趙紅麗

（中國聯(lián)通河北省分公司，河北 石家莊 050011）

近年來，中國經(jīng)濟飛速發(fā)展，房地產(chǎn)建設尤其是住宅小區(qū)達到16億平方米，對于小區(qū)安全防范的需求也越來越強烈，家庭小區(qū)安全防范成為住宅小區(qū)智能化建設的最重要部分，占到小區(qū)智能建設投資的80%左右。小區(qū)安保的管理人員主要是物業(yè)管理者和保安部門及保安人員，通過智能視頻分析技術，保安人員可對出入小區(qū)的人流進行統(tǒng)計，對小區(qū)周界的安全進行防范，并對特殊事件進行及時處理。

1 智能視頻分析技術

智能視頻分析技術是通過各種視頻分析方法在海量視頻數(shù)據(jù)中獲取有價值的信息，從目視解釋變?yōu)闄C器自動解釋，改變了以往視頻“被動”監(jiān)控的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)異常行為或突發(fā)事件能非常迅速地做出反應，發(fā)出報警，智能視頻分析技術的應用必然有助于克服人力疲憊的局限性，從而更加有效地協(xié)助保安人員處理突發(fā)事件。

智能視頻分析技術的計算方法包括背景模型法和和時間差分法。背景模型法是通過將當前視頻圖像與背景視頻圖像的差分（SAD）來檢測出運動區(qū)域，并提供對運動目標的完整的特征信息數(shù)據(jù)，這種計算方法的特點是具有較好的性能和較高的精確度和靈敏度。背景模型法的關鍵是對于背景的建模和自適應，背景的建模通常是在系統(tǒng)設置的時候設置系統(tǒng)自適應學習時間，學習時間大概是3～5 min，通過背景的實際“熱鬧程度”確定。同時，背景系統(tǒng)具有“背景維護”能力，背景會隨著時間變化，將一些后來融入背景的視頻圖像，自動加為背景，做出相應的改變。時間差分法又稱相鄰幀差法，是高級的VMD，這種計算方法的實質是通過將相鄰幀圖像相減獲取對前景目標的移動信息，即利用視頻圖像特征，獲取需要的動態(tài)圖像目標信息，獲得的途徑是通過這種計算方法在連續(xù)的視頻流中提取到[1]。智能視頻分析技術通過在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中增設視頻智能分析服務器，在視頻智能分析服務器中加載各種視頻分析方法，以滿足指定監(jiān)控點對各種視頻智能分析的需求，達到在住宅小區(qū)等場所環(huán)境下的智能應用。

2 智能視頻分析技術的應用

本文介紹的視頻智能分析技術在住宅小區(qū)安保的應用主要包括重要場合人流統(tǒng)計、周界防范預警和異常行為分析。重要場合人流統(tǒng)計能提供準確的人群流動量、人群流動方向的統(tǒng)計及分析數(shù)據(jù)；周界防范預警對于用戶設定檢測區(qū)域內的異常進入、離開、出現(xiàn)等進行自動監(jiān)測、計數(shù)與報警；異常行為分析可對目標異常情況或異常行為進行自動檢測與報警。

小區(qū)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機、DVS/DVR、流媒體服務器、智能視頻分析服務器、數(shù)據(jù)服務器和客戶端等組成，智能視頻分析服務器包含人流統(tǒng)計分析模塊、周界檢測分析模塊、異常行為分析模塊等，對流媒體服務器傳送的視頻流進行智能分析。系統(tǒng)架構圖如圖1所示。

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)適用于多級聯(lián)網(wǎng)的集中監(jiān)控管理結構，也能夠適應模擬視頻或者數(shù)字視頻輸入，返回事件預警信息，以便視頻監(jiān)控平臺采取實時視頻流彈出，聲光電報警等方式提醒安保人員，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到更為有效的使用。

通過小區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)融入智能視頻分析技術，在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控中增加智能視頻分析服務器，實現(xiàn)人流統(tǒng)計分析、周界防范預警、異常行為分析檢測等智能應用，應用到住宅小區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使家庭人員、車輛、財產(chǎn)安全得到有利保障。

