的高需求，這對(duì)智能分析技術(shù)的處理能力也提出了很高要求。一方面，在前端和后臺(tái)，都需要產(chǎn)業(yè)鏈上游提供性能更高、更優(yōu)化的處理器技術(shù)，提供更大的運(yùn)算能力，另一方面，需要智能分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高的計(jì)算效率，更好的計(jì)算策略，以降低系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷。

 

 

　　在高清時(shí)代來(lái)臨時(shí)，智能分析技術(shù)需要擴(kuò)大自己的技術(shù)涵蓋范圍，一是在系統(tǒng)集成方面，與網(wǎng)絡(luò)化的聯(lián)動(dòng)、控制、指揮結(jié)合更緊密。二是在處理技術(shù)方面，更多的與畫質(zhì)處理技術(shù)結(jié)合，通過(guò)更高質(zhì)量的畫面內(nèi)容，提高準(zhǔn)確率。三是在產(chǎn)品形態(tài)方面，提供從標(biāo)清到高清，從前端到編碼器、傳輸層、中心設(shè)備、顯示設(shè)備的不同應(yīng)用產(chǎn)品，使用戶在設(shè)計(jì)解決方案時(shí)，有更加豐富、靈活的選擇。

 

 

 

 

　　智能分析技術(shù)的發(fā)展瓶頸，目前主要是在已經(jīng)成熟的各項(xiàng)技術(shù)的誤報(bào)率上。在現(xiàn)有技術(shù)水平的條件下，為降低誤報(bào)率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性，除了對(duì)算法深耕細(xì)作之外，還需要投入力量分析環(huán)境使用特點(diǎn)，促使使用環(huán)境向著有利于智能分析技術(shù)發(fā)揮能力的方向變化，降低復(fù)雜環(huán)境對(duì)于智能分析技術(shù)的不利影響。這種變化的實(shí)現(xiàn)途徑，一是在附屬系統(tǒng)的建設(shè)上加大投入，通過(guò)如輔助光照等技術(shù)產(chǎn)品間的配合來(lái)改善應(yīng)用環(huán)境，避免單一依賴智能分析技術(shù)的情況；二是對(duì)人、對(duì)車輛等監(jiān)控目標(biāo)加強(qiáng)管理，通過(guò)對(duì)目標(biāo)的移動(dòng)方向、路線、密度等做梳理和引導(dǎo)，改善目標(biāo)場(chǎng)景的有序性；三是尋找一些新技術(shù)、新算法，如雙目識(shí)別算法等，設(shè)法在預(yù)處理環(huán)節(jié)提高源視頻的質(zhì)量，降低環(huán)境干擾因素對(duì)智能分析技術(shù)識(shí)別的影響。

 

 

 

 

　　在基礎(chǔ)的智能監(jiān)控需求已經(jīng)得到滿足的情況下，市場(chǎng)不再滿足于現(xiàn)有的智能化技術(shù)種類，而是尋求更新的算法、更豐富的業(yè)務(wù)應(yīng)用，力求實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用的廣度、深度上的突破。下面介紹幾種代表性新技術(shù)：

 

 

　　1、提升視覺感官體驗(yàn)：圖像增強(qiáng)

 

 

　　監(jiān)控系統(tǒng)面臨的重要問(wèn)題，是受到各種干擾因素的影響，使得系統(tǒng)不能在全天候、全天時(shí)下運(yùn)行，系統(tǒng)的可靠度低，LCC值不經(jīng)濟(jì)。這些干擾因素主要包括如白天環(huán)境下的泛光、逆光，低照度環(huán)境，霧、灰霾等的大氣散射環(huán)境干擾，降雨、降雪、沙塵等氣象條件的影響。

 

 

　　圖像增強(qiáng)技術(shù)主要解決的問(wèn)題，是通過(guò)算法對(duì)視頻源進(jìn)行視覺改善處理，有效的改善畫質(zhì)，提高圖像的清晰度，提高視覺可分辨性，使原本低質(zhì)量的圖像能夠滿足監(jiān)控需要，達(dá)到清晰可辨的程度。

 

 

　　（如圖1所示）

 

圖 1   圖像增強(qiáng)技術(shù)讓圖像更清晰
 

　　圖像增強(qiáng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑，是突出原有圖像中需要重點(diǎn)觀測(cè)的內(nèi)容，抑制非重點(diǎn)觀測(cè)內(nèi)容，通過(guò)對(duì)像素的灰度值運(yùn)算處理生成一幅新的圖像，以改善視覺效果。圖像增強(qiáng)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有：

 

 

　　·對(duì)不同自適應(yīng)不同時(shí)刻、不同程度的干擾因素；

 

 

　　·自適應(yīng)不同的景深、視角、目標(biāo)內(nèi)容；

 

 

　　·有效分辨畫面內(nèi)容，充分保留局部細(xì)節(jié)；畫面對(duì)比柔和，色彩過(guò)渡均衡，亮暗對(duì)比適中；色彩恒常性好，不受場(chǎng)景變化影響；

 

 

　　·正常環(huán)境下不影響畫質(zhì)；未增強(qiáng)的畫面不失真。

 

 

　　2、提升識(shí)別準(zhǔn)確率：雙目立體視覺

 

