金慧

摘要 視頻監(jiān)控技術(shù)因其強大的功能在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，而傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)無法跟上當代社會不斷發(fā)展的步伐。這就需要更高效、更智能的視頻監(jiān)控技術(shù)來滿足社會各個行業(yè)最新的需求。而智能視頻監(jiān)控技術(shù)包含了對視頻、圖像的處理技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)等。本文主要對智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的概述入手，對其技術(shù)要點進行了探討。

【關(guān)鍵詞】計算機智能 視頻監(jiān)控 技術(shù)研究

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)其最為核心的技術(shù)就是計算機圖像處理與智能分析，并在其他各種技術(shù)的綜合運用下，這些技術(shù)能夠?qū)σ曨l監(jiān)控捕捉到的視頻內(nèi)容進行自動化的處理與識別，同時還能夠在較為復(fù)雜的環(huán)境中對其針對的目標對象進行跟蹤與具體識別，進而對其進行有效的監(jiān)控，最終順利完成其視頻監(jiān)控任務(wù)。

1 簡述智能視頻系統(tǒng)技術(shù)

1.1 智能視頻系統(tǒng)技術(shù)概述

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)，就是能夠?qū)ζ渌O(jiān)控到的視頻信息進行智能化的分析與處理，而不僅僅是單一的接受視頻監(jiān)控信息。這一技術(shù)主要是依托計算機技術(shù)，從而能夠?qū)θ斯ぬ幚頂?shù)據(jù)予以有效取代。因此，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)是視頻監(jiān)控領(lǐng)域的一個重大突破，它取代人工的意義不僅能夠有效的節(jié)約人力、物力與財力，同時還能夠極大的提升識別速度與準確率，并在此基礎(chǔ)上實施更為復(fù)雜、更為智能的監(jiān)控應(yīng)用。智能視頻系統(tǒng)技術(shù)不僅僅能夠?qū)σ曨l進行監(jiān)控，同時還能夠做到精準化與智能化，比如人臉識別、人體特征識別、車牌識別、移動軌跡偵測、入侵檢測、特定行為識別等多維度的智能監(jiān)控應(yīng)用。

1.2 智能視頻系統(tǒng)的優(yōu)勢

1.2.1 不間斷可靠監(jiān)控

傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠的是人工進行二十四小時不間斷的監(jiān)控，這種傳統(tǒng)的監(jiān)控方式需要依靠人的主觀判斷，由于個人的精力是有限的，這種方式不僅識別速度有限，而且存在一定的差錯率，這對于視頻監(jiān)控而言是一大問題。但是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在大部分情況下就不再需要人工進行干預(yù)，僅僅運用前端的監(jiān)控設(shè)備對圖像進行輸入，而后端的計算機信息處理系統(tǒng)就能夠?qū)λ斎氲囊曨l圖像進行實時的分析，這樣就能夠更加容易實現(xiàn)整個視頻監(jiān)控的實時性，同時其準確度也會提升到更高的等級。

1.2.2 報警準確度高

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)是計算機處理技術(shù)，計算機處理技術(shù)其最為顯著的特點就是準確度高，只需要將各種信息進行輸入，整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)就能夠?qū)λ媾R的安全隱患進行準確的描述與分析，并且根據(jù)所得到的相關(guān)信息對即將要出現(xiàn)的安全威脅進行提前的報警處理。

1.2.3 響應(yīng)速度快

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)所監(jiān)控到的相關(guān)信息進行高效的識別，以目前的技術(shù)水平，基本可以做到實時監(jiān)控，實時響應(yīng)，實現(xiàn)毫秒級的反應(yīng)時間。這樣它就能夠提前對危險進行預(yù)警，并及時發(fā)出報警信號提醒相關(guān)監(jiān)控人員。如果能夠再將安全防范方法進行交叉利用，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)ν话l(fā)緊急情況第一時間做出反應(yīng)，極大的降低了因緊急危險情況對人員和財產(chǎn)造成的損失。

1.2.4 視頻資源應(yīng)用廣泛

在服務(wù)領(lǐng)域，運用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)，能夠?qū)δ硞€行業(yè)的某些特征進行智能化的分析與對比，這對于市場調(diào)查并做出相應(yīng)的市場規(guī)劃調(diào)整都是具有積極意義的。在安防等領(lǐng)域，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還能夠被應(yīng)用到其他各個方面，比如人流量統(tǒng)計、人體特征識別、運動軌跡識別和交通流量控制等，并在這些領(lǐng)域中通過豐富的智能化應(yīng)用發(fā)揮更大作用。

