智能視頻分析技術在視頻監控中的應用

林建偉 浙江樹人大學基礎學院

關鍵字：智能視頻分析技術 視頻監控 安全維護

引言

視頻監控作為一種高防護水平的綜合系統一直以來都是安全防范不可或缺的一部分，但因為監控設施的大量投入，對冗雜信息進行人工有效處理不能得以實現很大程度上降低了視頻監控的質量。另外，因為人工審查可能出現遺漏忽視的問題，也使許多風險不能及時被發現和制止。為了改善這種狀況，智能視頻分析技術得以應用而生。此技術借助計算機對視頻來源進行實時分析，避免信息堆積和遺棄，從而有效避免高危風險的發生，減少了監控人員的工作負擔。本文通過智能視頻分析技術做簡要介紹，分析其在視頻監控中的價值應用，希望對不同行業安全問題的防護做出一些貢獻。

一、智能視頻分析技術的可實施性原理及架構分析

智能視頻分析來源于人工智能和計算機技術的繁盛發展，是一項融合計算機技術、信息傳遞、云計算等于一身的智能監控技術，其作為計算機圖像處理在安防領域的一大分支不同于傳統意義上的移動偵察，旨在通過對目標與環境背景的有效分離消除具有干擾性的背景信息，如汽車啟動、日光投射陰影的轉移、風吹引起的樹葉抖動等，最終對影像中出現的目標行為進行分析和追查。

智能視頻分析技術主要由前端設置訪問、用戶表示、媒體處理組成。前端設備訪問是視頻信息和報警信息的主要采集設備，也是處理單元和編碼單元訪問的商務中心。中央業務平臺是智能視頻分析的中心部分，用戶認證、用戶管理、功能控制等皆由它完成。媒體處理層是信息存儲、傳輸和管理的主要負責處。

背景減除是視頻分析技術用以圖像變化（如偷盜、斗毆、闖紅燈等）的一項技術，其對基準背景圖像和視頻幀進行對比，同一地方的像素改變就認為是改變的區域，對其進行深入的處理識別和跟蹤，由此將得到包含目標位置、目標外形、運動形態等基本動態信息。如此，在相對靜止的背景中找到動態的目標，繼而對目標進行監控跟蹤及行為分析理解，完成圖像與圖像描述之間的映射關系，最后由安全系統進一步進行評定直至觸發事先預定的警報。

二、智能視頻分析技術于視頻監控的必要性

在傳統的視頻監控系統中，由于其人工監督與視頻相配合的監控體系，導致當監控點較多監控場所過于復雜時，監控工作人員不能及時對監控視頻進行分析管理，致使事故發生；另外，監控人員也不可能保證全天候二十四小時同監控錄像一樣工作，在事故發生后只能通過“被動錄像”的方式進行取證，浪費了許多不必要的精力。

與之相反，智能分析視頻監控通過計算機云端的數據對目標行為進行分析，減少了不必要的人工投入。這種技術在排除人工干擾的情況下對所得視頻影像進行定位跟蹤和分析，并由此評定目標行為，防止因人工排查失誤而引起的安全問題發生，繼而在日常監控中事故發生時及時做出反應。不同于傳統的視頻監控系統，智能視頻分析技術能對群體行為進行自主跟蹤、監測和分析，不需要監控人員的實時排查。及時有效的將視頻資源加以利用，在維護安全的同時也解決了傳統視頻監控上信息的滯留堆積問題，減少了人力資源不必要的浪費。

三、智能視頻分析技術的類別

（一）從廣義上來說，智能視頻分析技術可分為三類，即視頻識別、視頻分析、視頻改善。

視頻識別主要有人臉識別、步態識別、車牌識別等，旨在通過監控視頻的圖像采集，通過計算機技術找出畫面中的局部共性。例如，通過人眼位置的確定就可以辨別人臉大致形態甚至年齡體態。

視頻分析類主要是對視頻中大量圖像進行處理，找出監控目標，繼而有針對性的識別出目標運動特征屬性（如目標的區域位置、移動方向、移動速度、基本運動狀態等）。因此，視頻分析類又可以分為周邊入侵檢測、目標運動方位檢測、目標移動速度檢測、人流量檢測等視頻改善類屬于一項維護修理類智能視頻分析技術，主要是對一些模糊朦朧或看不見甚至無規則跳動的圖像進行優化修復處理，以此增加視頻的可利用性，如車牌影響模糊、陰影抑制處理、視頻穩定性處理等都是利用的此類技術。

（二）從智能視頻分析技術的實現方式來說主要分為兩種常見方式，即基于智能視頻處理器前端的解決方案和基于監控的后端智能分析解決方案。

前者可對所有目標進行識別跟蹤、行為辨別甚至警報，通過網絡傳輸將報警信息傳至監控中心，利用IP 攝影機后的視頻分析設備節約視頻占用內存。但是其高額的成本、復雜的安裝過程和極高的折損率等缺點仍需要解決。

后者將智能視頻監控分析儀與傳統視頻監控存儲設備進行有效連接，信號傳入后通過這兩個設備的處理分析將信號傳出，同時拉響警報。其不需要紅外傳感器等前端檢測設備的聯入，具有可擴展性、靈活性等優點，但也只能控制有限關鍵的監控點，并且只能對符合一定計算機性能和網絡寬帶要求的進行處理，因而后期仍有許多需要改進的地方。

四、當前智能視頻分析技術在視頻監控中的應用現狀和未來發展方向

智能視頻分析技術作為一項新型安全監控技術，因其對提高視頻監控的有效作用一直以來都受到社會上的關注和贊譽。但是，由于智能視頻分析技術應用領域的局限性，該技術一直以來都沒有得到廣泛應用。同時，因為技術經驗的缺乏和不低的設備成本，此項技術在社會及民用監控等領域也還存在許多需要改進的地方。

未來的智能視頻分析技術在視頻監控領域還有很多改善之處。首先，解決其不能滿足不同領域視頻監控的需求的問題，對具有差異的行業視頻監控需求進行分析，使之符合大多數行業的需求標準，從而在整體上提高安全范圍和強度。其次，在面對不同環境時智能視頻分析技術要盡可能排除干擾環境的影響，降低誤報率達到監控的目的[4]。最后，因為現實站點監控數多且范圍廣的原因，智能視頻分析系統也要調節好架構方面的經濟效益，最大化滿足用戶需求，繼而深入智能視頻分析技術在監控技術的應用。

五、結束語

近年來，我國的經濟水平、科技創新能力都有很大的提升，視頻監控領域也轉變為以更智能化、網絡化的技術為研發重點。智能視頻分析技術的廣泛應用也將進一步降低視頻監控不必要的勞動人員投入，同時，由計算機終端控制的智能分析系統也將更好的識別和預防意外事故的發生，協助相關人員處理異常事件的發生，繼而提高各行業總體安全防范力。