智能視頻監(jiān)控專利技術(shù)綜述

房大偉 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心

1.概述

智能視頻監(jiān)控技術(shù)與傳統(tǒng)意義上的視頻監(jiān)控的區(qū)別在于將簡(jiǎn)單的被動(dòng)采集變?yōu)橹鲃?dòng)采集與分析，其不僅利用攝像單元代替人眼，而且利用計(jì)算機(jī)的分析處理能力，通過(guò)一系列算法分析，回答人們對(duì)于視頻數(shù)據(jù)的“是誰(shuí)、在哪、在做什么”的問(wèn)題，然后可以按照預(yù)先設(shè)定的報(bào)警規(guī)則，及時(shí)發(fā)出報(bào)警或預(yù)警信息，不僅可以提前進(jìn)行預(yù)防和控制，還可以與其他安防設(shè)備進(jìn)行聯(lián)防聯(lián)動(dòng)，有效在事件發(fā)生前將隱患消除。

2.智能視頻監(jiān)控專利分析

2.1 總體分布

圖2.1

上世紀(jì)90 年代，智能視頻監(jiān)控技術(shù)計(jì)入了萌芽期，2000 年后技術(shù)人員對(duì)智能視頻監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)力度開始加大，特別是9.11 事件發(fā)生后，全球市場(chǎng)需求日益增加，促使智能視頻監(jiān)控技術(shù)申請(qǐng)量開始迅速增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)相關(guān)申請(qǐng)?jiān)?997 -2008 年隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)發(fā)展逐步萌芽中，而隨著國(guó)際反恐形勢(shì)日益嚴(yán)峻，并且物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等的發(fā)展要求2009-2014 年智能視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期。從上述趨勢(shì)可以看出，中國(guó)專利申請(qǐng)起步較晚，專利儲(chǔ)備量少，但國(guó)內(nèi)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到智能視頻監(jiān)控領(lǐng)域的重要性與其背后的巨大市場(chǎng)，目前相關(guān)研究也逐漸進(jìn)入相對(duì)活躍的時(shí)期。

2.2 目標(biāo)檢測(cè)與追蹤技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)智能視頻監(jiān)控，首先必須解決的問(wèn)題是目標(biāo)在哪里的問(wèn)題，即對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別與追蹤，其在整個(gè)智能視頻監(jiān)控中處于基礎(chǔ)地位。

目標(biāo)識(shí)別與追蹤技術(shù)涉及的技術(shù)路線大致可以分為兩類：識(shí)別追蹤算法的改進(jìn)以及與傳感器等聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)識(shí)別與追蹤。

圖2.2 目標(biāo)識(shí)別追蹤技術(shù)的演進(jìn)路線

1996 年提出了根據(jù)光流法進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別并控制攝像頭進(jìn)行追蹤（申請(qǐng)?zhí)枮镈E 19600958），1996-2005 年研究主要集中在如何改進(jìn)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤算法上，研究人員不斷將最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到目標(biāo)識(shí)別與追蹤中（例如TW97133611 中的背景建模技術(shù)；TW 99134811 中的根據(jù)3D 建模技術(shù)以及CN 201310064203的特征模板算法），以進(jìn)一步提高其智能性、主動(dòng)性以及效率。在2005 年，出現(xiàn)了依賴RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控中目標(biāo)的識(shí)別與追蹤的方法，此后逐漸出現(xiàn)了根據(jù)紅外傳感器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行目標(biāo)的識(shí)別和追蹤以及根據(jù)聲學(xué)信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別和定位追蹤等與傳感器聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)識(shí)別與追蹤的額技術(shù)。

2.3 動(dòng)作/行為分析技術(shù)

動(dòng)作/行為分析是利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)信息來(lái)分析目標(biāo)究竟在做什么，一般分為靜態(tài)姿態(tài)識(shí)別以及運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別，其中基于視頻的運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別是目前動(dòng)作/行為分析方法的主要研究方向。

圖2.3

其中霍尼韋爾公司于2004 年提出根據(jù)行為分析引擎對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行無(wú)監(jiān)督行為分析的方案，后續(xù)其他申請(qǐng)人在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，不斷針對(duì)模型建立、自主學(xué)習(xí)建模、模板匹配方式等方面進(jìn)行進(jìn)一步研究。并且，國(guó)內(nèi)外動(dòng)作/行為分析技術(shù)起步時(shí)間相近，并且技術(shù)起點(diǎn)相同，國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平差距不明顯。

3 總結(jié)

如果把攝像機(jī)看做人的眼睛，智能視頻監(jiān)控技術(shù)則可以看做是人的大腦，隨著攝像頭在安防系統(tǒng)中所占比例的增加，其帶來(lái)了視頻數(shù)據(jù)的幾何倍數(shù)式的增長(zhǎng)，這給智能視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)以及機(jī)遇：

1.如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備自組網(wǎng)、自動(dòng)調(diào)整是在設(shè)備層面應(yīng)解決的問(wèn)題。

2.如何快速實(shí)現(xiàn)有效數(shù)據(jù)提取識(shí)別，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)事件預(yù)判是智能視頻監(jiān)控在軟件層面應(yīng)當(dāng)解決的問(wèn)題。

智能視頻監(jiān)控技術(shù)在大規(guī)模應(yīng)用中的核心關(guān)鍵技術(shù)尚在積累階段，如何能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)與智能視頻監(jiān)控該技術(shù)有機(jī)結(jié)合，搶占該領(lǐng)域的空白是我國(guó)技術(shù)工作人員應(yīng)當(dāng)努力的方向。