智能分析技術(shù)在集成領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展淺析

智能分析技術(shù)的發(fā)展背景

近年來，隨著安防產(chǎn)業(yè)的壯大以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，普通的視頻畫面監(jiān)控早已無法滿足市場需求，監(jiān)控人員在總控中心不但希望能了解到前端的視頻信息，更希望全面掌握聲音、溫度、報警等信息，在總控中心不僅需要控制攝像機的云臺，還需對前端的燈光、空調(diào)、語音播放進行控制，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為系統(tǒng)集成化的核心媒介之一。

系統(tǒng)集成，勢必帶來多種設(shè)備的接入與整合，在實現(xiàn)復(fù)雜功能的同時，設(shè)備數(shù)量隨之增多，現(xiàn)場施工布線的難度也隨之加大，視頻的智能分析技術(shù)應(yīng)運而生。

智能分析技術(shù)是將智能算法嵌入到DSP中，通過分析和提練移動目標(biāo)的各種行為模式，形成核心算法。隨著市場需求的激增，視頻智能分析技術(shù)迅速發(fā)展。

智能分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

從實現(xiàn)方式來講，智能分析分的實現(xiàn)方法主要為三大類，前端、傳輸、平臺。最初的智能分析技術(shù)，通過智能分析儀實現(xiàn)，只能夠?qū)温芬曨l進行處理分析；隨著需求的提升，智能分析被整合到平臺，結(jié)合視頻監(jiān)控平臺對前端點位統(tǒng)一控制管理的優(yōu)勢，智能分析效率得到提升，單一設(shè)備可實現(xiàn)同時對多路視頻的智能分析；近年來，人們對智能分析的需求更加強烈，不僅在大型平安城市、金融等系統(tǒng)性安防建設(shè)中應(yīng)用普遍，一些中小型項目對智能分析的需求更是逐漸增多，因此，不依托與視頻監(jiān)控平臺的智能分析設(shè)備市場前景廣闊。隨著前端攝像機芯片處理能力的提升，智能分析算法被逐漸移植到攝像機中。

從技術(shù)角度來講，目前國內(nèi)智能分析技術(shù)主要分為兩大類：一類是通過前景提取等方法對畫面中的物體的移動進行檢測，通過設(shè)定規(guī)則，來區(qū)分不同的行為，如拌線、物品遺留、周界等。另一類是利用模式識別技術(shù)，對畫面中所需要的物體進行針對性的建模，從而達到對視頻中的特定物體進行檢測及相關(guān)應(yīng)用，如車輛檢測、人流統(tǒng)計、人臉檢測、等應(yīng)用。

智能分析技術(shù)在系統(tǒng)集成領(lǐng)域的優(yōu)勢

1、設(shè)備數(shù)量減少

在系統(tǒng)集成的工程中，視頻的智能分析技術(shù)應(yīng)用廣泛。在民用領(lǐng)域，攝像機的拌線功能可應(yīng)用到周界防范，進而取代了傳統(tǒng)的紅外對射，視頻智能分析功能在一定程度上取代了振動傳感器、三鑒探測器等設(shè)備，報警主機已不再是報警系統(tǒng)的必需品，由此來看，智能分析技術(shù)的應(yīng)用減少了系統(tǒng)集成工程中的設(shè)備數(shù)量。

2、施工布線難度降低

在交通領(lǐng)域，純視頻交通攝像機可實現(xiàn)車輛逆行、壓線、不按車道行駛、闖紅燈等交通違章行為，還可實現(xiàn)測速、車身顏色視頻、車型、車標(biāo)、信號燈顏色識別等功能，在一定程度上取代了傳統(tǒng)的車檢器、線圈、雷達、紅燈信號檢測器等多種交通常用附帶設(shè)備，大大節(jié)約了布線的費用，降低了施工難度。

3、報警聯(lián)動及時穩(wěn)定

視頻分析報警信號生成于傳統(tǒng)安防系統(tǒng)內(nèi)部，與通過開關(guān)量接入報警信號相比較，不存在因為接口等問題，影響報警信號回傳，也不用擔(dān)心外設(shè)報警設(shè)備因供電或自身設(shè)備損壞問題無法產(chǎn)生報警信號，因此視頻分析技術(shù)使得整個系統(tǒng)的報警聯(lián)動功能更加及時穩(wěn)定。

