智能分析在高清智能网络摄像机中的应用

 　　目前新一代的安防系统比如“平安城市”的规划中都已明确要求高清化，政府、公安、交通、银行等行业已经是高清化的应用主体，未来会有越来越多的行业引入高清化的需求。智能视频分析技术是未来视频监控发展的方向，是视频监控领域最高端的应用模式。目前，国外市场已大量应用智能视频监控系统，国内的智能分析监控市场也在快速增长。

　　本文将结合国内一款FullHD1080P实时COMS网络摄像机为例进行介绍。

　　该网络摄像机内嵌英国VCA公司的智能分析技术(VCA智能分析技术内嵌于前端DSP中)。该智能视频分析技术 VCA(VideoContentAnalysis)，与传统的VMD(VideoMotionDetection)依赖像素变化检测运动不同，其原理基于计算机视觉CV(ComputerVision)技术的人工智能AI(ArtificialIntelligent)技术(见图1)。它在目标及背景描述之间建立映射关系，通过分析和处理数字图像来理解视频画面中的各种目标的行为特征。智能视频分析通过对运动目标的跟踪与识别，记录下目标的运动轨迹和特征信息(如：大小、速度、方向等)，再实时分析这些行为与事先定义的检测规则是否吻合，从而发出警报，提示进行人工干预。

　　该摄像机的智能分析功能支持入侵检测、徘徊检测、尾随检测、停止检测、方向检测、分类检测、遗弃物和搬移物检测、室内高密度人物跟踪、高精度双向计数、颜色识别等高级智能分析功能，具备检测效率高、误报率低、及时性强等特点，可以广泛应用于小区安全防监控、智能交通管理、流量控制、军事，以及银行、商场、地铁、机场等公共场所的安全防范，同时也可以应用于非安防领域，例如零售业场所，为商业决策提供相关统计信息。

　　智能分析功能

　　入侵检测功能

　　这是智能视频分析案例中应用最广泛的功能。

　　自动检测区域内进入、离开、出现、消失的可疑对象并及时报警。例如，机场、铁路、港口、边境或其他禁止入内的区域。

　　对于周界分散、环境复杂的场景，一个人或者多个人都无法完全监控到所有周界，以及在保安人员中有犯罪同伙的情况下，该功能模块可以充分满足要求，它能够自动检测出规划区域内触发规则的可疑对象并及时报警。

　　车辆检测

　　运用停止、方向和速度过滤检测规则。

　　在高速公路、海关进出口、市区干道、停车场等场所，使用VCA的车辆检测功能可以使管理停车和维持交通法规变得更加容易，大量减少因超速和非法停车引起的交通事故。

　　可以在摄像机中标定禁止停车区域，如果有车辆在此区域停止，则会触发报警，提醒管理人员采取相关措施。同时VMS(VideoManagementSystem)也可以使用VCA产生的索引信息迅速定位相关视频，便于事后取证。

　　车辆检测功能支持设定各种区域，比如：停车区、行人区、公交车专用车道，同时可以检测逆向行驶和超速行驶。

　　徘徊检测

　　广场、商场、停车场、门禁系统、银行24小时ATM机、敏感地区周界等地区，如果发现可疑人员徘徊、滞留很久或有人在学校、幼儿园附近徘徊等可疑行为时，该功能模块能根据徘徊滞留时间对移动目标进行跟踪并报警。

　　尾随检测

　　尾随规则可以监视运动对象的后面是否有人或者车辆跟踪，有效保障对象的安全以及特定场所的保密要求。例如应用于监狱或看守所的公职人员离开监区时后面是否有尾随行为，另外还可用于银行的押款车、学校周边以及需要特殊监控的场所。

　　遗弃物检测

　　机场、地铁站等人流量大的区域有人遗留“包裹”或银行ATM机前有人安装了其他装置等,该功能模块能及时检测到目标物体并会立即发出报警。

　　物品搬移检测

　　物品搬移检测模块，可以自动检测物品搬移事件——当检测区域内物品被拿走或搬走时发出报警。

　　本检测模块适用于需要对物品搬移进行录像或报警的场合，例如对超市内的高价商品、家庭里的电脑和家具、工厂内的金属建材、博物馆内的文物、车库内的汽车和贵重设备、特定场所，如展厅里的展品等的偷窃行为进行监视和跟踪。发现有人搬动或移开物品时能及时检测到并触发报警。

