王趙璽

（華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州 311122）

1 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1.1 視頻數(shù)據(jù)采集

視頻的數(shù)據(jù)采集主要依靠的是高分辨率的攝像機(jī)。高分辨率的攝像機(jī)以一定的頻率對(duì)原始圖像進(jìn)行采集，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在視頻采集的過(guò)程中，只有當(dāng)采樣頻率達(dá)到要求值，才能滿足人眼對(duì)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的要求。

1.2 視頻數(shù)據(jù)壓縮編碼

進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)采集，其原始數(shù)據(jù)量是十分巨大的，這就要求在傳輸之前進(jìn)行壓縮，以減少用戶在存儲(chǔ)介質(zhì)以及傳輸信道上的數(shù)據(jù)量。而活動(dòng)視頻序列的幀內(nèi)以及幀與幀之間包含很大的空間冗余以及視覺(jué)冗余，可以通過(guò)挖掘這些冗余信息，對(duì)圖像視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮以適應(yīng)信道的要求，也就是視頻壓縮與編碼。

1.3 視頻數(shù)據(jù)傳輸

視頻傳輸數(shù)據(jù)主要依托于同軸電纜，雙絞線以及光纜等，為了獲得高質(zhì)量的視頻流，在視頻傳輸?shù)倪^(guò)程中還需要多種技術(shù)的支持，如：應(yīng)用層質(zhì)量控制技術(shù)，媒體同步技術(shù)等。

1.4 視頻存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)

視頻的存儲(chǔ)主要是利用圖像存儲(chǔ)服務(wù)器采用本地分布式存儲(chǔ)或云存儲(chǔ)的方式將接收的圖像存儲(chǔ)于磁盤或磁盤陣列中。視頻的轉(zhuǎn)發(fā)主要是利用流媒體服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，用戶可在遠(yuǎn)程客戶端上進(jìn)行查看。

2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)勢(shì)

智能視頻監(jiān)控，就是采用智能視頻分析的算法，通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)的對(duì)象進(jìn)行有關(guān)的行為分析以及內(nèi)容提取，當(dāng)發(fā)現(xiàn)被監(jiān)控目標(biāo)符合某種算法規(guī)定的行為時(shí)，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，通知有關(guān)的工作人員干預(yù)。

智能視頻分析技術(shù)是智能視頻監(jiān)控的核心技術(shù)之一，這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控對(duì)象自動(dòng)定位，動(dòng)態(tài)跟蹤、目標(biāo)分類識(shí)別、行為描述、件分析等。

智能視頻分析技術(shù)的基礎(chǔ)是動(dòng)態(tài)視頻目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別。動(dòng)態(tài)視頻目標(biāo)檢測(cè)主要是通過(guò)智能攝像機(jī)對(duì)整個(gè)監(jiān)控區(qū)域的圖像變化進(jìn)行監(jiān)控，從監(jiān)控的區(qū)域中將所控目標(biāo)提取出來(lái)。動(dòng)態(tài)視頻目標(biāo)檢測(cè)采取背景減除法，時(shí)間差分法等，一般通過(guò)基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)跟蹤、基于特征的跟蹤等來(lái)實(shí)現(xiàn)；動(dòng)態(tài)視頻目標(biāo)分類識(shí)別主要包括：一是對(duì)目標(biāo)外形的識(shí)別，二是對(duì)目標(biāo)行為的分析。

近幾年來(lái)，機(jī)器學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)蓬勃發(fā)展。這兩種學(xué)習(xí)方式主要采用狀態(tài)空間法以及模板匹配法。當(dāng)應(yīng)用于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，對(duì)構(gòu)建人行為的統(tǒng)計(jì)模型起到一定的促進(jìn)作用。但是這些學(xué)習(xí)方式仍然存在行為理解的難點(diǎn)。

智能視頻監(jiān)控的目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)異常事件的分析以及報(bào)警。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)與以往的監(jiān)控系統(tǒng)相比有很多區(qū)別，它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷，將被動(dòng)的監(jiān)控轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的識(shí)別。使用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全天自動(dòng)監(jiān)控，而且能夠提高工作效率以及工作質(zhì)量，降低由于人為因素所造成的誤操作概率。

