多種產品聯動 智能分析技術——自動跟蹤攝像機前行的助推劑

當前，視頻監控被廣泛用于公共場所、銀行、小區、商鋪等場所，但在實際應用當中，傳統監控系統要求人員不能離開監視屏幕，否則容易錯失重要的監控畫面，如果不能第一時間迅速對事件做出相應的動作，那造成的后果也可能會不堪設想。特別在監控點較多的情況下，更是對指揮中心工作人員的精神集中力要求更為苛刻。

隨著芯片技術的不斷提高，攝像機的技術、功能都得到了長足發展，過去難以實現的功能逐漸變得輕而易舉。如今，智能化技術正深入到攝像機當中，并隨著應用的增多，技術得到在逐步完善。目標自動跟蹤攝像機便是其中一種融合了智能跟蹤技術的攝像機產品，其在實際應用當中因可快速對單個或多個目標進行自動跟蹤，以獲取更多有價值的監控畫面而備受青睞。究竟其技術與市場如何，本期將與您共同探討。

自動跟蹤核心技術：智能、高清、PTZ

攝像機要實現自動跟蹤，最大的實現方式就是軟件和硬件的相結合，具體來說：軟件需要通過圖像能識別到目標物體，并進行建模和計算；硬件需要有一體化云臺控制技術，根據軟件計算到的目標坐標實施去調整攝像機當前的狀態，并同時觸發圖像的縮放和聚焦。如果要細化自動跟蹤技術的要點，有以下三個：

智能視頻分析技術：自動跟蹤也是智能視頻分析技術的一種常用技術，其技術表現在于在不需要人為操作的情況下，實現對目標物體的行為分析和判斷，在異常情況發生時及時產生報警聯動。前端攝像機將智能視頻分析算法集成到自身DSP中，以背景模型和特征識別為基礎，基于背景減除原理，將組成視頻的每一幀與基準背景圖像進行比較，分析圖像發生變化的區域，并對區域中的目標物體完成自動跟蹤。

高清圖像處理技術：圖像分辨率的提升有助于攝像機獲得更多的細節，而關鍵的細節就是攝像機實現自動跟蹤的基礎依據，也可以使基于視頻的智能行為分析獲得更高的精度，大大提升自動跟蹤的準確率。

PTZ精確定位技術：監控畫面中目標物體的移動是不固定的，PTZ定位的精度將直接影響自動跟蹤攝像機的跟蹤效果。目前主流廠商如海康威視、大華股份、蘇州科達、天地偉業等PTZ定位精度均可達±0.1°，通過智能分析算法的預判，自動跟蹤攝像機的PTZ能夠快速準確的定位至跟蹤目標，實現平穩有效的跟蹤。

其實從三個自動跟蹤產品的要點來看，其產品形態多以高速球為主，個別廠商會通過結合單支、多支槍機或多個球機實現更精準的自動跟蹤。

行業亮點產品分析

上述三個特性雖然不能涵蓋自動跟蹤攝像機的全部技術，但也是三個最為重要的基礎所在，視頻監控廠商在開發自動跟蹤產品時的主要依據也是這三點。下面就讓小編帶大家來欣賞行業多款亮點產品：

海康威視iDS-2DF7286-A：多智能實現準確跟蹤

海康威視iDS-2DF7286-A是一款200萬像素30倍光學變倍的紅外高清球機，除具備普通智能球的高清圖像采集、精確PTZ控制等功能外，通過集成?？低曌灾餮邪l的智能分析算法，可以自動檢測場景中的運動目標，并能自動的調整焦距和云臺方位以合適的倍率對目標進行跟蹤及報警。智能球還可進行人臉抓拍，通過配置規則能夠高效記錄過往人員面貌信息，方便事后查閱。

該款智能球機支持“行為分析”、“人臉抓拍”、“行為分析+人臉抓拍”三種智能類型。行為分析主要是實現對場景中的目標進行檢測識別、鎖定跟蹤，當與設置規則沖突則進行智能報警上傳，而當跟蹤目標是人時，同時開啟人臉抓拍功能，檢測到人臉后進行抓拍上傳。智能球最多可支持10個場景設置，進行多場景巡航跟蹤，單一場景支持8條行為分析規則可設，在實際應用中，可以根據場景來選擇對應的行為分析規則。目前可以進行有效分析的行為有：穿越警戒面、進入區域、離開區域、區域入侵、徘徊、停車、快速移動、人員聚集、物品遺留、物品拿取。

