技术革新 IP化激活智能监控发展

　　作者单位：深圳辉锐天眼科技有限公司

　　这是一个智能的时代！大约在2008年期间，中国的安防企业纷纷推出了智能化产品，这使得前几年提出的智能化概念现在已经变成现实。行业里有种观点，“安防监控，IP是高清化前提，而高清又是智能化基础”，对于这点，我们可以理解为目前行业高清是以IPC方式为主，即便近两年吵得热火朝天的HD－SDI高清方案，但也是小范围的应用，而智能视频分析与智能控制需要高清的视频源作为采集与分析样本，所以，也可以这样认为，智能化将是安防最高端的发展方向。本文主要探讨在IP监控构架下实现智能化的必要以及如何实现？

　　网络监控实现智能化的必要性

　　IP视频监控发展至今，给行业带来了翻天覆地的变化，同时也注入了无比强劲的生命力。视频监控的建设从此不再局限在一层楼、一个园区，视频监控突破了地域、空间、规模的限制。可以说，现在有网络的地方，就有视频监控。视频监控的部署规模也从几十路飞速扩展为几百、几千、几万路，署模式也从小独立发展为大联网。构架大联网的视频监控系统，被动提供视频画面已不能满足监控要求，还需要系统本身具有能够智能分析视频内容的能力，通过识别不同的物体，发现监控画面中的异常情况，以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，从而更加有效地协助安保人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现像，提高监控的效率和有效性。

　　此外，由于系统越来越大，摄像机部署越来越多，在大型城市的应急指挥中心，很有可能需要监控数以万计的摄像机采集的画面，仅凭人力来处理如此海量的信息将是一项非常艰巨的工程。分析人员研究发现，仅仅在观察监视屏幕20分钟后，大多数人的注意力都会大幅降低，而对于日以继夜坐在屏幕前，试图分辨哪些是真正威胁哪些是假警报的操作人员而言，对细节的关注度很可能在一个小时就会衰减。通过视频内容分析的应用，则可以减少操作人员的工作量和操作疲劳，还可以减少视频墙里容易被忽视的内容，加强监控质量。

　　从上分析可以看出，智能化的网络监控系统，具有众多优势，比如：

　　深入分析

　　先进的视频分析软件可以深入分析摄像机采集到的视频资料，在一定程度上人类眼睛是无法实现的，这种软件不仅仅是对整张图像而是对图像的每个像素进行分析，可以捕获最最细微的图像变化。

　　实时自动监控

　　视频分析软件除了可以进行深入分析之外，所有的分析过程都是实时的，视频搜索过程也无比精确，几乎没有时间间隔的存在，功能非常强大。不像以前那样需要监控员一直进行管理，视频分析软件可以不间断地自动运行，永远都不会觉得累。

　　降低人力成本

　　 实际操作过程中，使用视频分析可以大大降低所需的操作人员数目。有了视频分析技术的支持，可以减少监控员盯着监视器什么都不能做的时间，可以把他们解放出来，把精力集中到存在潜在威胁的时间段，而不是仅仅盯着监视器。

　　运动检测和识别物体

　　先进的视频分析技术有很多功能可以实现，其中之一便是可以设置不同级别敏感度的运动检测。许多网络摄像机的视频分析软件可以识别物体，通过编程来实现物体之间的相互区别，例如当某个物体发生改变或者运动的时候可以被识别和捕获到。

　　警告和通知

　　 先进的视频实时分析软件在运行时，先进的事件管理方法的选择有很多种，例如，视频分析软件一探测到运动的物体，报警信号会在楼宇内响起，电子邮件或者其他通知形式都会被自动传送给监控人员。视频分析系统还可以直接连接到第三方硬件，比如们或者等，而产生更多功能的应用。例如关门后自动锁门的运动检测等等。

　　深圳辉锐天眼科技有限公司成立于2008年，是一家专业从事计算机图像智能识别、模式识别及人工智能技术的研发、生产及销售于一体的现代化高新科技企业。公司研发的智能分析产品可以广泛应用于监管、机场、银行、社区、仓库、别墅、酒店、办公室，军队、平安城市等的综合智能视觉安防监控系统，通过对视频画面进行逐帧分析，通过画面的差异来得出监控点的异常情况。同时，对此差异进行智能识别，并与预先设定的报警条件进行对比，在满足报警条件的前提下，通过多样化的报警手段进行报警，从而有效的实现了监控的智能化，成功避免了传统安防监控中由于人员疲劳而不能及时发现报警的缺陷，解决了传统智能报警产品中误报率高甚至会出现漏报现象的发生，达到了实时报警、现场图像以及录像取证三位一体的效果。在实现智能报警的同时，我们的产品眼集成了多种报警方式，如：警灯、警号、警铃、声音、视频、短信、彩信等，多样的报警方式有效解决了过去报警方式单一、不能及时查看报警现场的弊端。在实施过程中，本项目产品不需要复杂的工程投入，只需在监控中心或者客户认为合适的地点加装本项目产品即可，通过与现有的摄像机、硬盘录像机进行对接，便可实现安防监控系统的升级换代，从而有效的节约了成本。

　　网络监控如何实现智能

　　网络监控具有安装部署便捷，节省线缆，轻松实现远程监控访问，可升级性、可扩展性强等传统模拟监控系统所不具备的优势，正在成为越来越多的新建、改造或者扩展的安全监控系统项目的第一选择。同时，随着数字化、网络化视频监控系统的飞速发展，使得智能化的视频分析功能成为可能。智能化能解决网络监控中目前存在的一些问题：

