宋鵬飛

摘要：隨著數(shù)字化和信息網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用到日常生活的管控工作中，視頻監(jiān)控的作用在運(yùn)用的過程中日益凸顯。由視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷史進(jìn)程來看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化技術(shù)極大程度地滿足了社會的需求。文章針對智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)中的目標(biāo)檢測和跟蹤技術(shù)進(jìn)行類別分析，比較每種方法之間的技術(shù)特點(diǎn)和利弊點(diǎn)，最后總結(jié)了智能視頻系統(tǒng)的目標(biāo)檢測和跟蹤技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用策略。

關(guān)鍵詞：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng);目標(biāo)檢測;跟蹤關(guān)鍵技術(shù)

引言：

隨著信息時代的快速發(fā)展，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一個新型的技術(shù)領(lǐng)域和學(xué)術(shù)方向受到了廣泛的關(guān)注，該系統(tǒng)融合了多媒體通信技術(shù)和計算機(jī)視覺感官技術(shù)，系統(tǒng)技術(shù)主要適用于對安全要求極高的場合，比如軍隊(duì)、公安、金店、銀行等區(qū)域，彌補(bǔ)了對這些場所進(jìn)行安全保護(hù)工作的不足之處。比如銀行出現(xiàn)盜竊活動時，智能視頻系統(tǒng)可以立即發(fā)出危險警報，保證工作人員和警方可同時根據(jù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)做出應(yīng)急危險解救處理，避免國家財產(chǎn)和安全問題受到威脅。

一、目標(biāo)檢測的主要方法及分析

目標(biāo)檢測是智能視頻監(jiān)控的基本工作流程，現(xiàn)在智能視頻系統(tǒng)中最常見的檢測方法主要包括以下四種方法。

（一）幀差法

如果一幅圖像在某一位置的物體上的變化，那么對應(yīng)位置的灰度也隨之進(jìn)行一定程度的變化，對應(yīng)來說，物體保持不變的部分，灰度也同樣不會發(fā)生變化或者只發(fā)生微小變化，幀差法正是運(yùn)用這一核心思想對圖像進(jìn)行檢測，該檢測法只是需要將序列圖像中鄰近兩幅圖像像素灰度之間的趨同進(jìn)行綜合比較。這種算法是通過對時間序列圖像歷史信息的運(yùn)用去契合低對比度的時間排序圖像，由此可以推斷出冗雜背景下目標(biāo)以多種形態(tài)去運(yùn)動的具體方式。幀差法對輕微或緩慢運(yùn)動物體進(jìn)行檢測的同時，還能預(yù)計物體的大小和位移的長度。但是這一檢測方法的難點(diǎn)在于算法復(fù)雜，主觀判斷行為多，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（二）光流法

光流是指在一定空間中，運(yùn)動物體的被檢測表層上通過像素點(diǎn)運(yùn)動的瞬時速度。光流場是將物體點(diǎn)的三維運(yùn)動速度場以平面圖像的形式呈現(xiàn)。相關(guān)研究學(xué)者對光流檢驗(yàn)計算技術(shù)進(jìn)行了分析并得出結(jié)論，可以將其運(yùn)用理論與數(shù)學(xué)方法的形式進(jìn)行差異區(qū)分，主要包括微分法、區(qū)域?qū)?yīng)法、能量運(yùn)用法和相位運(yùn)用法，微分法和區(qū)域?qū)?yīng)法是光流檢測中最常見的方法。光流檢測法不僅可以得到比較準(zhǔn)確的運(yùn)動目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，還可以計算出速度的信息，但是這種算法受噪音的影響較大，在對目標(biāo)的跟蹤的過程中隱藏起來有一定的難度。

（三）背景差法

背景差法是在視頻運(yùn)動拆分中最經(jīng)常用到的檢測方法，它的方法理論指導(dǎo)是比較輸入的圖像和背景模型之間的差異，灰度特征的變化是差異度的重要表現(xiàn)，可以采用直方圖上直觀的數(shù)據(jù)變化來評估異常狀況的發(fā)生。傳統(tǒng)固有的背景差法在對智能監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)進(jìn)行檢測的過程中，首先要將背景中的每個像素進(jìn)行統(tǒng)一整合并建立模型，然后將圖像和模型進(jìn)行對比，在限制的閾值內(nèi)篩選出圖像與模型出現(xiàn)偏差的像素點(diǎn)，最后對圖像進(jìn)行二次數(shù)值整理，最終得到前景像素的整合。除此之外，模型還要根據(jù)動態(tài)的場景變化去調(diào)整周期背景。創(chuàng)建背景模型和保證背景狀態(tài)的情況下去適應(yīng)實(shí)際環(huán)境的變化是背景差法最大的難點(diǎn)。