1.3 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

根據(jù)不同的需求智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠運用到相應(yīng)的領(lǐng)域，比如說根據(jù)對安全性的需求不同，可以將智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為安全相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域和非安全相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域這兩個大的領(lǐng)域。由于市場需求的不同，安全相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ谥悄芤曨l監(jiān)控領(lǐng)域的需求量更大。而安全相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域中，有著事前預(yù)防、事中響應(yīng)、事后追查的邏輯需求。智能視頻監(jiān)控技術(shù)在這三方面都能起到不可替代的重要作用。其主要功能是協(xié)助安全相關(guān)部門提供安防相關(guān)服務(wù)或者是針對特殊地區(qū)進行安全保護，并可以和其他安防系統(tǒng)進行智能聯(lián)動，提供綜合化的安全防護功能。而非安全相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域目前基本上主要應(yīng)用于消費服務(wù)等領(lǐng)域，比如說為醫(yī)療保險、零售業(yè)等提供輔助工具，人流統(tǒng)計、關(guān)注度統(tǒng)計等智能視頻監(jiān)控技術(shù)的深入運用可以顯著提高消費行業(yè)的服務(wù)水平與效率，提升消費者的滿意度，促進整個行業(yè)的服務(wù)水平進一步發(fā)展。

1.4 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題

1.4.1 數(shù)據(jù)共享難度大

在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控項目中，各個系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的開放性較低，還存在兼容性問題，導致各系統(tǒng)之間難以共享數(shù)據(jù)，所以很難進行多維度的數(shù)據(jù)綜合分析。比如在人臉識別領(lǐng)域，提高人臉識別的準確率有多種方法，但是僅僅通過提高計算能力與更新計算方法是不夠的，還需要增加多維度數(shù)據(jù)的來源。比如車輛信息、定位數(shù)據(jù)、手機數(shù)據(jù)與支付數(shù)據(jù)等可反應(yīng)個人信息的數(shù)據(jù)，通過這樣大規(guī)模、多維度的數(shù)據(jù)整合才能實現(xiàn)目標的快速準確的追蹤、分析的目的。

1.4.2 綜合聯(lián)動能力不足

目前大部分的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還是基于靜態(tài)特征并且局限在單一環(huán)境中的簡單應(yīng)用，很少涉及大范圍、多場景的關(guān)聯(lián)行為分析。沒有把行為、軌跡、個體信息等動態(tài)特征以及其之間的關(guān)聯(lián)性做結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)處理。目前能做到多個監(jiān)控設(shè)備、多個監(jiān)控系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)分析處理的應(yīng)用還很少。

2 以計算機技術(shù)為載體的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)研究

2.1 對移動目標的實時監(jiān)測和提取

對移動的目標實時進行監(jiān)測和提取技術(shù)最為核心的方法就是對動態(tài)目標的多幀圖像進行分析和處理工作，并對所分析處理的圖像進行提取工作，進而實現(xiàn)對動態(tài)或者靜態(tài)的目標進行實時的監(jiān)控工作。對圖像進行提取工作的話，最開始就需要對背景圖像進行分割處理，進而逐步減少運算量。但需要注意到在整個視頻監(jiān)控工作中，所處的監(jiān)控環(huán)境是復(fù)雜多變的，對背景圖像的處理有不小的難度。

目前對移動的目標進行圖像提取的技術(shù)主要有兩種，第一種是對背景進行消除的方法，這一方法主要就是將所提取到的圖像和提前截取到的圖像背景進行差分計算，并利用計算出的結(jié)果基本得到所監(jiān)控目標的基本輪廓，進而逐步得到運動目標的基本特征，這種技術(shù)最終得到的目標圖像會更加的清晰與明了，即準確度更高。但這一技術(shù)需要高性能的技術(shù)設(shè)備予以充分的支持才能夠完成監(jiān)控工作;第二種技術(shù)就是時間差分方法，這一技術(shù)就是從視頻中所監(jiān)控到的無數(shù)個畫面，并對這些畫面進行對比分析工作，進而得到目標的基本特征，這種技術(shù)的本質(zhì)就是尋找相似之處，最終得到大概的輪廓，這一技術(shù)的準確性就沒有第一種技術(shù)高，但是其要求的技術(shù)支持無需太多，但是工作量相對較大。

2.2 對移動目標的跟蹤技術(shù)

2.2.1 基于模型的跟蹤技術(shù)

（1）直線法：這種方法就是將直線代替目標各個身體部位予以跟蹤;

（2）二維輪廓法：這種跟蹤技術(shù)就是將跟蹤目標的整個模型予以投影，將其用平面術(shù)語進行表達;

（3）三維立體模型法：這種跟蹤方法是相對于二維輪廓法的，這一方法是將整個跟蹤目標建立一個三維的立體模型，比如說正方體等，并進行映射從而得到原始的模型。

2.2.2 基于區(qū)域的跟蹤技術(shù)

