自動(dòng)跟蹤：讓目標(biāo)無(wú)可遁形

文/陳乾

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控一直是把攝像機(jī)作為一種視頻采集工具，對(duì)特定區(qū)域發(fā)生的事件進(jìn)行監(jiān)視、記錄，而對(duì)于發(fā)生事件的判斷依然需要人來(lái)處理，這需要時(shí)刻有安保人員對(duì)實(shí)況畫面進(jìn)行查看。但在一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)的數(shù)量往往成百上千，安保人員基本不可能做到對(duì)每個(gè)攝像機(jī)畫面進(jìn)行查看，往往是待事件發(fā)生之后對(duì)攝像機(jī)的錄像進(jìn)行回溯追查線索，這與人們想要的能實(shí)現(xiàn)“事前預(yù)判”與“事中告警”的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在偏差。

不僅要看清，能在錄像中查到事件發(fā)生時(shí)的蛛絲馬跡，更要能看懂，在事件發(fā)生前或者事件發(fā)生時(shí)發(fā)出告警提醒監(jiān)控人員，這個(gè)需求推動(dòng)了智能監(jiān)控時(shí)代的到來(lái)。

球機(jī)是前端監(jiān)控產(chǎn)品中比較特殊的一個(gè)系列，它有兩個(gè)最重要的兩個(gè)組件：一體化機(jī)芯和電機(jī)部件。一體化機(jī)芯確保球機(jī)能進(jìn)行變倍變焦的靈活調(diào)節(jié)，適應(yīng)各種距離監(jiān)控；電機(jī)部件確保球機(jī)能在水平0～360°、垂直0～90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控。其實(shí)從球機(jī)的這兩個(gè)關(guān)鍵組件中可以看出，球機(jī)產(chǎn)品是帶有“智能基因”的，它的視野并不固定，可以根據(jù)用戶的需要來(lái)靈活調(diào)整監(jiān)控范圍。比如，平時(shí)球機(jī)可以設(shè)置成廣角，獲取大范圍視野，進(jìn)行全局監(jiān)控，一旦有可疑目標(biāo)出現(xiàn)，可以第一時(shí)間變倍、操作云臺(tái)，進(jìn)行局部放大并對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，獲取清晰的大圖。可是這種跟蹤還是擺脫不了人的操作，所以很多時(shí)候我們看到的是左圖的現(xiàn)象：把球機(jī)當(dāng)槍機(jī)使用。隨著前端智能技術(shù)的發(fā)展，使得球機(jī)看懂畫面中正在發(fā)生的事情成為可能，真正的自動(dòng)跟蹤才成為現(xiàn)實(shí)。

所謂自動(dòng)跟蹤，是指在球機(jī)的看守位畫面內(nèi)設(shè)定一個(gè)敏感區(qū)域，一旦球機(jī)識(shí)別到有移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)入該區(qū)域， 能自動(dòng)控制鏡頭變倍，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)放大，并控制云臺(tái)對(duì)該目標(biāo)跟蹤，使目標(biāo)一直處于畫面中央，自動(dòng)跟蹤一直持續(xù)到設(shè)定跟蹤時(shí)間結(jié)束或者直到目標(biāo)消失，球機(jī)回到看守位準(zhǔn)備下一次跟蹤。該跟蹤大致流程如下圖所示：

不同的廠家在各自的自動(dòng)跟蹤球上增加了一些特色業(yè)務(wù)，使得上面的流程更加多樣化，如宇視科技的自動(dòng)跟蹤球增加了智能抓拍業(yè)務(wù)，在球機(jī)PTZ跟蹤過(guò)程中，當(dāng)目標(biāo)放大到最清晰的時(shí)候能抓拍一張圖片存儲(chǔ)，并把該圖片與本次跟蹤告警事件關(guān)聯(lián)，方便事后檢索。但目前業(yè)界對(duì)自動(dòng)跟蹤的認(rèn)識(shí)基本保持一致，對(duì)于目前的現(xiàn)狀以及進(jìn)一步的發(fā)展可以歸結(jié)為以下兩點(diǎn)。

