智能视频监控技术及其在安防领域的应用

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摘 要：传统的工业电视监控存在报警精确度差等缺点，智能视频监控的提出从很大程度上弥补这些缺陷。本文对智能视频监控技术的工作原理进行了分析，介绍了智能视频监控技术的主要优势，探讨了智能视频监控技术在安防领域的应用。

关键词：智能；监控技术；安防；应用

中图分类号：TB381 文献标识码：A 文章编号：

引言

目前,传统的视频监控系统已经不能够满足快速发展的人类社会的需要,这就需要更加有效、更加智能的视频监控技术来满足人们的需求。在视频监控里所说的智能视频技术一般是指:“自动的分析和抽取视频源中的关键信息。”我们可以把摄像机比作是人的眼睛,而智能视频的系统和设备就好比是人用来思考的大脑。智能的视频技术就是运用强大的计算机数据的处理功能,高速的分析视频画面里的大量的数据,将那些对用户没用的信息过滤掉,只留下一些关键的信息。

一、智能视频监控技术及的工作原理

智能视频监控是将计算机视觉技术引入到视频监控中而产生的，目前，智能视频监控已经成为计算机视觉中一个重要的研究领域，从监控摄像头开始，包括运动对象提取、对象描述、对象跟踪、对象识别和对象的行为分析，最后进行预警或报警。

智能视频监控技术主要包括对视频图像序列自动地进行运动对象的提取、描述、跟踪、识别和行为分析等方面的内容。如果把摄像机看作人的眼睛，而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频监控技术就是借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面中的海量数据进行高速分析，过滤掉监控者不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。智能视频监控以数字化、网络化视频监控为基础，但又有别于一般的网络化视频监控，它是一种更高端的视频监控应用。智能视频监控系统能够识别不同的物体，发现监控画面中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，从而能够更加有效的协助安全人员处理危机，并最大限度的降低误报和漏报现象。其最终目的就是要使计算机能够分析、描述和理解视频画面中的内容。智能视频监控涉及到计算机视觉、图像视频处理和人工智能领域中的众多核心技术，是一个非常具有挑战性的困难问题。

二、智能视频监控技术的主要优势

视频监控技术的升级换代除了追求高压缩比、高清,还在从普通的视频移动侦测向视频分析迈进,具备更多面向特定应用的智能(如防丢失、风险管理、商业管理等等)。智能视频的本质就是对于视频图片进行一个数学上的分析处理,然后这个处理的结果为视频的使用者提供一个决策和行动的建议。以下是智能视频监控的主要优势:

1、快速的反应时间。毫秒级的报警触发反应时间。智能视频监控系统大大提高了报警的及时性,在事故发生的第一时间就会发出报警信号,使得事件能够在最短的事件内得以解决。

2、更有效的监视。针对广场、旅游景点等重要领域的监控范围广、人流量大,且极易发生应急事件的问题,要求高速球需具备速度快、精度高的特点,在出现警情的情况下,能够更快速、便捷的跟踪目标移动物体,从而改变普通高速球的“被动监控”的现状,实现“主动监控”。安保操作员只需要注意相关信息。

3、强大的数据检索和分析功能。能提供快速的反应时间和调查时间。智能视频监控系统能够有效提高报警精确度,大大降低误报和漏报现象的发生。智能视频监控系统的前端设备(网络摄像机和视频服务器)集成了强大的图像。

4、有效扩展视频资源的用途。无论是传统的视频监控系统还是网络视频监控系统,其所监控到的视频画面都只能应用在安全监视领域,而在智能视频系统中,这些视频资源还可以有更多的用途。

智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更加强大的图像处理能力和智能因素,因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能,它可以极大的提高视频监控系统的能力,并使视频资源能够发挥更大的作用。

三、智能视频监控技术在安防领域的应用

1、主要安防应用类型

智能视频监控除具有一般的数字监控系统的优势外，还具有实现24×7 h全天候可靠监控、报警精确度高、响应速度快、有效扩展视频资源的用途等特点。因此，随着视频监控的普及以及监控要求的提高，智能视频监控应用范围会不断扩大。智能视频监控的应用主要分为安防类应用和非安防类应用。安防类应用是目前市场上存在的主要智能视频应用，主要包括：

（1）高级视频移动侦测：在复杂的天气环境中(例如雨雪、大雾、大风等)精确的侦测和识别单个物体或多个物体的运动情况，包括运动方向、运动特征等。

（2）人物面部识别：自动识别人物的脸部特征，并经与数据库档案的比较来识别或验证人物身份。

（3）遗留、遗弃物品检测：当一个物体(如箱子、包裹、车辆、人物等)在敏感区域停留的时间过长，或超过了预定义的时间长度就产生报警。典型应用场景包括机场、火车站、地铁站等。

（4）车辆识别：识别车辆的形状、颜色、车牌号码等特征，并反馈给监控者。可用在被盗车辆追踪等场景中。

（5）人体行为分析：在目标检测分类的基础上，利用人体的各种行为特征对其进行各种行为的描述和分析，提取哪些危险和有潜在危险的行为，如打斗、抢夺和突然倒地等行为。

（6）物体追踪：侦测到移动物体之后，根据物体的运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能自动跟踪物体，在物体超出该摄像机监控范围之后，自动通知物体所在区域的摄像机继续进行追踪。

（7）入侵探测：可感知设定区域内突然出现和入侵的物体并及时报警。比如在戒备森严的军事重地或银行博物馆等重要场所出现可疑人物等。

（8）拥挤检测：识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等等，用以避免形成拥塞，或及时发现异常情况。典型的应用场景包括超级市场、火车站等人员聚集的地方。

（9）物品被盗或移动检测；当监控场景中的物体被盗和移动，算法将自动检测这种动作，常用于贵重物品和关键设备的监控。

（10）焰火检测：根据发生火情过程中烟火表现出的时一空特征进行烟火的实时检测。

2、应用模式

智能视频监控技术具有2种应用模式：

（1）与传统的模拟视频监控系统结合使用，以突破传统视频监控发展中遇到的瓶颈问题。主要用于对已存在的模拟视频监控系统进行智能化改造。选择重点、高危监控目标和场所，针对该部分图像进行分析，选择智能视频服务器(IVS BOX)实现主动监控，同时将预警、警情实时发给模拟矩阵和DVR，完成快速切换和录像。

（2）基于网络的全数字化智能视频监控系统。该模式主要用于新建的数字化监控系统中。同样，选择重点、高危监控目标和场所，直接在前端选择智能视频服务器(IVS BOX)，实现主动监控，将预警、警情实时发给后端智能管理平台，完成快速切换和录像。

3、实现方式

智能视频监控系统一般采用模块化的设计方式，智能视频分析模块实现对运动目标的自动检测、识别、跟踪和报警，是实现智能视频监控的核心。该模块可以部署在监控系统的前端采集部分，也可以置于监控中心。其产品形态可以是嵌入式DSP板卡的方式(板卡可以集成在视频服务器、数字录像机、摄像机等设备中)，也可以是纯软件的方式。

智能视频分析模块接收上位机发送的告警规则设置；对固定摄像头摄取的图像内容进行高速分析与数据处理，实现目标检测和识别，对比预先设置的报警规则或用户设定的条件给出预警、报警或处理结果。在发现威胁目标并进行报警的同时，对目标进行自动跟踪。

结束语

智能化、数字化、网络化是视频监控发展的必然趋势，智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更加强大的图像处理能力和智能因素，因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能，它可以极大地提高视频监控系统的能力，并使视频资源能够发挥更大的作用，其在安防领域的应用也必将越来越来越广泛。

参考文献：

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