3 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展方向

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中在以下兩個(gè)方面：安全相關(guān)類應(yīng)用和非安全相關(guān)類應(yīng)用。

安全相關(guān)類應(yīng)用主要應(yīng)用于安防系統(tǒng)中。近幾年來(lái)，恐怖襲擊事件發(fā)生的概率不斷增加，社會(huì)對(duì)于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求量也不斷增加，相關(guān)技術(shù)其主要包括視頻移動(dòng)監(jiān)測(cè)，物體追蹤，人臉識(shí)別，車輛識(shí)別等。在我國(guó)，很多場(chǎng)合都安裝有智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如：軍事基地、機(jī)場(chǎng)、監(jiān)獄等。對(duì)于一些公共場(chǎng)所，如：高鐵站，由于建筑物比較分散，采用傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控人員無(wú)法做到面面俱到，這時(shí)，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)就能夠發(fā)揮其的作用，自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控范圍內(nèi)可疑物體以及可疑人物。

非安全相關(guān)類應(yīng)用主要應(yīng)用于服務(wù)以及零售行業(yè)，在人數(shù)統(tǒng)計(jì)，人群控制，注意力控制和交通流量控制等方面發(fā)揮作用，有助于提高服務(wù)水平以及營(yíng)業(yè)額。如：對(duì)大型商場(chǎng)人流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而估測(cè)這個(gè)商場(chǎng)的營(yíng)業(yè)水平；通過(guò)人臉的識(shí)別技術(shù)來(lái)提高服務(wù)水平，提高工作質(zhì)量以及工作水平等。

隨著智能監(jiān)控技術(shù)的高速發(fā)展，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將逐漸取代傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，相比較傳統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)，智能視頻監(jiān)控大大解放了人力，提高了監(jiān)控的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。集成化和人工智能將是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的兩個(gè)發(fā)展方向。

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為建筑智能化工程的一個(gè)重要子系統(tǒng)，將與其他的子系統(tǒng)有機(jī)的集成在一起，相互聯(lián)動(dòng)，發(fā)揮更大的作用，同時(shí)便于集成化管理。如：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)：當(dāng)火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，智能攝像機(jī)自動(dòng)切換至預(yù)置位置，智能確認(rèn)火情；智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)與人員定位系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)：當(dāng)人員定位信號(hào)發(fā)生異常時(shí)，智能攝像機(jī)自動(dòng)切換至人員異常位置，以分析并復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)情況。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還將與更多的系統(tǒng)集成在一起。

近年來(lái)，隨著人工智能的迅猛發(fā)展，硬件成本的不斷降低，儀器設(shè)備更加精密，監(jiān)控?cái)z像頭并不僅僅是用于監(jiān)控，更多的將會(huì)被用于管理。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)像人腦一樣對(duì)監(jiān)控對(duì)象做出判斷，相信在不久的將來(lái)，智能化的監(jiān)控系統(tǒng)將擁有類似大腦的智慧。不難想象，智能視頻監(jiān)控將會(huì)改變?nèi)祟惖纳睿哂泻艽蟮奈磥?lái)應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，智能化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。誠(chéng)然，當(dāng)前該系統(tǒng)發(fā)展仍然伴隨許多阻礙，但隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，各類軟硬件費(fèi)用降低與通信運(yùn)營(yíng)組織加大力度投入，相信智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)未來(lái)的道路一定會(huì)越走越好。本文主要對(duì)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及其發(fā)展做簡(jiǎn)要的介紹，希望讀者對(duì)其發(fā)展方向，應(yīng)用前景有一定的了解。

[1] 俞浩.智能視頻監(jiān)控技術(shù)及其在安防領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2016，（11）：30～31.

[2] 郝正光.基于智能視頻分析技術(shù)的態(tài)勢(shì)感知與預(yù)警系統(tǒng)[J].科技與創(chuàng)新，2016，（3）：16.

[3] 韓國(guó)強(qiáng).淺談智能視頻監(jiān)控技術(shù)及其主要應(yīng)用[J].智能視頻與網(wǎng)絡(luò)，2014，（02）：62～65.