胡新琴

摘 要 近年來，安防行業(yè)取得了較大進(jìn)展，特別是視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展給安防系統(tǒng)提供了極大的功能性支持。盡管安防監(jiān)控性能水平有了較大提升，但會(huì)受到監(jiān)控時(shí)間、誤報(bào)、漏報(bào)等因素影響，使其在實(shí)際使用過程中受到一定約束。而視頻分析技術(shù)的出現(xiàn)，讓安防監(jiān)控系統(tǒng)的功能變得更為全面，并彌補(bǔ)了上述不足?；诖耍疚膶?duì)安防監(jiān)控中的視頻分析技術(shù)進(jìn)行了綜合性分析，并提出了相關(guān)觀點(diǎn)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】安防系統(tǒng) 視頻監(jiān)控 視頻分析

1 安防監(jiān)控技術(shù)發(fā)展概述

安防視頻監(jiān)控技術(shù)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)七十年代，主要用于小范圍區(qū)域及樓層建筑內(nèi)部。第一代視頻監(jiān)控以模擬監(jiān)控技術(shù)為主。前端模擬攝像機(jī)是模擬監(jiān)控技術(shù)的核心構(gòu)件，利用CCD（Charge-coupled Device）進(jìn)行視頻信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過調(diào)制，將模擬視頻信號(hào)輸出，儲(chǔ)存設(shè)備主要為錄像帶或磁帶。數(shù)模結(jié)合監(jiān)控技術(shù)屬于第二代視頻監(jiān)控技術(shù)。由于數(shù)字硬盤的出現(xiàn)，為監(jiān)控設(shè)備連接提供了便捷，并大幅度提升了設(shè)備存儲(chǔ)效率，拓寬了視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用范圍。在IT及互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)成為第三代視頻監(jiān)控技術(shù)。利用網(wǎng)絡(luò)功能可實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)共享，從而構(gòu)建出監(jiān)控信息網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)控。而將視頻分析技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)融合，形成了新一代智能化監(jiān)控技術(shù)。智能化監(jiān)控技術(shù)可對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行智能化分析，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以聯(lián)動(dòng)報(bào)警的方式對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行處理，大幅度提升了安全性。當(dāng)然，智能化監(jiān)控技術(shù)還處于起步階段，但它將成為未來視頻監(jiān)控的主流發(fā)展方向。

2 安防監(jiān)控中視頻分析系統(tǒng)構(gòu)架及功能分析

目前，視頻分析系統(tǒng)架構(gòu)以前后端混合架構(gòu)居多，該架構(gòu)中，系統(tǒng)前端及后端均存在視頻分析單元，前端通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或數(shù)字視頻編碼器來采集視頻信息，后端的服務(wù)器則能夠?qū)ο嚓P(guān)視頻信息進(jìn)行分析，從而構(gòu)建出智能監(jiān)控系統(tǒng)。改架構(gòu)資源占用率不高，并且服務(wù)器占用資源較少，可支持多通道。對(duì)于智能監(jiān)控系統(tǒng)而言，視頻內(nèi)容分析是其核心技術(shù)。利用該技術(shù)可將視頻中的前景與背景分離開，并可實(shí)現(xiàn)背景自動(dòng)更新。利用當(dāng)前圖像與背景圖像將前景目標(biāo)分離出來，然后系統(tǒng)會(huì)對(duì)前景目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化處理，對(duì)其識(shí)別、分類，將目標(biāo)行為與預(yù)設(shè)規(guī)則對(duì)比。若目標(biāo)行為與預(yù)設(shè)規(guī)則相符，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出警報(bào)。視頻分析需要索引結(jié)構(gòu)支持，有效的索引結(jié)構(gòu)可提升視頻分析的精度與準(zhǔn)確性，其主要工作流程如下：獲取視頻圖像→背景建?！繕?biāo)測(cè)定→分類識(shí)別→規(guī)則判定→發(fā)出警報(bào)。視頻分析技術(shù)的成效性與圖像質(zhì)量也存在密切聯(lián)系，視頻圖像質(zhì)量診斷為此提供了一定支持。視頻圖像質(zhì)量診斷可對(duì)各路視頻圖像質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，若視頻圖像出現(xiàn)丟失、雪花、偏色、凍結(jié)等情況，便會(huì)對(duì)故障進(jìn)行分析，并將故障類型反饋至系統(tǒng)，再向使用者發(fā)出警報(bào)。同時(shí)，系統(tǒng)可對(duì)監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，便于用戶查詢。視頻圖像質(zhì)量診斷為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供了支持，可協(xié)助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)前端故障，讓設(shè)備能夠維持正常運(yùn)行狀態(tài)。

