智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用研究

智能視頻分析包含的范圍很廣，很多智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)發(fā)揮了重要的作用。本文討論智能視頻分析技術(shù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、難點(diǎn)、應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)討論智能視頻分析在視頻監(jiān)控行業(yè)中的應(yīng)用，期望能為智能視頻分析技術(shù)的應(yīng)用、研究與發(fā)展提供借鑒。

智能視頻分析是什么　　

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計(jì)算機(jī)能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。視頻智能分析(IVS，Intelligent  Video  Surveillance)主要指計(jì)算機(jī)“自動(dòng)的抽取和分析視頻源中的關(guān)鍵信息”，按照一定的規(guī)則進(jìn)行判斷并決定是否給出報(bào)警。如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，而智能分析系統(tǒng)可以看作人的大腦?！　?/p>

需求　　

隨著近年來視頻監(jiān)控系統(tǒng)的大力建設(shè)，各個(gè)行業(yè)的攝像機(jī)越建越多。僅僅在平安城市的建設(shè)中，至2010年，根據(jù)北京市公安局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，公安建設(shè)的各類監(jiān)控有270多萬個(gè)，共享社會(huì)資源300多萬個(gè)。在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式下，通過有限的電視墻人工監(jiān)控來監(jiān)看實(shí)時(shí)事件;通過人工根據(jù)時(shí)間段和大致地點(diǎn)來查找已發(fā)生的事件。如此多的攝像頭，極少量的電視墻，人工實(shí)時(shí)監(jiān)視根本無法顧及。統(tǒng)計(jì)信息顯示，人工不能有效監(jiān)控多個(gè)電視屏幕，操作人員盯著屏幕電視監(jiān)控超過10分鐘后將漏掉90%的視頻信息，來自其他事件將會(huì)干擾監(jiān)控的效果(例如電話、聊天等)。在發(fā)生事件后，通過人工來檢索事件變得比較困難而低效，大部分事件稍一疏忽就會(huì)遺漏過去。倫敦七七爆炸案中，有100多位安保人員花費(fèi)了70多個(gè)工時(shí)才在大量磁帶中找到了需要的信息?！　?/p>

另外，成千上萬的攝像頭給管理部門的維護(hù)也帶來麻煩，如何確定每一路視頻是否在正常工作也成為一個(gè)難題;有一些視頻會(huì)因?yàn)榇箫L(fēng)或震動(dòng)出現(xiàn)抖動(dòng);也有一些視頻因?yàn)榇箪F而變得不清晰等等?！　?/p>

而智能視頻分析技術(shù)的出現(xiàn)正是為解決上述問題，它能協(xié)助進(jìn)行視頻質(zhì)量的診斷，幫助確定哪些攝像機(jī)可能存在問題;它能對(duì)實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行24小時(shí)不間斷的分析，而不會(huì)感覺疲勞或被打擾;它可以幫助我們智能搜索感興趣的內(nèi)容而不是一幀一幀的查找視頻。但是，它并不能代替我們工作，要明確智能視頻分析所起到的作用是輔助的，它可以通過科技力量提高工作的效率，做出最終判斷還是人工?！　?/p>

智能視頻分析技術(shù)解析　　

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析　　

基于現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，智能視頻分析系統(tǒng)有不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?！　?/p>

針對(duì)傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常增加外置DSP處理主機(jī)(集成軟件License)或工控機(jī)+視頻采集卡+軟件License。針對(duì)傳統(tǒng)的IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常增加外置嵌入式主機(jī)+軟件License或服務(wù)器+軟件License。　　

基于視頻質(zhì)量的分析　　

基于視頻質(zhì)量的分析主要由兩個(gè)方面，視頻質(zhì)量診斷主  要用于 設(shè) 備 運(yùn) 營(yíng) 管 理，在 中、大 型 視 頻 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 中  的作用非常明顯;視頻圖像增強(qiáng)用于改善的視覺效果，用于某些特定的場(chǎng)合?！　?/p>

視頻質(zhì)量診斷　　

功能：視頻信號(hào)缺失、遮擋、清晰度異常、亮度異常、噪聲、雪花、偏色、畫面凍結(jié)、PTZ運(yùn)動(dòng)失控等?！　?/p>

通過基于視頻圖像比對(duì)的方法、機(jī)器自動(dòng)學(xué)習(xí)的方法、模擬運(yùn)動(dòng)指令圖像分析等方法對(duì)視頻質(zhì)量的異常進(jìn)行分析，并對(duì)異常的攝像機(jī)提出報(bào)警，由人工進(jìn)行檢查修正。機(jī)器自動(dòng)學(xué)習(xí)的方法在實(shí)際視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)提取大量的視頻片斷，包括正常視頻以及存在各種故障的視頻，形成訓(xùn)練樣本，并模擬人類視覺特性，針對(duì)不同故障類型提取了大量視頻圖像特征參數(shù)，用以訓(xùn)練檢測(cè)系統(tǒng)?！　?/p>

在實(shí)際運(yùn)行場(chǎng)景中，視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)通過自動(dòng)學(xué)習(xí)適應(yīng)攝像機(jī)在室外環(huán)境下的光線變化、場(chǎng)景變化、季節(jié)變化、各種不同的安裝視角、球機(jī)或云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)適應(yīng)，特別需要加強(qiáng)自動(dòng)學(xué)習(xí)能力方面的設(shè)計(jì)，與人眼的識(shí)別不同，機(jī)器是通過各種參數(shù)來識(shí)別，場(chǎng)景變化對(duì)機(jī)器來說更加敏感，所以自動(dòng)學(xué)習(xí)適應(yīng)能力對(duì)視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)來說尤為重要，通過對(duì)新樣本的訓(xùn)練來提高系統(tǒng)的性能是可行的。