【摘要】智能視頻監(jiān)控技術(shù)源自計(jì)算機(jī)視覺與人工智能的研究，它的主要研究目標(biāo)是利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、圖像視頻處理技術(shù)和人工智能技術(shù)對(duì)監(jiān)控視頻的內(nèi)容進(jìn)行描述、理解和分析，并能根據(jù)分析的結(jié)果對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而使視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有較高層次的智能化水平。
智能視頻分析模塊獲取視頻序列后，首先通過圖像恢復(fù)或超分辨率復(fù)原技術(shù)提高圖像質(zhì)量，然后對(duì)場(chǎng)景中的目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、分類和跟蹤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)視頻內(nèi)容的分析理解，包括場(chǎng)景中的異常檢測(cè)、人的身份識(shí)別以及視頻內(nèi)容的理解描述等。最后根據(jù)設(shè)定的規(guī)則產(chǎn)生報(bào)警，進(jìn)而觸發(fā)后續(xù)業(yè)務(wù)處理。各步驟介紹如下：
目標(biāo)檢測(cè)將輸入的視頻圖像中變化劇烈的圖像區(qū)域從圖像背景中分離出來，它處于視頻監(jiān)控技術(shù)的前端，是各種后續(xù)處理的基礎(chǔ)。目前，算法主要包括背景減法、相鄰幀差法和光流法等。
目標(biāo)分類利用一些圖像特征值實(shí)現(xiàn)目標(biāo)類型(一般是人和車)的甄別。用于目標(biāo)分類的特征有空間特征和時(shí)間特征兩種，空間特征包括目標(biāo)輪廓、目標(biāo)尺寸、目標(biāo)紋理等，時(shí)間特征包括目標(biāo)大小的變化、運(yùn)動(dòng)的速度等。
目標(biāo)跟蹤依據(jù)目標(biāo)及其所在的環(huán)境，選擇能表示目標(biāo)的特征，并在后續(xù)幀中搜索與該特征最匹配的目標(biāo)位置。常用的跟蹤算法包括：基于特征的跟蹤算法，基于3D模型的跟蹤，基于主動(dòng)輪廓模型的跟蹤以及基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的跟蹤等。
智能分析。它位于智能視頻監(jiān)控的高級(jí)階段，是實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控智能化的關(guān)鍵。包括異常檢測(cè)、身份識(shí)別及視頻內(nèi)容理解等
異常檢測(cè)中典型的異常包括用戶定義的異常情況和非常規(guī)事件，檢測(cè)方法分為基于模型的方法和基于分類器的方法；
身份識(shí)別包括人臉識(shí)別和步態(tài)識(shí)別；
視頻內(nèi)容理解是指在對(duì)序列進(jìn)行低級(jí)處理的基礎(chǔ)上，對(duì)場(chǎng)景中的事件進(jìn)行分析和識(shí)別，用自然語言等加以描述。
根據(jù)目前智能視頻分析技術(shù)的成熟度，智能視頻監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)景主要包括人數(shù)統(tǒng)計(jì)、車牌識(shí)別、事件檢測(cè)和視頻診斷等。
人數(shù)統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)穿越入口或區(qū)域的人或物的數(shù)量。例如可為商場(chǎng)統(tǒng)計(jì)每天的客流量
車牌識(shí)別：識(shí)別車輛的形狀、顏色、車牌號(hào)碼等特征，并反饋給監(jiān)控者。此技術(shù)可應(yīng)用于車輛黑名單追蹤。
事件檢測(cè)：對(duì)視頻進(jìn)行周界監(jiān)測(cè)與異常行為分析。異常行為包括雙向越界、單向越界、進(jìn)入、離開、徘徊、無人值守、驟變、人員聚集、煙霧檢測(cè)、快速運(yùn)動(dòng)、逆行、打架等事件。
視頻診斷：對(duì)視頻圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡和云臺(tái)失控等常見攝像頭故障做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報(bào)警信息。該技術(shù)可應(yīng)用于平安城市的建設(shè)中，自動(dòng)檢測(cè)攝像機(jī)的狀態(tài)，從而減輕維護(hù)人員的工作強(qiáng)度。
根據(jù)智能視頻分析模塊所處的位置可將智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品分為兩種形態(tài)：前端智能和后端智能。其中，前端智能通過DSP方式實(shí)現(xiàn)，將智能視頻分析算法加載在視頻服務(wù)器、數(shù)字硬盤錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等前段設(shè)備中，對(duì)攝像頭采集的視頻數(shù)據(jù)直接進(jìn)行分析。由于利用了DSP強(qiáng)大的硬件處理能力，同時(shí)前端設(shè)備的架設(shè)針對(duì)具體的智能視頻分析算法優(yōu)化，從而提高了視頻分析準(zhǔn)確率，因此目前智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品多為前端智能。后端智能通過純軟件實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行于普通PC或服務(wù)器上，構(gòu)成視頻分析服務(wù)器。視頻分析服務(wù)器獲取壓縮的視頻流后，對(duì)視頻進(jìn)行解碼、分析和處理。后端智能的優(yōu)勢(shì)在于可以方便的與其它視頻監(jiān)控應(yīng)用軟件融合，而且不需要對(duì)已有的前端設(shè)備進(jìn)行替換升級(jí)，保護(hù)原有投資，同時(shí)智能視頻分析單元可被多路視頻分析分時(shí)復(fù)用，降低整個(gè)系統(tǒng)的投入。但后端智能受限于視頻分析服務(wù)器的處理能力，而且已有前端設(shè)備的架設(shè)往往不滿足智能視頻分析的要求，導(dǎo)致視頻分析的準(zhǔn)確率較低。
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