支持槍球聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)跟蹤

從前文的自動(dòng)跟蹤流程中可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)出現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)之后，球機(jī)對(duì)該目標(biāo)放大跟蹤，這時(shí)候如果再出現(xiàn)一個(gè)新目標(biāo)，球機(jī)是無(wú)法檢測(cè)到的。即多目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，單個(gè)自動(dòng)跟蹤球只能對(duì)第一個(gè)觸發(fā)規(guī)則的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，而隨后的多個(gè)目標(biāo)都可能丟失，這在一些重要區(qū)域是絕對(duì)不允許發(fā)生的，如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？

最常見(jiàn)、也是最有效的一個(gè)方法就是槍球聯(lián)動(dòng)。在重要監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置一個(gè)槍機(jī)與一個(gè)球機(jī)，進(jìn)行坐標(biāo)關(guān)聯(lián)，槍機(jī)監(jiān)控全局，在畫面重要位置設(shè)定禁區(qū)或者絆線，一旦發(fā)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)觸發(fā)規(guī)則后告知球機(jī)該目標(biāo)的坐標(biāo)，球機(jī)對(duì)該目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，這時(shí)候如果再出現(xiàn)新的目標(biāo)，槍機(jī)依然能夠檢測(cè)到并告知球機(jī)新目標(biāo)的坐標(biāo)，球機(jī)能立即響應(yīng)，開(kāi)始跟蹤新的目標(biāo)。

對(duì)于大多數(shù)場(chǎng)景，一槍一球的配置已經(jīng)足夠，但部分人流量比較大的重點(diǎn)區(qū)域，很可能出現(xiàn)球機(jī)剛啟動(dòng)一個(gè)目標(biāo)的跟蹤時(shí)就需要切換到下一個(gè)目標(biāo)的跟蹤。球機(jī)會(huì)一直處于云臺(tái)及變倍操作中，從而抓不到有效跟蹤畫面，而一槍多球可以有效解決這個(gè)問(wèn)題，根據(jù)人流量設(shè)置相應(yīng)的球機(jī)數(shù)量，槍機(jī)既做全局監(jiān)控又做跟蹤任務(wù)分配，每出現(xiàn)一個(gè)新目標(biāo)后告知一個(gè)空閑的球機(jī)來(lái)跟蹤，從而既不會(huì)遺漏目標(biāo)，又能保證每個(gè)球機(jī)都能記錄有效跟蹤畫面。

增加目標(biāo)判斷，實(shí)現(xiàn)接力跟蹤

在一些管理嚴(yán)格的園區(qū)、監(jiān)獄、軍工企業(yè)、部隊(duì)等地方，要求是對(duì)進(jìn)入管控區(qū)域后的指定目標(biāo)保持持續(xù)跟蹤，而這個(gè)管控區(qū)域往往超出了一個(gè)攝像機(jī)的覆蓋范圍，這時(shí)候就需要多個(gè)設(shè)備之間能實(shí)現(xiàn)指定目標(biāo)的接力跟蹤。但是目前自動(dòng)跟蹤球機(jī)基本都是通過(guò)禁區(qū)、拌線來(lái)判斷跟蹤目標(biāo)的，這種判斷標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法識(shí)別目標(biāo)的身份，從而也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)多設(shè)備之間的接力跟蹤了。

要實(shí)現(xiàn)接力跟蹤就需要增加目標(biāo)身份識(shí)別的環(huán)節(jié)。在這些管控區(qū)域，主要的跟蹤目標(biāo)是人和車，而對(duì)應(yīng)的智能身份識(shí)別的方式分別為人臉識(shí)別和車牌識(shí)別，似乎只要在自動(dòng)跟蹤球上增加這兩個(gè)智能算法就能實(shí)現(xiàn)接力跟蹤了，但其實(shí)不然。

