淺談我國安防智能視頻分析技術的發展與研究

楊越松

摘 要：年來，隨著政府對公共安全領域的投入和人們安全意識的提高，無論是政府還是公眾對公共安全防范服務產品需求變得非常迫切，尤其是對智能視頻安防監控新產品新技術的渴望變得空前高漲。這也是建筑信息建模技術（BIM）與物聯網技術（IOT）進行融合后，實現對人防工程環境、設備設施的全面感知，滿足實時監測的需要。那么作為安防三大范疇（人防、物防和技防）之一的技防，即技術防范，是在近代科學技術（最初是電子報警技術）用于安全防范領 .作為視頻監控的關鍵組件，智能視頻分析市場正隨著技術的不斷成熟而逐步擴大，并慢慢的形成為一個產業。特別是在國內，視頻監控的智能化趨勢已經日漸明顯。

自20世紀90年代智能視頻分析技術誕生以來，經過數十年的發展，這項起源于計算機視覺的技術伴隨著商業化的逐步應用正日益受到人們的普遍重視。

一、智能化勢在必行

智能視頻分析技術的產業化發展為視頻監控智能化提供了絕好的機遇。智能視頻分析系統對視頻中異常行為事件進行實時提取和篩選，并及時發出預警，改變了傳統視頻監控系統只能“監”不能“控”的被動狀態，解決了事后取證難的問題，讓監控變得更加主動。其相比于傳統視頻監控系統更加快速的反應時間以及更加強大的數據檢索和分析功能，使得監控能力得到極大的改善。

更主動的監控：不僅僅局限于供事后取證，而且能主動、實時的對視頻進行分析，及時報告可疑事件的發生。

更全面的監控：可實現所有接入視頻的實時處理，不只限于電視墻上看到的，不遺漏任何一個可疑事件。

更持續的監控：實現7*24小時的全天候監控，“機器眼”代替人眼克服了人力疲憊的局限性。

更有效的監控：從大量視頻中提取出有用的關鍵信息，只為用戶提供有問題的視頻。人機交互監控方式，由其實現可疑行為分析報警，用戶只需要對產生告警的視頻進行確認和處理。

更強大的監控：功能應用多樣化，逐步擴充自動識別的行為，可實現更為廣泛的應用。

二、智能視頻分析技術的進展

智能視頻分析技術定義

智能視頻（IV，IntelligentVideo）源自計算機視覺（CV，ComputerVision）技術（計算機視覺技術是人工智能（AI，ArtificialIntelligent）研究的分支之一），它就是在圖像及圖像描述之間建立關系，從而使計算機能夠通過數字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內容，達到自動分析和抽取視頻源中關鍵信息的目的，也就是智能視頻分析技術（IVS：intelligentvideosurveillance）。

智能視頻分析市場概況

隨著技術的不斷成熟，在世界范圍內逐漸出現了一些專業的IVS研究廠家，像美國的ObjectVideo、Vidient；以色列的NICE，Mate，IOImage；澳大利亞的IOmniscient等。這些廠家都相繼進入中國市場，一度造成外國廠商獨占國內智能視頻分析市場的局面。而終究因其技術與中國國情的差異性，無法真正滲透中國市場。這一現狀給國內的智能視頻技術研究廠家帶來挑戰的同時，同樣也提供了一個非常好的發展機遇。

智能視頻分析技術應用現狀

作為強化視頻監控系統應用的一門主要技術——視頻智能分析技術，近幾年一直得到業界的廣泛的關注，其通過對視頻內容的分析，將客戶所關注的目標從監控背景中分離出來，按照目標的移動方向、速度、時間等參數和某些行為特征進行關聯，從而達到主動監控防御的目的。按說這一技術的大規模推廣應用對于提高當前治安監控系統的利用效率將起到很大的作用，但實際上卻沒有得到有效的推廣，所謂“叫好不叫座”。筆者認為，造成這一現象的主要原因有以下幾個方面：

一是當前多數能夠識別的行為特征僅局限于一些特定的場合。如目標跟蹤、越界、計數、目標丟失、物體遺留等，主要應用于像看守所、監獄、博物館、倉庫、廠區、地鐵站等相對固定的應用場景，而在針對社會層面的監控環境中，因監控場景的復雜和多變性導致監控的穩定性大打折扣，而以報警事件準確性為評價標準的智能監控產品也因此而突顯了其應用局限性；

