智能視頻分析技術發展趨勢

基于各智能分析技術廠家在商業化應用中的不斷嘗試，筆者認為當前以及今后一段時間智能視頻分析技術的發展趨勢可以概括為“四化一結合”，即易用化、高清化、平臺化、行業化和與傳統視頻處理技術結合。

前言

高清化、網絡化和智能化是目前視頻監控技術的主要發展趨勢，其中智能化是指利用智能分析算法對視頻數據進行處理，提取其中有價值的信息，并以報警等方式向使用者提示關鍵信息，從而提升視頻監控系統的智能化程度和實際使用價值。智能視頻分析技術能夠將視頻監控從傳統的“被動監控”轉變成智能化的“主動監控”，并且能夠將使用者從單調枯燥的監控工作中解脫出來和避免監控時間長導致注意力下降的問題，實現24小時全天候監控，故而受到越來越多的使用者的關注和重視。

發展現狀

智能視頻分析技術是在視頻監控數字化進程中逐漸得到實際應用的，至今已有超過10年的發展歷程。但是，就目前的智能視頻分析技術發展水平和實際使用情況來看，智能視頻分析技術僅在銀行、交通、司法等部分行業取得了較小規模的應用，并且更多的時候僅僅作為項目的亮點演示之用。可以說，智能視頻分析技術的市場還沒有真正拓展開來，其主要原因在于用戶對智能產品的認知及需求與智能產品所能實現的智能程度存在較大偏差，而部分廠商為了占有市場所采取的夸大性能的宣傳方式使得這一問題更加突出。從智能視頻分析技術的長遠發展看，相關智能產品的廠家應當立足當前能夠達到的技術水平，提升產品對不同場景的適應性和魯棒性，并且簡化產品的設置，提升易用程度，給客戶帶來真正的便捷和價值，逐漸改變用戶對智能程度的預期，最終使智能視頻分析技術真正得到廣泛應用，成為視頻監控技術的又一次變革。

發展趨勢

基于各智能分析技術廠家在商業化應用中的不斷嘗試，筆者認為當前以及今后一段時間智能視頻分析技術的發展趨勢可以概括為“四化一結合”，即易用化、高清化、平臺化、行業化和與傳統視頻處理技術結合。

易用化

繁瑣的參數設置過程是目前阻礙智能視頻分析技術廣泛應用的重要內在因素之一。智能視頻分析技術的首要發展方向是讓智能產品更加易用化，只有具備易用化特征的智能產品才具備大規模推廣的可能性。易用化主要體現在如下兩點：

第一，采用友好的用戶界面，即簡化配置過程并采用合適的提示幫助用戶理解參數配置的要求和操作方法，采用更加方便的報警處理機制和查詢方式，最終使用戶能夠不需要專業背景知識或者培訓就可以直接輕松使用智能設備。

第二，智能視頻分析技術應能夠自應適應更為復雜和多變的場景，這對各智能視頻分析的廠商應不斷完善核心算法提出了更高層次的要求，如通過研究背景建模、目標檢測跟蹤及目標識別等相關核心算法的增量式學習機制，從而提高周界防范、自動跟蹤、人臉識別等智能分析技術在各種監控場景下，如低照度，高擾動環境下的自適應能力。

高清化

隨著視頻監控系統的高清化，智能視頻分析技術也將由標清進入高清時代。高清化的視頻圖像，在賦予智能視頻分析更多信息和研究內容的同時，也對智能分析算法以及處理器的運算性能也提出了更高的要求。具體表現如下：

1、高清視頻圖像為智能視頻分析提供更多的圖像細節，有利于進一步提高智能視頻分析算法的準確性和穩定性，并可對視頻圖像進行更高層次的智能分析。例如基于標清視頻的智能分析技術只能對50米之內的目標進行檢測和識別，而基于高清的視頻圖像則可以實現對100米以外甚至更遠處的目標進行分析。

2、由于高清視頻所帶來的帶寬及存儲壓力，智能視頻分析技術將在高清監控系統中發揮更大的作用。通過對前端高清視頻的智能分析，智能設備直接提取其中有價值的數據進行存儲，如根據智能報警事件進行有選擇的錄像存儲，將大大降低原始高清視頻數據的傳送及存儲的需求。

3、隨著視頻圖像分辨率的提高，智能視頻分析占用的計算及內存資源將會大幅提升，這對智能設備的性能需求將會是一個重大的挑戰。同時也將促成智能視頻分析技術通過嵌入式芯片方式直接集成到前端設備，或者采用云計算技術來實現智能視頻分析等全新應用模式的發展。

平臺化

就目前而言，主流的智能視頻分析技術主要應用于視頻信號的實時報警分析，智能分析技術還并未很好地融入到監控系統中。隨著用戶對視頻監控系統投入的加大，以及應用和依賴程度的加深，單一或者基本的智能分析功能將不能滿足用戶的實際需求，未來對于特定的用戶，異常行為分析、關聯跟蹤、視頻檢索等高級智能分析將進一步得到應用，多種傳感器以及與電子地圖、綜合調度系統等其他技術的融合也會進一步加強，具體如下：

（1）利用多傳感器融合技術可以進一步提高智能視頻分析技術的可靠性，例如在視頻分析過程中可以結合音頻信號處理及分析技術，可以提升打架斗毆等異常行為事件檢測的準確性，彌補單一視頻信號分析存在的缺陷；還可利用深度傳感器獲取場景中各目標的深度及高度信息，從而準確地估計出目標的真實大小，濾除大部分誤報，提高智能分析報警有效性。