 

　　雙目立體視覺技術(shù)的核心目的，是提高識(shí)別的準(zhǔn)確率。由于立體視覺技術(shù)形成的視場(chǎng)中帶有物體的三維幾何信息，因此能夠有效的設(shè)定檢測(cè)規(guī)則，排除光線、影子等干擾因素，大幅提高智能分析的準(zhǔn)確度。如果說(shuō)高清技術(shù)通過(guò)提升可用像素來(lái)提高分析的準(zhǔn)確率，是戰(zhàn)術(shù)性的舉措，那么雙目立體視覺技術(shù)對(duì)視頻分析準(zhǔn)確率的影響則是戰(zhàn)略性的。

 

 

　　（如圖2）

 

圖2  立體視覺技術(shù)提升圖像識(shí)別準(zhǔn)確率
 

　　雙目立體視覺技術(shù)是基于視差原理，并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來(lái)獲取物體三維幾何信息的方法。采用雙相機(jī)或多相機(jī)，對(duì)視場(chǎng)內(nèi)空間的自由運(yùn)動(dòng)體的三維位置坐標(biāo)及姿態(tài)進(jìn)行高精度的測(cè)量，確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的質(zhì)心位置，并根據(jù)標(biāo)定結(jié)果對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行高精度跟蹤。

 

 

　　立體視覺技術(shù)的跟蹤，由于能夠辨識(shí)目標(biāo)的三維坐標(biāo)、姿態(tài)、相對(duì)距離、與背景環(huán)境的空間距離，因此能適應(yīng)復(fù)雜的跟蹤背景環(huán)境。

 

 

　　3、面向事后應(yīng)用：

 

 

　　視頻濃縮與檢索

 

 

　　面對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中海量的錄像數(shù)據(jù)，如何有效、高效的應(yīng)用，減輕人工查看回放帶來(lái)的時(shí)效性差、成本高、

 

 

　　疲勞問(wèn)題，并在不同分辨率、不同清晰度的錄像中準(zhǔn)確的辨別出需要獲取的信息，行業(yè)提供了視頻復(fù)原、視頻濃縮、視頻結(jié)構(gòu)化檢索等技術(shù)手段。

 

 

　　（1）視頻濃縮

 

 

　　將視頻濃縮形成視頻片斷，不同時(shí)刻的目標(biāo)"穿越時(shí)空"同時(shí)展現(xiàn)播放，使24小時(shí)的視頻被制作成一個(gè)簡(jiǎn)短到幾分鐘濃縮視頻成為現(xiàn)實(shí)（如圖3）。視頻濃縮不僅濃縮的是事件的精華，也是活動(dòng)事件的全部，沒有價(jià)值的視頻將被剔除。通過(guò)多分格快照技術(shù)，可以在幾秒中看完所有的活動(dòng)目標(biāo)成為可能，回溯原始視頻功能，瞬間鎖定目標(biāo)在原始視頻中的位置。這些智能視頻分析功能的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用將大大提高海量視頻監(jiān)控錄像分析的效率。

 

 

圖3 圖  3  視頻濃縮jishu技術(shù)提升海量視頻分析效率
 

　　（2）視頻分類檢索

 

 

　　傳統(tǒng)的視頻搜索功能主要是以物理?xiàng)l件的設(shè)定為主要搜索條件的，比如時(shí)間，日期等。而智能視頻檢索功能能夠通過(guò)認(rèn)為設(shè)定的智能條件進(jìn)行快速的視頻搜索（見圖4）。比如：特定場(chǎng)景的變化條件、嫌疑物體（人、車、其他特征物體）的出現(xiàn)等為搜索條件，進(jìn)行特定視頻條件的智能搜索，結(jié)合其他智能視頻功能，可以使大量的無(wú)序信息在短時(shí)間內(nèi)形成有價(jià)值的證據(jù)鏈。

 

 

 

圖4  視頻檢索能夠?qū)φJ(rèn)定條件快速搜索

　　視頻分類檢索技術(shù)未來(lái)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)化錄像存儲(chǔ)是未來(lái)的方向。但還需要解決以下關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題：視覺信息、高層語(yǔ)義信息數(shù)據(jù)描述技術(shù)、分類規(guī)范和信息索引技術(shù)、存儲(chǔ)組織和高效搜索技術(shù)、提高智能分析技術(shù)的準(zhǔn)確度、智能技術(shù)的硬件產(chǎn)品化、異地查詢和交換技術(shù)等。

 

 

 

 

　　可以預(yù)見的是，這些技術(shù)將與現(xiàn)有的各項(xiàng)智能技術(shù)不斷的融合，并擴(kuò)展到各種產(chǎn)品形態(tài)中，應(yīng)用在視頻監(jiān)控的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而變化為更多的智能化產(chǎn)品類型，更豐富的業(yè)務(wù)應(yīng)用，更靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而推動(dòng)

 

 

　　智能視頻技術(shù)更深入的與行業(yè)用戶的業(yè)務(wù)需求相結(jié)合，為視頻技術(shù)開拓出更大的行業(yè)市場(chǎng)。

 

 

　　（作者：浙江大華技術(shù)股份有限公司  江浩）