為了提升自動跟蹤球機的實用性，球機在智能分析算法中集成尺寸過濾功能實現對目標的最小和最大尺寸過濾，減少誤報；集成屏蔽區域設置功屏蔽場景中無意義的區域，減少環境影響以提高準確率；集成軀干檢測功能，確保在跟蹤人員的過程中能夠跟蹤在人的上半身，提高有效性。

該智能球因其自動跟蹤的特性，可應用于需要周界防范的場所，如機場、港口、無人值守變電站、油田、小區外圍等場景。

蘇州科達高清智能跟蹤系統：不漏跟任何目標

科達高清智能跟蹤系統采用的是槍球聯動方式，高清槍機負責全景監控，同時負責智能分析，當警戒區域內有運動物體出現則會對目標進行標框提示，并對全景畫面中的運動物體監控和運算，通知球機快速追蹤。高清球球機負責快速定位到移動目標，并拉近至可以清晰辨認的狀態，目標的一舉一動盡收眼底。這種方式即節省了成本，簡化了安裝維護，又解決了單球跟蹤漏跟嚴重的問題，確保不漏跟任何目標。

與傳統的標清跟蹤產品相比，科達智能跟蹤系統具備200萬像素跟蹤畫質，可提供全高清1080P的分辨率，非常完美地呈現出畫面的清晰細節，為最終圖像的有效性提供了有力的保障。

系統特性：可靠：采用運動物體檢測及多目標跟蹤技術，可跟蹤鎖定快速移動的多個目標；全面：由全景監控槍機 + 跟蹤球機組成，同時呈現全景和跟蹤特寫兩路視頻；高清：采用200萬像素攝像機，最大分辨率達到1080P、30fps的高清圖像；范圍廣：監控最遠距離不小于120米；靈活：可設定自動 / 半自動 / 手動三種跟蹤模式進行快速切換。

技術亮點：槍球聯動的自動跟蹤系統需要根據槍機圖像準確地同時鎖定多個目標，并對其進行實時跟蹤；需要具備精確地坐標關系映射，俗稱槍機到球機指哪兒打哪兒；需要云臺機芯平滑控制，保證無論快慢速目標均能始終出現在球機畫面中央且最優放大；需要對球機精確快速聚焦，保證無論快慢速目標均能得到清晰圖像。在這幾點上，科達的槍球高清智能跟蹤系統都是佼佼者。

天地偉業TC-NH9606S6-2MPIR-T 自動跟蹤球：三合一智能分析

天地偉業作為國內知名的視頻監控解決方案專家，在產品的研發、技術上都處于國內前列，其對自動跟蹤產品的理解是：跟蹤球應用場景有很多，大到平安城市，公安實戰，道路監控；小到工廠，小區，商鋪。該款球機不僅有跟蹤功能，還有行為分析功能，如徘徊、奔跑檢測，人流量統計，計數統計等。比如無人值守區，當有人闖入會觸發跟蹤功能，聯動錄像。比如公安警戒區，能夠對徘徊、奔跑犯罪異常行為進行監視。比如博物館、監獄等敏感區域，能夠對進出人數進行統計，方便控制人數。比如廣場、火車站附近，可以對人流量進行統計，方便及時疏導等。

只有對產品應用的透徹理解才能打造出最合適、最優秀的產品，所以，天地偉業TC-NH9606S6-2MPIR-T自動跟蹤球的推出受到用戶的廣泛認可，其技術核心主要表現在：智、準、快、清、遠。

智——智能化。TC-NH9606S6-2MPIR-T具備智能跟蹤、行為分析和人臉檢測三合一智能分析功能，其中智能跟蹤包括手動或自動鎖定、多場景巡航、拌線和周界等報警聯動跟蹤；行為分析包括支持穿越警戒面、周界防范、徘徊檢測、人數統計（支持垂直和傾斜式人數統計功能）、聚集檢測、停車、快速移動、物品遺留丟失等；人臉檢測包括對經過設定區域的行人進行人臉檢測和人臉跟蹤。