（2）利用關聯跟蹤及身份識別技術，通過分析監控系統中可疑人員或車輛經過多個監控點的時空關系，找出其行進路徑及方向，生成行徑目標的行動軌跡并在電子地圖上進行顯示，在直觀明顯的同時可以實現對目標的及時有效布控。

（3）利用視頻檢索技術并結合云計算、云存儲等技術，對監控系統中的海量視頻數據進行快速高效地管理，對視頻數據進行結構化描述，提高存儲及檢索的效率。此外，可結合數據挖掘技術，對監控系統中的視頻進行深度分析，輸出相應的分析結果幫助系統使用者生成決策。

從而，智能視頻分析技術將實現與現有的視頻監控系統、電子地圖、調度系統等多種業務系統的平臺化整合，并將推動平臺整體產生更加高效的應用模式，最終實現為用戶創造價值。

行業化

由于不同行業的業務需求以及應用場景的差異性，很難有一種智能視頻分析技術可以滿足不同的行業的需求，相反的，智能視頻分析技術在不同的行業應用中將會有越來越多的定制化特性和需求，具體表現如下：

1、在金融行業應用中，可以結合ATM面板路的攝像機，利用智能視頻分析技術自動發現是否安裝讀卡器、黏貼虛假廣告紙條、遺留錢包或鑰匙等異常事件；結合ATM上的人臉路攝像機，利用人臉分析技術自動發現蒙面取款、多人同時取款等異常事件；還可以結合ATM自助大廳的全景監控攝像機，利用智能技術及時發現尾隨跟蹤、打架斗毆等一系列危害客戶的行為事件。此外，還可以與銀行自身業務相結合，推出基于人臉識別的自動授權系統。

2、在公安行業應用中，利用人臉識別技術可以在車站安檢口、酒店、KTV等娛樂場所出入口實現人臉的實時抓拍和嫌疑人員實時布控抓逃的功能；利用人臉大庫檢索技術可以實現人員身份快速確認和二代證數據庫查重功能，發現重復辦證的人員，以杜絕一人多證的情況；在公安刑偵破案過程中，可利用視頻濃縮技術對相關犯罪視頻進行濃縮摘要，利用后檢索技術實現可疑目標在不同視頻片段中的匹配檢索，從而幫助辦案人員快速發現破案線索，提高破案效率。

3、在司法行業應用中，可以結合監舍內部的監控攝像頭，利用智能視頻分析技術自動檢測關押人員是否存在上吊，脫崗，打架斗毆，倒地等一系列異常事件，避免傷害事件的發生；并且可以利用人臉識別技術實現探視家屬的出入管控。

4、在交通行業應用，目前應用于車輛卡口的車牌識別技術已經趨于成熟，并已經逐漸延伸到對車型分類、車標及車輛顏色識別等更細微特征；車輛擁堵、車輛逆行、高速公路上行人闖入等交通事件的檢測目前也開始逐漸推廣；基于智能視頻分析的交通流量參數自動統計技術也慢慢起來，相信在不久將來，基于智能視頻分析的大交通誘導系統也會成為可能。

5、在零售行業中，智能視頻分析技術可以通過視頻監控系統進行自動化的客流量統計，商場熱點分析，VIP客戶自動識別提示，商品關注度統計，自動輸出分析數據協助業主進行業務決策；并且可以自動檢測偷盜，損壞商品等行為，及時預防、減少損失。

深入研究不同行業客戶需求，通過前端的市場人員，與后端的技術、研發人員的協同配合，不斷適應行業的細分需求，提供以行業應用為前提的一整套智能解決方案將是智能視頻分析技術發展的重要趨勢。

與傳統視頻處理技術結合

隨著人臉、目標檢測等智能視頻分析技術的成熟，將其與視頻編碼、前端參數自動調節等傳統視頻處理技術進行結合的應用模式也在新的智能設備中得到應用。具體表現如下：

1、利用智能視頻分析的結果指導前端參數進行曝光參數的調整，從而使前端采集設備在過曝或者過暗等惡劣光照場景下提升目標區域的成像質量，具體產品如采用基于人臉區域的曝光補償技術的人臉抓拍機。

2、利用智能視頻分析的結果自適應改變視頻壓縮的參數，即采用基于興趣區域的變質量編碼，實現保證目標區域的清晰程度與降低視頻傳輸和存儲的整體碼率的權衡。

3、將智能視頻分析結果進行結構化描述和整合到視頻編碼中，或者采用面向對象的編碼技術，從而實現對非結構化的視頻數據按照智能分析結果（如特定目標或者事件）進行編碼。

上述智能視頻分析與傳統視頻處理技術相結合的三種應用均已有相應的產品推出或者處于研發中，隨著智能視頻分析技術研究和應用的深入，相信會不斷推出更多其他應用模式。

結束語

隨著物聯網、智慧城市、云計算等概念的提出和城鎮化的不斷推進，視頻監控行業的發展前景正得到業界的廣泛認同和市場本身的印證：視頻監控在國家應急體系、平安城市、平安校園、科技強警等重大工程項目中所占的比例穩步提升，公安、交通、司法、金融等行業客戶對視頻監控有著強烈的需求，校園、商場、娛樂場所、小區等民用安防市場對視頻監控的需求也日益升溫。然后，隨著市場的壯大和硬件設施的投入，讓所建設的系統為用戶創造價值的呼聲越來越高，而智能視頻分析技術是解決海量視頻數據處理的唯一解決方案和必然發展趨勢。隨著智能視頻分析技術的不斷發展和成熟，其在安防監控中所扮演的重要角色和價值亦將日益顯現。