3 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)分析

從上述流程中可以看出分類識(shí)別環(huán)節(jié)是視頻分析技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，其中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)是關(guān)鍵性技術(shù)之一，也是數(shù)字安防監(jiān)控系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)測(cè)定的結(jié)果直接關(guān)系到目標(biāo)能否有效跟蹤、識(shí)別。從客觀角度來看，視頻監(jiān)控過程中場(chǎng)景必然會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化，并且會(huì)受到外界環(huán)境影響如陽光、陰影等，這會(huì)給運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)產(chǎn)生一定阻礙。通常情況下將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)分為兩大類即靜態(tài)背景與動(dòng)態(tài)背景，安防監(jiān)控多以靜態(tài)背景為主。實(shí)際監(jiān)控過程中，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)往往不是單獨(dú)存在的，而是會(huì)伴隨其他運(yùn)動(dòng)目標(biāo)共同存在。這就要求識(shí)別設(shè)備可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行有效辨識(shí)，通過捕捉目標(biāo)特征，將其與預(yù)設(shè)模型進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類，做到有效識(shí)別。

3.1 特征提取

運(yùn)動(dòng)目標(biāo)特征是分析、分離目標(biāo)的重要參考點(diǎn)之一。對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)而言，目標(biāo)特征是標(biāo)識(shí)檢測(cè)目標(biāo)的一組信息，這組信息決定了目標(biāo)的差異性與相似性。當(dāng)檢測(cè)目標(biāo)被確定后，如何捕捉到特征元素關(guān)系到目標(biāo)能否被有效識(shí)別。形狀特征提取是目前最主流的特征提取方式。對(duì)于視頻分析系統(tǒng)而言，形狀是應(yīng)用頻率最高的特征向量。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，會(huì)對(duì)其二值圖進(jìn)行直接提取，整個(gè)運(yùn)算過程較為快捷。形狀特征涵蓋了面積、長(zhǎng)度、寬度、離散度及不變矩等，整個(gè)提取流程包括：視頻圖像獲取→預(yù)處理→目標(biāo)檢測(cè)→二值化圖像處理→后處理→形狀特征分析→經(jīng)過特征庫進(jìn)行篩選、對(duì)比。

3.2 特征篩選

當(dāng)目標(biāo)特征有效提取后，就需要進(jìn)行特征篩選、對(duì)比，并由系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)作出判斷。通過特征篩選，可從目標(biāo)所蘊(yùn)含的多種特征中獲取一組對(duì)識(shí)別或分類可靠有效且最本質(zhì)的特征。這組本質(zhì)特征體現(xiàn)了不同類型目標(biāo)之間的特異性，并且這種特異性不會(huì)隨著場(chǎng)景變化而發(fā)生變化?；蛘哒f，這種特異性能夠在正常環(huán)境下維持，起到了標(biāo)志性作用。若要保證目標(biāo)識(shí)別的有效性，必須要對(duì)這種關(guān)鍵性特征或標(biāo)志性特征進(jìn)行有效篩選，才能讓視頻分析技術(shù)發(fā)揮作用。

4 結(jié)語

目前，智能化監(jiān)控技術(shù)還處于發(fā)展階段，整個(gè)技術(shù)體系還不夠成熟。例如在我單位安裝的車輛識(shí)別系統(tǒng)，為單位車輛的出入管理提供了便捷有效的手段，這套系統(tǒng)白天的車輛識(shí)別率很高，但是到了晚上光線不好的情況下，車輛識(shí)別率就會(huì)下降，識(shí)別算法還需要進(jìn)行優(yōu)化。但不可否認(rèn)的是，智能化監(jiān)控技術(shù)為數(shù)字安防監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)提供了有力支持，讓安防監(jiān)控系統(tǒng)功能性變得更為全面。從發(fā)展趨勢(shì)來看，智能化監(jiān)控的應(yīng)用范圍將越來越廣，特別是在安防行業(yè)當(dāng)中，其地位會(huì)不斷上升。除此之外，相關(guān)硬件設(shè)備的升級(jí)也為智能化監(jiān)控創(chuàng)造了良好的應(yīng)用條件，未來它將得到更大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]劉治紅，駱云志.智能視頻監(jiān)控技術(shù)及其在安防領(lǐng)域的應(yīng)用[J].兵工自動(dòng)化，2009（04）：75-78.

[2]陳冬冬，張曼琳，賈平，汪永強(qiáng).智能視頻分析技術(shù)在綜合安防系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2011（05）：144-149.

[3]朱曉明.上海世博會(huì)安防視頻監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用分析[J].電視技術(shù)，2010（10）：99-102.

[4]張拾貝.淺談安防監(jiān)控中的智能視頻分析[J].中國(guó)公共安全，2014（Z2）：148-149.

作者單位

國(guó)家新聞出版廣電總局二0二二臺(tái) 新疆維吾爾自治區(qū)喀什市 844000