準——定位準。該球機的定位可精準至0.01°。

快——轉的快。在保證圖像流暢清晰的前提下，該球機的運轉速度最快可達600度/秒，紅外球400度/秒，堪稱業內最快！

清——看的清 。高清圖像自然不在話下，而最主要的是體現在其圖像處理技術上。該球機通過寬動態、強光抑制、3D降噪、透霧、數字防抖、三碼流和ROI感興趣區域編碼七大功能實現高品質畫質。

遠——照的遠。該機具備14顆紅外陣列，150米超遠紅外距離。此外，該球機還搭配防紅外過曝技術，無論遠近距離皆可清晰成像。

亞安電子哨兵： 更高端 更專業

亞安研發的視頻入侵報警云臺攝像機，又稱電子哨兵，是一款典型采用自動跟蹤技術的云臺攝像機。視頻入侵報警云臺攝像機（電子哨兵）主要由高清全景檢測攝像機（預警機）、高清紅外伺服跟蹤云臺攝像機（定位機）組成。

預警機分別由水平預警機和垂直預警機構成，內嵌音視頻壓縮網板、環境感知傳感器和高清全景攝像機。其中，水平預警機主要對水平區域進行實時監控。并可根據監控要求，手動調整攝像機的位置。垂直預警機主要是對云臺下方的區域進行監控，解決了傳統攝像機“燈下黑”的問題。

定位機主要由高清光學變倍一體化攝像機、紅外變焦激光照明器、高速控制主板、示警喇叭、示警燈和風冷加熱組件構成。定位機可實現水平范圍0-360°無限位連續旋轉，垂直范圍-90°—+90°旋轉。整體結構緊湊采用鎂合金壓鑄而成，流線型外形，既美觀輕巧又滿足風載荷要求。整機氣密封IP67設計，滿足各類室外環境下應用。整機等電位體EMC設計，有效隔離了外部環境對電路和整機的影響，從而保證了產品的運行穩定。

該視頻入侵報警云臺攝像機工作原理是：在設定的警戒范圍內，預警機可組成無盲區覆蓋監控區域，并輸出高清全景圖像，當有入侵目標出現時，內置的圖像處理器對監控區域進行移動目標、越界目標、侵入目標進行圖像抓拍、行為分析，同時，將入侵信號傳送給定位機，定位機根據入侵信號，啟動目標跟蹤模塊控制云臺旋轉至監控入侵點，對目標進行智能PTZ 跟蹤，一旦入侵人員觸碰到預設的觸警區域，將會自動開啟聲光示警功能，并通過爆閃、喊話等方式進行入侵示警。此外，電子哨兵內部集成的紅外照明系統配合低照度攝像機可以有效提高夜晚防入侵能力。

憑借其突出的特點和優勢，該產品能夠滿足不同場所的監控需求。如：監獄看守所、石油管線、武警部隊、機場、港口、政府機關、工廠小區等。根據實際應用場所設置優先檢測區域、不偵測區域、越線警戒線，區域形狀可隨意設置，可有效事前預警，降低入侵行為的發生率。作為新一代的高清、智能視頻周界防范系統的應用前景將會更加廣闊。

自動跟蹤產品優缺點分析

從上述多款行業代表性產品來看，自動跟蹤攝像機的優勢非常明顯，其可以把事后應急變成主動防范，也可以解放人力，使得人們不需要時時刻刻盯著大屏幕去操作。對于自動跟蹤產品的核心優勢，?？低暜a品專家李意元表示：自動跟蹤攝像機的優點主要解決了傳統視頻監控中海量信息冗余，完全依靠人力，事后查詢需要大量時間的問題，自動跟蹤球機對所關注的視頻源實時分析，有效避免信息遺漏，使各種高風險行為在發生初期就被發現，變被動監控為主動防御，有效降低人力成本。

當然，無論是何種產品都不一定能做到盡善盡美，總有一些技術難關需要去克服。就筆者在多家廠商相關技術負責人中了解到，當前自動跟蹤攝像機產品的短板有以下幾點：

無法完全消除誤報的影響，現場光照環境、拍攝角度等都將影響攝像機的跟蹤效果，這仍然是目前智能視頻分析技術無法回避的問題

不具備行為的判斷能力，以常用的周界防范為例，球機可以通過區域入侵功能發現移動目標，并實現自動跟蹤，但是闖入者的動機，是否有意地向警戒區域內探望等都是無法通過球機來識別的。

