蘆偉

如今在探討視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢的眾多文章和專家論述中，高清化、智能化和網絡化被公認今后的必然方向。高清和網絡化很好理解，那么智能化的核心是什么呢？答案是視頻分析。

視頻分析讓視頻監(jiān)控插上了智能的翅膀，在以往沒有視頻分析功能的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，錄像數據無法被有效地分類存儲，最多只是打上時間標簽，因此數據查找非常耗時且很難有效獲得需求信息。同時傳統(tǒng)監(jiān)控是一種被動監(jiān)控，僅能起到錄像的工作，在異常、突發(fā)事件發(fā)生后，回放錄像進行事后檢查，但損失和影響已經造成。而視頻分析技術把傳統(tǒng)的事后取證變成了主動防御，它融合了圖像處理、模式識別、人工智能等多項技術，借助計算機強大的數據處理功能，對視頻畫面海量數據進行高速分析，將其中的無用信息過濾掉，自動分析、抽取畫面中有價值的關鍵信息，進行標記或者相關處理，并形成相應事件和告警的監(jiān)控方式。視頻分析極大地減輕了監(jiān)控人員的工作量，以往需要多人24小時緊盯監(jiān)控屏幕，現(xiàn)在1-2個人就可以進行管理；更為重要的是用肉眼觀看監(jiān)控視頻，注意力無法持久，很容易錯過重要畫面信息，特別在監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模越來越大時，個人無法顧及大量攝像頭畫面，有了視頻分析問題則迎刃而解。

如果將監(jiān)控攝像機看作人的眼睛，那么智能視頻分析系統(tǒng)就可以看作是人的大腦。視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了從目視解釋向自動解釋的轉變，這是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)與普通監(jiān)控系統(tǒng)的最大區(qū)別，也是視頻監(jiān)控技術發(fā)展的必然。

視頻分析技術最初起源于國外，初始主要是一些實驗室及軍方應用的產品，而且主要用于反恐，后來逐漸走向工業(yè)及民用，擴展到在機場、軍事、銀行、交通等場所使用。該技術剛開始在國內興起時，使用的幾乎都是國外產品和技術。近些年，國內企業(yè)發(fā)展也很快，自主研發(fā)智能視頻分析技術已經具備了豐富的智能業(yè)務功能，包括車牌識別、攝像頭異常監(jiān)測、虛擬警戒線、財產保護、運動目標跟蹤、計數、物品遺留等。

當前視頻分析技術用于視頻監(jiān)控通常有兩種方案：一種是后端智能視頻分析方案。這種模式下所有的前端攝像機僅僅具備基本的視頻采集功能，而所有的視頻分析都必須匯集到后端或者關鍵節(jié)點處由計算機統(tǒng)一處理。優(yōu)勢是可以靈活切換服務器取流的前端設備，對任意的前端設備都可以應用智能視頻分析功能，而且后續(xù)軟件升級更方便快捷。缺點是當服務器數量較多時會占用較大的空間，只適合控制若干關鍵的監(jiān)控點，對網絡的帶寬有一定的要求。

另一種是視頻分析前端解決方案，顧名思義就是將智能視頻分析算法集成在前端攝像機中，一臺攝像機就可以實現(xiàn)智能分析，所有的目標跟蹤、行為判斷、報警觸發(fā)都是由前端智能分析設備完成，只將報警信息通過網絡傳輸至監(jiān)控中心。優(yōu)點是無需將視頻傳輸回監(jiān)控中心，對連接前端設備的網絡帶寬要求低，而且后端無需設置服務器機房，節(jié)省空間，目前市場上這種方式居多。不過其也有不足，就是無法靈活切換各個前端設備的分析類型，一旦系統(tǒng)建設完成，無法改變特定前端設備的智能類型。

事實上無論采用哪種方案，視頻分析都是一項頗為復雜的技術。以人數統(tǒng)計為例，人的行走方向、人體的互相遮擋、人的胖瘦、人是站立行走還是爬行、下雪天氣等各種因素都可能成為人數統(tǒng)計的一些干擾因素，因此做到準確統(tǒng)計，需要研發(fā)極為專業(yè)的算法，要有專門的軟硬件人才來做這件事。