二、目標(biāo)跟蹤的主要策略和分析

（一）根據(jù)目標(biāo)跟蹤檢測的時間分析

目標(biāo)跟蹤技術(shù)在從智能視頻檢測系統(tǒng)中提煉出運(yùn)動目標(biāo)之后，通過獲取到的目標(biāo)位置和目標(biāo)狀態(tài)信息去創(chuàng)建跟蹤模型，在前后幀差的對比程度去追蹤目標(biāo)的運(yùn)動走向，完成對目標(biāo)的準(zhǔn)確跟蹤。在現(xiàn)如今的應(yīng)用中，目標(biāo)數(shù)量多少是不確定因素，而且目標(biāo)的多元性、光照條件，環(huán)境背景、其他運(yùn)動目標(biāo)對跟蹤目標(biāo)的遮擋等因素都會對目標(biāo)的追蹤帶來一定的阻礙。跟蹤目標(biāo)技術(shù)和目標(biāo)檢測從時間上來劃分可以分為以下三大類，主要包括先檢測后跟蹤、先跟蹤后檢測、同步檢測和跟蹤。先檢測后跟蹤主要是先檢測運(yùn)動目標(biāo)在每一幀圖像上呈現(xiàn)的狀態(tài)，將當(dāng)前圖像與模型的匹配程度去實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的跟蹤。這種方法是運(yùn)用傳統(tǒng)的信號和數(shù)據(jù)圖像的處理模式，檢測過程沒有將跟蹤過程獲取的數(shù)據(jù)完全用上。先跟蹤后檢測是先建設(shè)目標(biāo)下一幀可能在的位置和狀況，然后通過檢測的結(jié)果對預(yù)判值進(jìn)行調(diào)整。這一技術(shù)方法的運(yùn)用難度在于需要熟練掌握目標(biāo)運(yùn)動特點(diǎn)和規(guī)律。檢測跟蹤同步技術(shù)是圖像序列中同步開展目標(biāo)的檢測和跟蹤工作，將兩者相結(jié)合，檢測要根據(jù)跟蹤的數(shù)值去掌握目標(biāo)的所在區(qū)域，跟蹤是要通過檢測提供目標(biāo)觀察數(shù)據(jù)去進(jìn)行分析，檢測和跟蹤工作之間起到相互協(xié)助的作用。

（二）根據(jù)跟蹤目標(biāo)特征差異分析

從跟蹤目標(biāo)的特征差異方面進(jìn)行劃分，目標(biāo)跟蹤形式可以從顏色、形狀、區(qū)域和特征等多種方法進(jìn)行開展和實(shí)施。除此之外，檢測跟蹤方法可以通過目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)設(shè)置動態(tài)的攝像設(shè)備和靜態(tài)的攝像設(shè)備去進(jìn)行目標(biāo)跟蹤。如果從跟蹤目標(biāo)的數(shù)量進(jìn)行劃分的話，有單個目標(biāo)跟蹤和多個目標(biāo)跟蹤的區(qū)別。

三、實(shí)際應(yīng)用策略和措施

智能視頻監(jiān)測系統(tǒng)在城市安全、治安管控、交通防治等相關(guān)方面得到了廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)在上述工作中對于目標(biāo)的檢測和追蹤起到了至關(guān)重要的作用。公安派出所是公安機(jī)關(guān)的基層戰(zhàn)斗群體，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，城市犯罪的工具和模式也是多種多樣，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要不斷的升級和優(yōu)化，保證對安全的高度保障。上海市的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在全市18個區(qū)縣級的派出所完成了安裝建設(shè)工作，該系統(tǒng)隨著時間的推移，其規(guī)模程度、資源共享效率和安全保障效力都得到了實(shí)質(zhì)性的突破。智能視頻管控系統(tǒng)也是城市綜合管理的重要技術(shù)支持，上海作為交通擁堵、基礎(chǔ)設(shè)施齊全多樣、經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的一線城市，人口流動量也非常大，是產(chǎn)生犯罪行為的高發(fā)地區(qū)，一旦出現(xiàn)犯罪行為，襲擊目標(biāo)群體龐大，由此可見城市的反恐建設(shè)顯得尤為重要。

結(jié)束語：

信息化建設(shè)在不斷的推動著智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的完善和改進(jìn)工作，系統(tǒng)中的技術(shù)含量和使用效力決定著系統(tǒng)在目標(biāo)跟蹤工作的作用程度。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是運(yùn)用科學(xué)技術(shù)去完成視頻監(jiān)控的高效管理，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)由“看見”延伸到“準(zhǔn)確地看見”，運(yùn)用目標(biāo)檢測和目標(biāo)跟蹤技術(shù)去實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)位置和狀態(tài)的精準(zhǔn)判斷。

參考文獻(xiàn)

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