當有多個目標進入時，自動跟蹤球機只能跟蹤當前檢測到的第一個移動目標，無法同時跟蹤多個目標。

目前的智能分析規則，只能滿足普通場景應用需求，不適用于特定行業的應用需求，比如教室錄播系統中，對老師和學生的檢測跟蹤。

對于如何攻克現有自動跟蹤產品的缺點，上述行業亮點產品所涉及的廠家就給出了最出色的答案：

?？低暈榱颂嵘詣痈櫣δ艿膶嵱眯?，球機不斷優化核心智能分析算法，集成尺寸過濾、屏蔽區域設置、軀干檢測等功能，盡可能減少誤報。同時，海康威視采用球機搭配魚眼攝像機的模式，實現魚球聯動跟蹤，達到“無盲區、無死角”全方位不間斷的監控，有效解決同時跟蹤多個移動目標的問題。蘇州科達采用槍球聯動的方式，由一個智能槍機和一個跟蹤球機，兩個部分組成。槍機拍攝全景負責對運動物體進行識別，球機負責特寫跟隨智能槍機的識別結果進行跟蹤的。一槍一球進行搭配，可以覆蓋非常廣闊的區域。兼顧全景，又不遺漏任何重要的細節。部署也非常靈活。天地偉業的球云臺產品全部內置了自動跟蹤算法，以高清為基礎，智能為應用，采用最新的TI DM8127平臺，自主研發跟蹤算法內嵌在DSP中，雙核高處理能力確保跟蹤準確迅速，采用一體化云臺設計，轉達轉速600度，確保跟蹤迅速，不丟失目標。天津亞安研發的電子哨兵預警攝像機由多臺可自由調節角度的構成，從預警監控范圍上有了極大的擴展，同時可根據實際環境靈活調節預警監控角度，適應性極大提升，解決了傳統智能跟蹤攝像機安裝復雜，“燈下黑”視野盲區等問題。通過定位機、預警機有效協調聯動，從根本上有效解決了傳統攝像機視場角范圍小、監控方向單一、盲區多等問題，從而很好地實現了真正意義的無盲區監測效果。

相信過去自動跟蹤攝像機“跟不準”、“跟不住”的現象，將會在廠商的不斷努力下得到優化，從而得到更廣泛的應用，讓用戶用起來更放心。

結束語

從實際應用角度出發，自動跟蹤攝像機并不是任何場景都適用，而是適用于視野范圍比較廣闊，運動目標不是很密集的場景。例如：政府大院、重點廠區的周界、廣場監控等等。天地偉業相關負責人表示：采用自動跟蹤攝像機的監控系統可以智能地探測、跟蹤運動目標，實現對運動目標的自動跟蹤、錄像、報警，徹底改變了視頻監控系統只能作為輔助系統的局面。

跟蹤技術不斷的發展和用戶需求不斷的提升，單球機跟蹤，將逐漸不能滿足用戶需求、無法適用在運動目標相對多的復雜場景，從廠商推出的自動跟蹤產品來看也證明了這一點。多球機聯動或多種產品結合跟蹤是自動跟蹤攝像機未來的發展趨勢，通過這種多方式聯動跟蹤技術的相結合，對廣域范圍內目標進行的智能行為分析，并將同時監控的多個目標按照既定的策略進行排序，并按照先后順序，指揮智能跟蹤球機逐個跟蹤監控目標，大大提升智能跟蹤的效率。

另外，自動跟蹤的發展也依賴于芯片技術的提升與核心算法的優化。當前，包括?？低?、大華股份、浙江宇視、天地偉業、蘇州科達、天津亞安等知名視頻監控廠商都在繼續加強智能視頻分析核心算法的研發，使自動跟蹤球機能夠識別與分析更多的行為規則，同時研發出更多符合各個特定場景需要的應用模式。同時，隨著行業細分的深入，行業需求將出現越來越明顯的差異，廠商在有針對行業業務應用特色開發“定制化”的自動跟蹤攝像機，以滿足用戶更多需求。