　　目标统计

　　可以对商场超市、高速公路、车站广场、学校考场，银行大厅、医院收费、黄金广告位等地区流量进行统计，支持双向分别计数。

　　该功能模块能精确统计人流或者车辆的数量，尤其在室外时支持“消除阴影影响”，支持累计增加、累计减少和及时计数等计数模式。

　　计数报表功能

　　数据库集成于摄像机中，自动记录统计数据并实现本地保存，可以按照1分钟、10分钟、1小时、24小时等不同的采样频率进行统计数据上报，支持多种数据查询方式，可以完全脱机工作，支持多种数据报表形式，如网页表格，分色条形图和导出Excel表格，并可将导出的Excel表格进行进一步的处理，且数据是实时更新的。

　　颜色过滤

　　颜色检测规则是该设备的智能分析应用中一个最新的功能，可以在PeopleTrack的许可证下使用，可提供10种检测颜色：黑色、棕色、深绿、蓝色、绿色、天蓝、红色、粉红、黄色、白色。支持对象的颜色百分比设置和颜色饼图显示。

　　广泛应用于有颜色要求的工作场所，如：医院、看守所、政法机关、监狱等特定场合。

　　烟火检测

　　烟火检测规则也是该设备智能分析应用中的一个最新规则，目前仅提供测试版本，正式版本退出后将提供独立的烟火检测规则。可以检测视频场景中的烟、火和白色气体等隐患，广泛应用于工厂，仓库，候车室，候机厅，商业场所，森林防火，石化行业等。

　　3D校准功能

　　3D校准过程中，采用人物模型对比，操作直观，只需要简单三步即可完成3D校准。校准后可显示对象的分类、面积、速度和高度，并对场景内物体进行分类，提高目标检测精准度。

　　应用案例

　　河南某大型煤矿

　　河南某大型煤矿集团共有煤矿十三个，斜井全长有1200多米，坡度在30-～45度之间，主通道是料车通道，旁边是人行通道，料车通道禁止矿工通行。

　　由于绞车操作工无法看到实际的情况，导致运行效率低下，料车撞人的情况时有发生。

　　集团使用该智能分析产品对通道进行监控管理，使用到的检测规则有：

　　·目标分类和入侵检测规则

　　只当人出现在料车道时发出报警，而物料车通过时则不会发生报警。

　　·物体分类和徘徊规则

　　当物料通道有矿工滞留超过5秒，智能分析设备检测到徘徊目标并触发报警。

　　·遗弃物检测和停止规则

　　检测是否有物件跌落的现象发生，甚至有矿工坐在路轨上休息，防止造成灾难后果。

　　使用智能分析产品之后，煤矿采矿过程中极大的地降低了人员伤害的机率，并且生产效率有了相当大的提高。

　　无人值守变电站

　　变电所作为电力传输的重要环节，由于无人值守，重要设备经常被盗窃或破坏，给整个电网的安全运行造成重大隐患，确保变电所的安全运行非常重要。

　　在此项目中的应用到的智能分析功能有：

　　防止室外变压器等设备被盗或被破坏;

　　防止人或大型动物进入危险区;

　　防止室内的重要设备被盗或被破坏;

　　大大提高了报警的准确率，和减少了误报率;

　　事件发生及时报警并通知监控中心;

　　保留事件现场有力证据;

　　在该技术方案中，主要使用完成对变电站的保护的检测规则有：物体分类、入侵检测、视频丢失、物品盗移、滞留检测、徘徊检测。

　　智能交通

　　交管部门需要有效地实现交通违章和突发事件的自动检测以及交通流量自动统计，并根据城市路口、城市道路、快速路、高速公路、治安卡口、隧道、桥梁和停车场等各种实际路面环境进行针对性的优化方案设计，满足7×24小时全天候各种环境下的可靠工作。

　　同时在特殊情况下需要采取及时有效的调度和部署，提高交通系统的安全性和稳定性。

　　该智能摄像机在智能交通中应用到的规则有：

　　逆行检测：采用智能分析算法中的方向检测，检测车辆是否逆行，一旦发现则自动报警，杜绝事故发生。

　　违规停车：检测城市车辆是否违规停车，保证路道的规范性。

　　遗弃物检测：及时检测公路上影响交通的滞留物，保证道路畅通。

　　车流统计：对公路车辆进行流量统计。

　　速度检测：对高速公路上的车辆的速度进行实行监控。

　　使用智能分析产品后，相关路段事故发生的概率明显降低，并有效降低了人员成本，提高了交通的规范性。