摘要:近年來在視頻監控市場中，智能視頻分析技術成為熱點產品，在城市管理、公共安全、銀行、交通等行業得到了較廣泛的應用，取得了很好的社會效益和經濟效益，成為企業新的技術制高點和發展方向。
近年來在視頻監控市場中，智能視頻分析技術成為熱點產品，在城市管理、公共安全、銀行、交通等行業得到了較廣泛的應用，取得了很好的社會效益和經濟效益，成為企業新的技術制高點和發展方向。大華公司經過多年的技術積累，擁有自主開發的全系列智能分析算法，提供了從前端到后端的豐富多樣的產品形態，集中體現在下面的幾個方向：
·已經在市場上得到廣泛應用的成熟技術，包括行為分析、視頻質量診斷、人數統計、人臉識別、自動跟蹤等；提升視覺感官體驗的技術，包括圖像防抖、交通監控增強、去霧等視頻預處理技術；
·提升分析準確率的技術，主要是雙目識別技術；
·面向事后分析的技術，包括圖像復原、圖像摘要檢索等技術；
·提供全系列智能產品，包括智能IPC、智能球機、智能編碼分析器、智能服務器等，為各行業用戶提供豐富的功能和產品的選擇。
一、智能分析技術的行業應用
智能分析技術是智能視頻技術的核心，其特點是需要與行業應用業務進行深入的結合，依托于軟件系統而使用。不同的行業用戶，在系統規模、建設方式、應用場景、檢測目標、性能要求、數據后臺處理等方面，都有很大的不同。
以算法穩定、技術成熟、形態豐富的軟硬件產品為基礎，大華針對各行業的業務應用需求，設計了不同的智能應用方案，為行業用戶提供周到完善的智能分析服務。典型的市場包括周界安防、金融行業監控、監所監控、商場客流統計等。
（1）周界安防：主要應用于園區、室內等常規性的安保場所，使用區域入侵、圍墻翻越、人員徘徊、物品遺留、物品搬移等行為分析算法。在當前的市場中，應用的范圍最廣，技術來源最多，產品形態最豐富，具備一定的普適性。
（2）金融行業監控：監控金融營業場所，以ATM機和自助銀行為核心，防范貼紙條、非法讀卡器等金融特色的犯罪行為，和識別取鈔人的異常人臉。使用特點是應用于小范圍的固定區域，室內室外兼有；可以對環境進行一定的改造以適應系統；可以對人員活動區域和軌跡做一定的約束以適應系統。
?。?）監所監控：針對監所內部的監室、通道、值班室，外部周界的圍墻，需要提供起身、攀高、打架斗毆、值班在崗、跟蹤球機等技術和產品。
?。?）商場客流統計：針對商場的主要出入口和通道，檢測穿越該區域的活動人員目標。應用場景面向較密集的人流，需要對數據進行深入的挖掘分析，提供有商業價值的報表。
二、高清視頻系統中，智能分析前景愈加廣闊
如果說在CIF、D1的時代，用戶只是滿足于看得見、存得下、可管理的技術水平的話，那么隨著高清技術日漸普及，用戶對于畫質和畫面內容的要求，將提出前所未有的高要求。高清對用戶來說，不只是意味著分辨率的提高、編解碼能力的增強，而更需要對畫面內容的深入處理，能夠協助用戶獲得更多的有效信息。
視頻監控高清化，對提高智能分析技術的準確率，將會有實質性的幫助，但是高清意味著對系統處理資源的高需求，這對智能分析技術的處理能力也提出了很高要求。一方面，在前端和后臺，都需要產業鏈上游提供性能更高、更優化的處理器技術，提供更大的運算能力，另一方面，需要智能分析技術實現更高的計算效率，更好的計算策略，以降低系統的計算負荷。
在高清時代來臨時，智能分析技術需要擴大自己的技術涵蓋范圍，一是在系統集成方面，與網絡化的聯動、控制、指揮結合更緊密。二是在處理技術方面，更多的與畫質處理技術結合，通過更高質量的畫面內容，提高準確率。三是在產品形態方面，提供從標清到高清，從前端到編碼器、傳輸層、中心設備、顯示設備的不同應用產品，使用戶在設計解決方案時，有更加豐富、靈活的選擇。
三、智能分析技術的技術瓶頸與解決途徑
智能分析技術的發展瓶頸，目前主要是在已經成熟的各項技術的誤報率上。在現有技術水平的條件下，為降低誤報率，提高系統的穩定性和環境適應性，除了對算法深耕細作之外，還需要投入力量分析環境使用特點，促使使用環境向著有利于智能分析技術發揮能力的方向變化，降低復雜環境對于智能分析技術的不利影響。這種變化的實現途徑，一是在附屬系統的建設上加大投入，通過如輔助光照等技術產品間的配合來改善應用環境，避免單一依賴智能分析技術的情況；二是對人、對車輛等監控目標加強管理，通過對目標的移動方向、路線、密度等做梳理和引導，改善目標場景的有序性；三是尋找一些新技術、新算法，如雙目識別算法等，設法在預處理環節提高源視頻的質量，降低環境干擾因素對智能分析技術識別的影響。
四、智能新技術的涌現與前景