智能分析技術(shù)集成化應(yīng)用案例解析

資料顯示，2012年智能攝像機市場規(guī)模約為18億元，2013年該市場依然發(fā)展迅猛，市場規(guī)模達到25億元左右，漲幅接近40%。其中，平安城市、交通行業(yè)、機場、軍事基地是智能攝像機應(yīng)用最多的行業(yè)，達到了30%以上。

天地偉業(yè)公司作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的安防領(lǐng)軍企業(yè)，對智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展也做出了重要創(chuàng)新及技術(shù)貢獻；天地偉業(yè)智能視頻分析技術(shù)主要實現(xiàn)單拌線檢測、區(qū)域檢測、物品遺留檢測、丟失檢測、逆行檢測、人員聚集檢測、雙拌線檢測、人員徘徊檢測、人臉檢測、人數(shù)統(tǒng)計檢測、違停車輛檢測、煙火識別檢測等十五大分析功能；通過獨立自主研發(fā)的算法，成功實現(xiàn)了由前端到后端的設(shè)備智能化，并通過與其他系統(tǒng)設(shè)備廠商廣泛合作，在系統(tǒng)集成領(lǐng)域做出一定貢獻。

周界報警系統(tǒng)

近年來，周界防范報警系統(tǒng)不僅在軍工廠、軍營、機場、港口、政府機關(guān)等高端領(lǐng)域可見其“蹤影”，同時還被廣泛應(yīng)用到住宅小區(qū)，并在這些領(lǐng)域保持著相當(dāng)高的應(yīng)用增長速度。周界防范報警系統(tǒng)作為安防系統(tǒng)的第一道防線，作用十分重要。當(dāng)前，周界報警已從過去被動的報警探測，發(fā)展為今天的威懾阻擋加報警。隨著安防監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和安防市場的成熟，數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化將成為周界防范報警系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

紅外等傳統(tǒng)方案，防護等級較低，對于蓄意侵入者而言，很容易跨越或規(guī)避；同時易受地形條件的高低、曲折、轉(zhuǎn)彎、折彎等環(huán)境限制，而且它們不適合惡劣氣候，容易受高溫、低溫、強光、灰塵、雨、雪、霧、霜等自然氣候的影響，誤報率高。

泄露電纜和振動電纜報警屬于電纜傳感，傳感部分都是有源的，系統(tǒng)功耗很大;電子圍欄、電網(wǎng)等方案又有一定危害性。上述方案可監(jiān)測的距離較短，單位距離成本高，在需要進行長距離監(jiān)測的情況下，系統(tǒng)造價高昂。且傳感器單元的壽命較短，長時間連續(xù)使用，維護成本較高。

天地偉業(yè)作為業(yè)內(nèi)最早將智能分析算法移植到前端攝像機的企業(yè)之一，通過前端攝像機的拌線功能，為周界報警系統(tǒng)提供了一套新的解決方案，通過純視頻算法的分析，有效避免了傳統(tǒng)周界報警的不足，將視頻監(jiān)控與周界報警設(shè)備合二為一，提高了系統(tǒng)的集成度。

門禁控制系統(tǒng)

門禁控制器是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機械，光學(xué)，計算機技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。它是解決重要部門出入口實現(xiàn)安全防范管理的有效措施。適用各種機要部門，如銀行、賓館、機房、軍械庫、機要室、辦公間，智能化小區(qū)，工廠等。

門禁控制系統(tǒng)就是對出入口通道進行管制的系統(tǒng)，管理特定人在特定時間可以進出哪些門，并提供事后的查詢報表等。它是在傳統(tǒng)的門鎖基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，且早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。

傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)的識別類型可以分為量大類：密碼識別和卡片識別。密碼識別，即通過檢驗輸入密碼是否正確來識別進出權(quán)限。雖然操作方便，無須攜帶卡片且成本低，但同時只能容納三組密碼，容易泄露，安全性很差，只能單向控制；卡片識別即通過讀卡或讀卡加密碼方式來識別進出權(quán)限，雖然安全性有所增加，可聯(lián)微機，有開門記錄，但卡片設(shè)備易產(chǎn)生磨損，壽命較短，卡片容易復(fù)制，不易雙向控制，且卡片信息容易因外界磁場丟失，使卡片無效。

目前，在基于視頻智能分析技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)的門禁系統(tǒng)已逐漸應(yīng)用到市場中，該系統(tǒng)采用高清攝像機快速人臉檢測技術(shù)可以從監(jiān)控視頻圖象中實時查找人臉，并與人臉數(shù)據(jù)庫進行實時比對，從而實現(xiàn)快速身份識別。天地偉業(yè)基于綜合管理平臺建設(shè)的人臉識別系統(tǒng)主要由人臉智能識別比對單元和人臉智能抓拍檢測單元組成。主要特點是直觀自然，非接觸性，非強制性，并發(fā)性，實際應(yīng)用場景下可以進行多個人臉的同時檢測、判斷與識別。主要實現(xiàn)實名驗證、重點人員布控、報警聯(lián)動、自動檢測、人臉數(shù)據(jù)庫實時比對等基礎(chǔ)功能，還可實現(xiàn)多人臉同時檢測識別、人員流量統(tǒng)計功能。

交通管控系統(tǒng)

高清卡口是作為城市安全的重要屏障，主要設(shè)置與城市的出入口，天橋，國道，高速公路等等車輛往來密集的重要地區(qū)。他采用高清卡口系統(tǒng)是采用先進的光電技術(shù)、圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)對過往的每一輛汽車均拍下車輛的圖像，并自動識別出車輛的牌照，所采集到的車輛的信息數(shù)據(jù)均保存在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。采用高清卡口系統(tǒng)對道路的建設(shè)非常有意義，它可以很迅速地捕捉到肇事車輛、違章車輛、黑名單車輛等，對公路運行車輛的構(gòu)成、流量分布、違章情況進行常年不間斷的自動記錄，為交通規(guī)劃，交通管理，道路養(yǎng)護部門提供重要的基礎(chǔ)和運行數(shù)據(jù)，為快速糾正交通違章行為，快速偵破交通事故逃逸和機動車盜搶案件提供重要的技術(shù)手段和證據(jù)，對道路的平安運行和提高公路交通管理的快速反應(yīng)能力有著十分重要的意義。

傳統(tǒng)卡口系統(tǒng)，采用線圈或雷達觸發(fā)。對于線圈而言，卡口建設(shè)過程中，需要破路，并且大車經(jīng)過，會大大降低線圈的使用壽命，因此，當(dāng)設(shè)備損壞時，線圈卡口的維護成本較高，雷達卡口因設(shè)備本身價格較高，也使得整體工程成本增加。

隨著智能分析技術(shù)的發(fā)展，視頻檢測的檢測精度和干擾問題得到了比較大的提升，視頻觸發(fā)檢測方式已經(jīng)逐漸脫穎而出，受到各地甲方的青睞。

視頻觸發(fā)技術(shù)指的是采用圖像智能分析理解技術(shù)，對連續(xù)視頻序列進行分析，自動偵測單個或多個目標(biāo)在特定區(qū)域的出現(xiàn)、滯留、變化、運動和消失等，進而對其行為的合法性做出判定。盡管視頻檢測技術(shù)受很多因素干擾，在穩(wěn)定特性上沒有超越感應(yīng)線圈，但是安裝實施便捷、維護簡單的優(yōu)點，使其一出現(xiàn)，便得到客戶的認(rèn)可。

車位引導(dǎo)系統(tǒng)

車位引導(dǎo)系統(tǒng)主要用于對進出停車場的停泊車輛進行有效引導(dǎo)和管理。該系統(tǒng)可實現(xiàn)導(dǎo)車輛停入空車位的智能泊車引導(dǎo)系統(tǒng)，由智能電腦系統(tǒng)對車位進行檢測，通過顯示屏顯示空車位信息，司機通過該信息，實現(xiàn)輕松停車，并對車位進行監(jiān)控，使停車場車位管理更加規(guī)范、有序，提高車位利用率。