2.1 小區(qū)人流統(tǒng)計

小區(qū)人流統(tǒng)計是采用基于模型的機器視覺技術，準確地統(tǒng)計小區(qū)口出入人數(shù)和提供人群流動方向等信息。

人數(shù)統(tǒng)計模塊，每間隔幾分鐘輸出一條記錄信息，包括時間、出入人數(shù)等，這些信息是人流統(tǒng)計系統(tǒng)的原始信息[2]，記錄進出設定區(qū)域的人數(shù)，系統(tǒng)保證它們在任何情況下都不會被篡改。每一條原始記錄被復制成兩份，其中一份發(fā)送給智能視頻分析服務器，另一份則直接存入攝像機前端本地備份。這種設計使得數(shù)據(jù)服務器出現(xiàn)問題時，攝像機前端端上的人數(shù)統(tǒng)計模塊仍然能夠正常工作，服務器恢復正常后，滯留的數(shù)據(jù)將從攝像機前端備份中提取重新發(fā)送給智能視頻分析服務器。

人數(shù)統(tǒng)計模塊將記錄的原始信息發(fā)送給智能視頻分析服務器，智能視頻分析服務器將數(shù)據(jù)信息儲存到中心數(shù)據(jù)庫，并自動定期維護中心數(shù)據(jù)庫，檢測是否有異常信息，如有異常信息進行修訂，并生成數(shù)據(jù)報表[3]。

客戶端軟件是用戶操縱數(shù)據(jù)服務器模塊的主要方式，通過它用戶可以隨時了解攝像機前端的運行情況，監(jiān)控各區(qū)域的實時數(shù)據(jù)，查詢或者修訂中心數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)。特別地，攝像機前端還可以向用戶提供指定區(qū)域的實時視頻畫面。此外，對系統(tǒng)各類功能的配置也都可以通過監(jiān)控客戶端實現(xiàn)。

2.2 周界防范預警

周界防范預警是采用智能分析算法，對視頻監(jiān)控區(qū)域出現(xiàn)的單向越界、雙向越界、區(qū)域闖入、區(qū)域離開等行為做出準確判斷并發(fā)出報警信息。

數(shù)字視頻傳輸至DVR后，再通過流媒體服務器傳輸?shù)街悄芤曨l分析服務器中，對接收視頻實時分析，經(jīng)過視頻分析處理后的報警信息如報警時間、報警截圖等一方面可以直接向網(wǎng)絡輸出，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)報警信息的接收；另一方面經(jīng)視頻分析處理后的報警信息向平臺進行發(fā)送，然后通過平臺再做報警方式的選擇以及對于網(wǎng)絡的進一步輸出，最終實現(xiàn)客戶端的實時預警。

周界防范預警主要包含5個功能，實現(xiàn)進入禁區(qū)報警、離開禁區(qū)報警、單向越界報警、雙向越界報警和聚眾檢測報警。周界防范預警應用示意如圖2所示。

1）進入禁區(qū)功能：事先設定禁區(qū)范圍，當有人、車輛等進入設定區(qū)域，系統(tǒng)發(fā)出報警，提醒保安人員及時處理[4]。

2）離開禁區(qū)功能：事先設定禁區(qū)范圍，當有人、車輛等離開設定區(qū)域，系統(tǒng)發(fā)出報警，提醒保安人員及時處理[4]。

3）單向越界功能：事先設定單向邊界檢測，當有人、車輛等從設定方向越過設定邊界，系統(tǒng)發(fā)出報警，提醒保安人員及時處理[4]。

4）雙向越界功能：事先設定雙向邊界檢測，當有人、車輛等從任意方向越過邊界，系統(tǒng)發(fā)出報警，提醒保安人員及時處理[4]。

5）聚眾檢測功能：通過區(qū)域內人群的密集程度獲得擁擠的估計值，檢測是否有群體聚集現(xiàn)象。典型應用如廣場、出入口、交通要道等。

通過周界防范預警的應用，可以對小區(qū)周界進行安全防護，一旦出現(xiàn)有人或車輛進入小區(qū)，便會發(fā)出報警，提醒安保人員進行防范；對小區(qū)內設定禁入?yún)^(qū)域如車輛禁停區(qū)域，一旦有車輛進入便會發(fā)出報警，體系安保人員及時處理。