以車牌識(shí)別為例，雖然在卡口、電警等設(shè)備上的車牌識(shí)別率已經(jīng)達(dá)到了90%以上，但這高準(zhǔn)確率是基于嚴(yán)格的安裝標(biāo)準(zhǔn)的，其中最重要的一點(diǎn)就是設(shè)備必須得安裝在車道正上方，正面對(duì)著來(lái)車方向。如果自動(dòng)跟蹤球也如此安裝，一方面，球機(jī)的背面完全成為一個(gè)死角，背面來(lái)車不能第一時(shí)間啟動(dòng)跟蹤響應(yīng)；另一方面，即使是正面來(lái)車，由于球機(jī)一開(kāi)始都在最廣角的看守位，車牌在畫面中的像素太小，不能第一時(shí)間識(shí)別出車輛身份，而當(dāng)車牌能夠識(shí)別時(shí)往往車輛已經(jīng)離球機(jī)很近，再變倍放大啟動(dòng)跟蹤也沒(méi)有太大意義；同時(shí)，正面來(lái)車在到達(dá)球機(jī)正下方時(shí)，球機(jī)需要做自動(dòng)翻轉(zhuǎn)才能繼續(xù)反向上仰進(jìn)行跟蹤，而這個(gè)動(dòng)作很容易丟失目標(biāo)。

球機(jī)最合適的安裝點(diǎn)，應(yīng)該是在警戒區(qū)附近的制高點(diǎn)，能覆蓋整個(gè)區(qū)域，同時(shí)最好能垂直于目標(biāo)移動(dòng)軌跡，從而使移動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)準(zhǔn)確率更高。但是這些制高點(diǎn)位置由于角度及距離原因，是不能做人臉識(shí)別或者車牌識(shí)別的，那么需要怎樣識(shí)別身份呢？

宇視科技在今年年中推出的“要人保衛(wèi)”功能，是基于GPS來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)指定目標(biāo)的接力跟蹤。平臺(tái)通過(guò)手機(jī)或其他工具的GPS信息獲取到目標(biāo)的精確位置，實(shí)時(shí)查找該位置附近的球機(jī)，通過(guò)計(jì)算調(diào)整球機(jī)的云臺(tái)角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的跟蹤，目標(biāo)離開(kāi)該球機(jī)視野后，平臺(tái)重新計(jì)算查找下一個(gè)合適的球機(jī)，進(jìn)行跟蹤接力。雖然該功能需要平臺(tái)來(lái)統(tǒng)一調(diào)度，但前端普通球機(jī)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)指定目標(biāo)的跟蹤，而且在地圖上能呈現(xiàn)指定目標(biāo)的移動(dòng)軌跡，并實(shí)時(shí)彈出正在啟動(dòng)跟蹤的球機(jī)畫面，在用戶體驗(yàn)上效果更好。

除了GPS之外，RFID、藍(lán)牙等技術(shù)在不斷發(fā)展，在身份識(shí)別上有其獨(dú)到之處，且能快速集成到其他終端上，相信能很快應(yīng)用在視頻監(jiān)控領(lǐng)域。

自動(dòng)跟蹤球機(jī)是在原有球機(jī)的基礎(chǔ)上，利用圖像分析技術(shù)，增強(qiáng)了產(chǎn)品功能，使操作人員的工作變得簡(jiǎn)單。更最重要的一點(diǎn)是一旦出現(xiàn)可疑目標(biāo)，自動(dòng)跟蹤技術(shù)能第一時(shí)間通知到安保人員，使得“事前預(yù)判”與“事中告警”成為現(xiàn)實(shí)，而放大可疑目標(biāo)查看細(xì)節(jié)并跟蹤記錄整個(gè)過(guò)程，使得“事后查證”更有價(jià)值。雖然還存在一些不足，但瑕不掩瑜，新技術(shù)的應(yīng)用與普及必定會(huì)經(jīng)歷這一階段，從整體來(lái)看，自動(dòng)跟蹤技術(shù)是智能監(jiān)控時(shí)代的一個(gè)縮影，而這個(gè)時(shí)代正在緩緩而來(lái)。