在基礎的智能監控需求已經得到滿足的情況下，市場不再滿足于現有的智能化技術種類，而是尋求更新的算法、更豐富的業務應用，力求實現在應用的廣度、深度上的突破。下面介紹幾種代表性新技術：
1、提升視覺感官體驗：圖像增強
監控系統面臨的重要問題，是受到各種干擾因素的影響，使得系統不能在全天候、全天時下運行，系統的可靠度低，LCC值不經濟。這些干擾因素主要包括如白天環境下的泛光、逆光，低照度環境，霧、灰霾等的大氣散射環境干擾，降雨、降雪、沙塵等氣象條件的影響。
圖像增強技術主要解決的問題，是通過算法對視頻源進行視覺改善處理，有效的改善畫質，提高圖像的清晰度，提高視覺可分辨性，使原本低質量的圖像能夠滿足監控需要，達到清晰可辨的程度。
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圖 1 圖像增強技術讓圖像更清晰
圖像增強的技術實現途徑，是突出原有圖像中需要重點觀測的內容，抑制非重點觀測內容，通過對像素的灰度值運算處理生成一幅新的圖像，以改善視覺效果。圖像增強的關鍵技術問題有：
·對不同自適應不同時刻、不同程度的干擾因素；
·自適應不同的景深、視角、目標內容；
·有效分辨畫面內容，充分保留局部細節；畫面對比柔和，色彩過渡均衡，亮暗對比適中；色彩恒常性好，不受場景變化影響；
·正常環境下不影響畫質；未增強的畫面不失真。
2、提升識別準確率：雙目立體視覺
雙目立體視覺技術的核心目的，是提高識別的準確率。由于立體視覺技術形成的視場中帶有物體的三維幾何信息，因此能夠有效的設定檢測規則，排除光線、影子等干擾因素，大幅提高智能分析的準確度。如果說高清技術通過提升可用像素來提高分析的準確率，是戰術性的舉措，那么雙目立體視覺技術對視頻分析準確率的影響則是戰略性的。
（如圖2）
圖2 立體視覺技術提升圖像識別準確率
雙目立體視覺技術是基于視差原理，并利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應點間的位置偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法。采用雙相機或多相機，對視場內空間的自由運動體的三維位置坐標及姿態進行高精度的測量，確定運動目標的質心位置，并根據標定結果對運動目標進行高精度跟蹤。
立體視覺技術的跟蹤，由于能夠辨識目標的三維坐標、姿態、相對距離、與背景環境的空間距離，因此能適應復雜的跟蹤背景環境。
3、面向事后應用：
視頻濃縮與檢索
面對監控系統中海量的錄像數據，如何有效、高效的應用，減輕人工查看回放帶來的時效性差、成本高、
疲勞問題，并在不同分辨率、不同清晰度的錄像中準確的辨別出需要獲取的信息，行業提供了視頻復原、視頻濃縮、視頻結構化檢索等技術手段。
（1）視頻濃縮
將視頻濃縮形成視頻片斷，不同時刻的目標"穿越時空"同時展現播放，使24小時的視頻被制作成一個簡短到幾分鐘濃縮視頻成為現實（如圖3）。視頻濃縮不僅濃縮的是事件的精華，也是活動事件的全部，沒有價值的視頻將被剔除。通過多分格快照技術，可以在幾秒中看完所有的活動目標成為可能，回溯原始視頻功能，瞬間鎖定目標在原始視頻中的位置。這些智能視頻分析功能的實現和應用將大大提高海量視頻監控錄像分析的效率。
圖3 圖 3 視頻濃縮jishu技術提升海量視頻分析效率
?。?）視頻分類檢索
傳統的視頻搜索功能主要是以物理條件的設定為主要搜索條件的，比如時間，日期等。而智能視頻檢索功能能夠通過認為設定的智能條件進行快速的視頻搜索（見圖4）。比如：特定場景的變化條件、嫌疑物體（人、車、其他特征物體）的出現等為搜索條件，進行特定視頻條件的智能搜索，結合其他智能視頻功能，可以使大量的無序信息在短時間內形成有價值的證據鏈。
圖4 視頻檢索能夠對認定條件快速搜索
視頻分類檢索技術未來的發展，結構化錄像存儲是未來的方向。但還需要解決以下關鍵的技術問題：視覺信息、高層語義信息數據描述技術、分類規范和信息索引技術、存儲組織和高效搜索技術、提高智能分析技術的準確度、智能技術的硬件產品化、異地查詢和交換技術等。
五、結束語
可以預見的是，這些技術將與現有的各項智能技術不斷的融合，并擴展到各種產品形態中，應用在視頻監控的各個環節，進而變化為更多的智能化產品類型，更豐富的業務應用，更靈活的系統結構，從而推動
智能視頻技術更深入的與行業用戶的業務需求相結合，為視頻技術開拓出更大的行業市場。
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