2.3 異常行為分析

異常行為分析涉及圖像處理、模式識別、人工智能等多個領域的智能視頻分析。它能夠對視頻區(qū)域出現(xiàn)的打架斗毆、敏感區(qū)域滯留、物品遺留、聚眾檢測等異常行為進行分析，并對于視頻指定區(qū)域內的可疑行為進行自動標記，及時對可疑事件進行報警。異常行為分析需事先設定被監(jiān)測目標的大小和種類等，根據(jù)被監(jiān)測目標的特點進行設置，在同一視頻畫面下可同時設定多個目標，監(jiān)測其不同的行為，異常行為分析具有自動行為分析的特點。

1）模擬視頻可以直接從模擬攝像機到智能視頻分析服務器進行分析；也可以走矩陣對需要接入的視頻源向智能識別預警服務器進行切換。另外模擬視頻還可以傳輸至DVR或者DVS轉化為數(shù)字視頻后，再通過智能視頻分析服務器對視頻源實現(xiàn)實時分析。

2）數(shù)字視頻傳輸至流媒體服務器后，再通過智能視頻分析服務器對接收視頻實時分析，也可以直接從數(shù)字攝像機到智能視頻分析服務器進行分析。

3）經(jīng)過視頻分析處理后的報警信息如報警時間、報警截圖等一方面可以直接向網(wǎng)絡輸出，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)報警信息的接收；另一方面經(jīng)視頻分析處理后的報警信息同樣可以向視頻監(jiān)控平臺進行發(fā)送，然后通過監(jiān)控平臺再做報警方式的選擇以及對于網(wǎng)絡的進一步輸出，最終實現(xiàn)客戶端的實時預警。在這過程中，用戶可以直接通過網(wǎng)絡客戶端實現(xiàn)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息設置和有效管理；也可以通過視頻監(jiān)控平臺對接入的智能視頻進行系統(tǒng)信息的設置和統(tǒng)一管理。

異常行為分析主要包含3個功能，實現(xiàn)打架檢測報警、滯留徘徊報警、物品遺留拾取報警。異常行為分析應用示意如圖3所示。

1）打架檢測功能：檢測是否有打架、斗毆事件，以防事件的進一步惡化，是住宅小區(qū)治安監(jiān)控的重要組成部分。

2）滯留徘徊功能：事先設定區(qū)域范圍和時長，當有人或車輛在設定區(qū)域內停留時間或徘徊時間超過設定的時長，系統(tǒng)發(fā)出報警，提醒保安人員及時處理[4]。

3）物品遺留拾取功能：事先設定區(qū)域范圍和時長，當發(fā)現(xiàn)有可疑物品在設定區(qū)域內遺留，遺留時間也超過了設定時長，系統(tǒng)發(fā)出報警，提醒保安人員及時處理[4]。

3 結束語

智能視頻分析技術在住宅小區(qū)安保的應用，具有很廣闊的發(fā)展前景，在智能小區(qū)物業(yè)管理行業(yè)的應用也將跨入快速增長時期，通過引進重要場合人流統(tǒng)計、周界防范預警、異常行為分析技術，在住宅小區(qū)的出入口、停車場、周界等重要部位進行重點監(jiān)控和智能分析，實現(xiàn)對出入小區(qū)的人、車輛及突發(fā)事件進行監(jiān)測，與原視頻監(jiān)控系統(tǒng)結合，形成全方位的安全保衛(wèi)系統(tǒng)，滿足了當前智能化住宅小區(qū)的發(fā)展水平。

[1]張秀峰，孫余順，田海燕.智能視頻分析概觀[J].智能建筑與城市信息，2010（9）：69-77.

[2]淺談智能視頻監(jiān)控分析技術極其應用分析[EB/OL].[2012-03-22].http：//www.asmag.com.cn/technic/th-32527-new-2.shtml.

[3]智能視頻產(chǎn)品與應用事件檢測與行為分析[EB/OL].[2012-03-22].http：//fangan.afb2b.cn/200808/31100.html.

[4]恒業(yè)國際.智能視頻分析在數(shù)字監(jiān)獄中的應用[J].中國公共安全：綜合版，2010(10)：55-57.