二是實現的方式還不能完全滿足治安監控的要求。目前來看，市場上雖然已經存在多種不同形態的智能產品，但是多數的視頻分析應用屬于前端分析，即通過DSP嵌入到攝像機或黑匣子中，然而因為現有視頻分析技術的局限性，目前一般都只能針對特定的某一路或幾路視頻進行分析，對于動輒幾千上萬路的治安監控系統來講，顯然是不適合的；如何適應變化多端且規模龐大的監控外部環境，與安防設備進行有效融合是智能視頻分析廠家還有待研究解決的問題。

三是市場價格相對昂貴，因其遠高于傳統視頻設備的開發難度，使得智能化產品普遍存在較高的開發成本，這足以影響智能產品大規模的推廣應用。價格可能是一個經久不衰的話題。

四是用戶本身需求的不確定性。目前國內市場對智能視頻的普遍認識雖然較幾年前得到了很大的提升，然而在用戶對智能視頻的期待與認知上仍存在一定的差距。一方面用戶需要從根本上看清自身的需求，另一方面也必須弄清楚智能視頻的功能與實際應用能解決的問題。這還需要廠家、工程商與用戶多方面的努力。

三、未來智能視頻發展趨勢

基于數十年來智能視頻分析技術研究廠家在商業化應用中的不斷嘗試，筆者認為智能視頻分析技術在技術與應用上有以下發展趨勢：

從技術角度來看，為提升智能視頻分析技術的應用性，使得智能視頻分析產品真正市場化。作為智能視頻分析廠商在完善核心算法的同時，必然將向以下方向發展：

（1）適應更為復雜和多變的場景；

（2）識別和分析更多的行為和異常事件；

（3）更低的成本；

（4）更靈活的產品形態。

而從應用的角度，也不難理解為以下兩點：

1.行業應用需求的深入拓展

不同的行業對于視頻監控的需求一般有著非常明顯的差異，特別是對于智能視頻分析技術的應用需求，由此也決定了不同行業間檢測行為類型與異常事件的特殊性。隨著各行業應用的不斷深入以及安全級別控制要求的進一步提升，各安防領域將面臨越來越多不同的挑戰，其對視頻監控的需求也日益復雜化，如何能夠識別與分析更多的行為成為了智能視頻分析技術在深化行業應用過程中不得不面臨的問題。只有結合行業應用實際，深入了解各不同行業的具體問題，才能更好的抓住用戶的需求，將智能視頻分析技術的功能落實到應用的實處。這也是智能視頻分析技術未來產業化價值的最終體現。

2.模塊化設計的靈活應用

隨著安防需求的不斷提升，用戶對視頻監控系統投入的加大，應用和依賴程度的加深。單一功能或者基本的功能已遠不能滿足行業實際需求，未來對于特定的用戶，周界、異常行為分析、動態跟蹤等細分的高級功能模塊將進一步得以應用，使得視頻監控系統將通過模塊化的方式按需靈活拓展。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主要方向。

四、智能視頻分析技術的前景展望

隨著“國家應急體系”、“平安城市”、“平安建設”、“科技強警”等重大工程項目在全國的不斷推進，國內視頻監控市場前景一片看好。智能視頻相關產品的應用隨著視頻監控市場規模的不斷壯大也將從相對集中的區域向各行業大幅度的伸展。就市場需求而言，目前整個市場對智能視頻分析的認知都在不斷提高。一方面用戶從心理上從原來的“是什么”過渡到了“如何來做”；另一方面一些專業視頻分析研究廠家也正著手完善現有的核心技術，進一步提升和優化現有算法結構，在功能、應用和價格上力求更加注重用戶的實際需求，以實現最佳的系統產品形式。作為視頻監控的高端應用，像周界檢測、物體跟蹤等功能業已在各重點行業中成功應用，并逐步顯現威力。

參考文獻：

[1]深度學習技術驅動安防視頻創新發展[J]. 任鵬遠，許健，郝靜，楊志雄，趙瑞.中國安防. 2017（03）