　　如何有效地监控

　　现在的网络视频监控，动辄数百上千路，客户端和监视器最多几十台，监控人员要遍历所有图像成为不可能完成的任务。特别是高清时代的到来，用高清监视器，成本过高，用PC机客户端，PC机性能是个瓶颈，一个客户端能看几路720P、1080P的图像，导致客户端的多分屏基本成了摆设。智能监控平台，通过系统化的智能视频技术，很好的解决了这一系列问题。整个智能视频技术系统由几个关键技术和功能组成：虚拟资源、群组预案、智能分析、联动预案、视频智能处理。通过这一系列技术，突出有效信息，提高监视效率，提高解码资源损耗。

　　如何保障录像数

　　据的完整性和安全性视频监控的最大价值在于及时发现和事后取证。事后取证的关键在于录像怎样完整的存储。IP智能视频监控有强大的录像功能，看起来像一个巨人。问题在于，IP监控录像，从前端编码到最后存储完成，要经过网络传输、存储管理服务器、存储设备、硬盘写入多个环节，任何一个环节都将成为软肋。因此，一个成熟的IP智能监控平台，就要求在录像数据传输、管理的所有环节都要做到尽善尽美。没有人能保证硬件永不出问题，这就要求IP智能监控平台拥有完善的录像数据处理技术。

　　诚然，在网络监控中应用智能技术并未任何问题都能破解，但是智能化一定是未来视频监控领域至关重要的核心业务。

　　既然智能化能解决部分网络视频监控问题，那么，它是通过什么方式加以实现？众所周知，网络视频监控系统是以计算机网络架构为基础，网络摄像机或编码器为前端设备，加载视频管理软件的服务器、工作站为后端管理平台的视频监控系统。基于网络视频监控系统的智能视频功能的实现主要分为以下几种方式：

　　通过后端软件服务实现

　　这种实现方式是指通过运行在后端服务器的视频管理软件对前端摄像机传输回来的视频流进行智能化的视频分析，从而实现对前端视频信息的智能化处理;在采用这种智能视频实现方式的系统中，前端视频设备的职责是完成摄像的基本功能，只负责将镜头拍摄的视频信息传输至后端，而不进行任何分析工作，前端视频设备的压力很小;相反，对于后端服务器或后端管理软件，则不但需要负责日常视频的实时浏览、视频录像即回放和日志事件的管理，同时还需负责对各路视频进行智能分析，从而实现如移动侦测报警、视频遮挡报警、联动触发报警等功能，以及人脸捕捉、车牌识别等应用性功能。在大型监控系统中，采用这种实现方式对后端管理资源带来较大压力，需要通过提高后端设备性能来缓解，如提高服务器配置、增加服务器数量等。

　　 通过前端设备服务实现

　　这种实现方式是指通过前端网络视频设备对视频信息进行智能分析，实现相应的智能视频功能。在这种系统中，前端摄像机往往通过嵌入式的视频分析服务实现对拍摄的视频进行分析，系统压力分散在各个前端视频设备上，但是由于所有的智能分析功能都通过前端视频设备实现，而本身前端网络视频设备的CPU资源有限，所以往往需要提高前端设备配置或者使用专用的视频分析仪器共同作用，实现在前端进行视频分析的功能。

　　前端、后端相结合的实现方式

　　 这是一种折中的方式，也是较为合理和平衡的智能视频实现方式。一方面，充分利用前端网络视频设备所富余的CPU资源实现部分简单的智能视频功能，另一方面，后端视频软件则集中资源实现更高层的或者更面向应用的智能视频功能，如车牌识别、行为识别等等，这样的系统中，智能视频的压力更为均衡地分布在前端的网络视频设备和后端的管理服务器上，各个设备各尽其职，系统架构更为合理。

　　深圳辉锐天眼科技有限公司的智能化产品创新性技术体现在：

　　动态背景建模技术：利用自适应高斯背景模型，能够从复杂背景中检测出运动目标。利用扩展的EM算法,为每个像素建立多个混合高斯分类模型，该模型可以自动更新，并能自适应地将每个像素分类为背景、影子或者运动前景，在复杂背景的情况下也能较好地完成运动区域的分割，能够有效克服背景图像的动态变化，如天气、光照、影子及混乱干扰等的影响。

　　形状信息和运动特性的融合：将运动目标的形状信息和运动特性相结合，利用分散度和面积信息，区分人、车及混乱扰动。非刚性物体（人）的运动相比于刚性物体（车辆）运动而言具有较高的平均残余光流，同时它也呈现了周期性的运动特征，据此可以将人与车区分开来，利用时间一致性约束使得分类更加准确。

　　此外，还能利用光流场分析和动态轮廓技术，结合水平集理论进行目标跟踪和轨迹描绘该系统利用活动轮廓的方法，利用封闭的曲线轮廓来表达运动目标，利用该运动目标的轮廓，确定每个物体的质心，结合LK光流法跟踪质心，结合Level Set理论在图像序列中检测和跟踪多个运动目标。

　　结束语

　　智能化已经进入安防多年，网络化的到来，正在给智能监控带来积极的推动因素，技术实现上将更灵活，既可以在IP前端集成智能，也可以在平台集成智能。相信日益蓬勃智能化监控市场，将有更多的安防企业在等待这一机会。