傳統(tǒng)車位引導(dǎo)系統(tǒng)，車場中車位探測采用超聲波檢測技術(shù)，對每個車位的占用或空閑狀況進行可靠檢測。在每個車位上方安裝超聲波探測器即可探測到有無車輛停泊在車位上，管理系統(tǒng)將所有探測信息實時采集到系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過計算機實時將引導(dǎo)信息反饋給每個引導(dǎo)指示信號器。

視頻車位引導(dǎo)系統(tǒng)是一款基于視頻智能分析的車位引導(dǎo)，采用在每個車位安裝視頻車位檢測終端來判斷當(dāng)前車位狀態(tài)。從而統(tǒng)計出當(dāng)前車場的空車位數(shù)，再通過引導(dǎo)屏的顯示來引導(dǎo)車主快速停車。系統(tǒng)獨有的優(yōu)勢即后期可以通過增配設(shè)備實現(xiàn)功能升級，升級為具有找車功能的智能尋車及引導(dǎo)一體化系統(tǒng)。

系統(tǒng)采用攝像機與指示燈一體的百萬高清智能視頻終端，同時管理二個車位，識別率達到99%。部署在車位上前方，通過視頻觸發(fā)方式，抓拍車輛圖片，實時監(jiān)控車位當(dāng)前的占用狀態(tài)并進行車牌識別。整個定位過程無需用戶進行操作，實現(xiàn)真正的智能化、自動化。

智能分析技術(shù)應(yīng)用中的實際問題

1、分析準(zhǔn)確率受環(huán)境影響大

系統(tǒng)針對復(fù)雜異常行為建模困難，目標(biāo)與背景接近會導(dǎo)致目標(biāo)特征信息提取困難；運動目標(biāo)被遮擋，會造成目標(biāo)信息缺失；目標(biāo)移動速度過快或算法計算過于復(fù)雜導(dǎo)致跟蹤的有效性較低，上述因素易造成誤報、漏報、跟蹤困難等結(jié)果。

2、海量數(shù)據(jù)分析速度較慢

針對后端平臺的智能分析而言，前端采集設(shè)備回傳大量的視頻、圖片等信息，都需要在平臺服務(wù)器上疊加算法進行分析，由于服務(wù)器本身處理性能的限制，無法并行處理大量數(shù)據(jù)，因此，雖然智能分析服務(wù)器的應(yīng)用，為公安、交警等需要大量檢索視頻的情況節(jié)省了人力與時間，但整體的效率仍有提高的空間。

智能分析技術(shù)的發(fā)展前景與趨勢

1、前端智能分析算法更加強大

隨著前端攝像機芯片處理能力的提升以及算法結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，越來有多高集成度的算法將被移植到前端攝像機中，智能分析算法向著適應(yīng)更為復(fù)雜和多變的場景深化發(fā)展，也向著更為細(xì)化和具體的行業(yè)深化發(fā)展，貼近實戰(zhàn)應(yīng)用。

2、前端設(shè)備與平臺服務(wù)器相結(jié)合

目前，海量海量數(shù)據(jù)的智能分析處理速度還有待提高，且前端攝像機的智能分析的技術(shù)發(fā)展較快，技術(shù)也日趨成熟，為減小后端平臺智能分析服務(wù)器的信息處理壓力，可以讓前端攝像機分擔(dān)一部分?jǐn)?shù)據(jù)處理，即通過攝像機的算法，在圖片、視頻等數(shù)據(jù)回傳之前，將目標(biāo)物體的移動數(shù)據(jù)進行標(biāo)定，平臺服務(wù)器只需設(shè)定規(guī)則，便可完成處理。

結(jié)語

以當(dāng)前的應(yīng)用來看，智能分析雖然有了長足的進步，但應(yīng)用效果仍有待提高，智能視頻分析技術(shù)在依托于物聯(lián)網(wǎng)大背景下，將會隨著安防監(jiān)控大平臺發(fā)展，向更加集成化，智能化的方向發(fā)展。