這一技術(shù)在實踐的運用中比較大眾化。其最為核心的地方就是把整個人體分為幾個主要的部分，它們分別是四肢、軀干和頭部等。對這幾個主要的部分都運用計算機處理技術(shù)予以精確計算從而構(gòu)建出基本的模型，進而從局部到整體進行跟蹤。這一技術(shù)需要對目標進行遮擋和陰影處理，想要解決這一難題，充分運用色彩信息和陰影自身的特性是一個比較可行的解決辦法。

2.2.3 基于活動輪廓的跟蹤技術(shù)

這一技術(shù)相對于基于區(qū)域的跟蹤技術(shù)而言，其工作量更小，因為它不用建立起整個人體的模型。其僅僅需要對所跟蹤的移動目標進行基本輪廓的提取工作，并進行不斷的更新工作即可。同時由于該技術(shù)工作量更小，其進行計算的難度也會相應(yīng)降低。若所監(jiān)控跟蹤的環(huán)境比較好的話，這一技術(shù)還可以解決基于區(qū)域的目標跟蹤法中最為困難的問題。

2.2.4 基于特征的跟蹤技術(shù)

想要真正實現(xiàn)這一技術(shù)就需要將跟蹤的目標鎖定到一個封閉的長方形中，在這個長方形的四個角和中心可以作為被跟蹤目標的主要特征，這一技術(shù)得以很好運用的前提條件是被跟蹤物品的主要特征沒有被長時間遮蓋或者掩蓋。

2.3 行為識別技術(shù)

2.3.1 狀態(tài)空間法

這種技術(shù)是對靜態(tài)目標的跟蹤，主要是將靜態(tài)動作按照相應(yīng)的概率有機的組合起來，進而形成一個狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，在這個數(shù)據(jù)庫中被跟蹤目標的每一次狀態(tài)都將是目標狀態(tài)庫中的一個記錄。而狀態(tài)空間法就是利用對所有的狀態(tài)進行概率分析，并從這些狀態(tài)中選擇一個概率最大的事件為目標的具體行為。

2.3.2 模板匹配法

這種方法首先就是將目標圖像轉(zhuǎn)換成一組靜態(tài)模式，并將其放在模板庫中。在對被跟蹤目標進行分析的時候，將目標行為模式和模板庫中的數(shù)據(jù)進行對比分析，其中相似度最高的行為就可以認定為被跟蹤目標的行為。

2.4 目標分類技術(shù)

目標分類技術(shù)更加具有針對性，所以需要對所監(jiān)控的多個目標進行對比分析進而區(qū)分出哪個才是所需要的目標。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的目標分類技術(shù)基本分為兩種類型，第一種是根據(jù)跟蹤目標自身形狀信息的分類技術(shù)，這一技術(shù)主要對所跟蹤目標在運動過程中所呈現(xiàn)的形狀特征進行分類，比如說目標的圖像面積等，這一技術(shù)中所跟蹤目標的色彩特征對于整個目標分類定位的影響較大。另外一種就是針對所跟蹤目標的運動特性進行分類的技術(shù)，這一技術(shù)主要是運用所跟蹤目標運動過程中的周期性特征而進行的分類。

3 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)流程

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，其中硬件系統(tǒng)的設(shè)計一般采用模塊化的設(shè)計方式，其中主要包括前端信息采集模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，智能視頻的分析模塊與中心控制模塊等多個部分。其中智能視頻分析模塊是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)中最為核心的部分，這一模塊主要負責對所跟蹤目標的移動數(shù)字圖像進行有效的分析與處理。比如說特征識別技術(shù)、軌跡偵測技術(shù)、自動報警技術(shù)等。而這一核心部分的處理既可以是以硬件為基礎(chǔ)的處理方式也能夠以軟件為基礎(chǔ)的處理方式。這一模塊工作的基本模式就是首先接受來自上位機的策略對具體的模塊進行處理;其次是接受來自信息采集前段模塊的信息，再對所采集到的相關(guān)信息進行數(shù)據(jù)處理與分析工作，最后將所得到的最終數(shù)據(jù)和整個系統(tǒng)用戶預(yù)先設(shè)計好的規(guī)則與模板進行智能化的對比，并將比對的結(jié)果發(fā)送給相關(guān)用戶。

4 結(jié)語

綜上所述，運用計算機技術(shù)提升視頻監(jiān)控的智能化水平是視頻監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢。而傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)離不開人力的操作，人自身的特質(zhì)決定其在進行實時監(jiān)控的過程中難免會出現(xiàn)錯報漏報等情況。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)比傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有更加強大的圖像處理能力和智能分析能力，不僅能夠消除監(jiān)控領(lǐng)域?qū)θ肆Φ囊蕾?，減少誤差的出現(xiàn)，還可以為用戶提供更多智能化的分析功能。隨著智能化技術(shù)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的深入應(yīng)用，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將在安防、零售等傳統(tǒng)領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用，并在更多新興領(lǐng)域中得到應(yīng)用和推廣。

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