由于不同客戶實際需求也不同，視頻分析涉及的技術應用側重點也有所不同，大致可分為診斷類視頻分析、識別類視頻分析和行為類視頻分析三類。其中最為大眾熟悉的車輛違章拍照屬于識別類，它有效地降低了車輛交通違章數量，大大減少了交通事故的發(fā)生。如今車牌識別技術被廣泛應用在交通路口、各停車場出入口、高速公路收費站等地。該項技術偏向于對靜態(tài)場景的分析處理，通過圖像識別、圖像比對及模式匹配等核心技術，實現(xiàn)對人、車、物等相關特征信息的提取與分析。該技術經過多年的發(fā)展與應用，目前已十分成熟，模糊車牌還原和識別技術的出現(xiàn)使得該項技術不再局限于高清，開始向標清領域普及。此外識別類還包括現(xiàn)在火熱的人臉識別比對系統(tǒng)，其將人臉信息歸檔，并與個人身份建立關系，在實際運用過程中采用人臉搜索、黑名單布防、陌生人識別等多項智能分析功能，大大提高視頻監(jiān)控的防范功效。診斷類視頻分析主要是針對視頻圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、增益失衡、云臺失控、畫面凍結等常見的攝像頭故障、視頻信號干擾、視頻質量下降進行準確分析、判斷和報警。

診斷類智能分析技術實現(xiàn)起來較為簡單，通常以后端管理平臺的形式出現(xiàn)，在大型的監(jiān)控項目，特別是城市級監(jiān)控的日常運維中作用十分明顯。目前市面上一些基于DSP的智能分析設備、DVR和DVS等都自帶該項輔助功能；行為類視頻分析側重于對動態(tài)場景的分析處理。典型的功能有：車輛逆行及相關交通違章檢測、防區(qū)入侵檢測、圍墻翻越檢測、絆線穿越檢測、物品偷盜檢測、占道經營檢測和客流統(tǒng)計等。

視覺分析適用的范圍很廣，不僅在視頻監(jiān)控中發(fā)揮著重要作用，在其它領域同樣可以得以應用。如在零售領域，可通過智能視頻分析技術對顧客行為實施數據采集，并進行系統(tǒng)的、深層次的顧客數據分析，了解顧客消費行為、消費方式、顧客的特征，同時還可了解到店鋪的客流量、店內陳列貨品熱門區(qū)域、廣告/櫥窗關注度等重要信息。在治理超標準排放煙塵、污水等方面，可利用智能視覺，能夠及時發(fā)現(xiàn)機房及生產車間的火災、煙霧等異常情況。此外，利用智能視覺中的面相檢測、人臉識別技術，還可以幫助企業(yè)加強出入口的控制和管理，提高管理水平，降低管理成本。

對于視頻分析，人們從心理上是歡迎的，但在實際中接受度并不高。原因之一在于用戶普遍對于視頻分析期望過高，有不少是超出現(xiàn)有視頻分析技術能力的需求，因此現(xiàn)有的視頻分析產品總難以讓客戶非常滿意，從而導致客戶對其接受度還不夠高。其次，有的廠家為了能夠吸引客戶進行夸大宣傳，結果實際使用效果與宣傳效果不符，使得這些客戶對智能視頻分析產品再無好感。第三，視頻分析是一項復雜的綜合技術，涉及環(huán)境和需求也呈現(xiàn)多樣性特點，實際環(huán)境中光照變化、目標遮擋、目標與背景顏色相似、背景雜亂等都會增加視頻分析的難度。造成虛假報警、漏報警、跟蹤困難等不良后果。第四，目前國內安防智能視頻分析應用產品絕大部分來自國外廠商，且沒有形成規(guī)模應用效應，產品定價普遍偏高，普通用戶難以接受。不過盡管存在這樣或那樣的問題，用戶需求和潛在規(guī)模還是廣闊的?，F(xiàn)在越來越多的企業(yè)和機構在智能視覺分析領域大力投入，由此不斷涌現(xiàn)出性能更優(yōu)秀的算法，不斷提高產品中視覺分析技術的性能。隨著技術的不斷更新、改進、與云技術、數據挖掘技術的結合，智能視頻分析定將在未來大放異彩。