視頻監控技術(shù)的智能化趨勢分析

　　視頻監控是視頻工程中重要的技術(shù)和應用領(lǐng)域，支撐其發(fā)展的視頻技術(shù)在不到一個(gè)世紀的發(fā)展過(guò)程中，大致經(jīng)歷了3個(gè)跨越式的發(fā)展階段。20世紀30年代，以電視廣播為代表的視頻技術(shù)走出了實(shí)驗室，進(jìn)入廣播電視臺和千萬(wàn)家庭，實(shí)現了從靜止圖像傳輸到活動(dòng)圖像傳輸的跨越;20世紀80年代末，以會(huì )議電視、視頻監控等為代表的視頻技術(shù)走出了實(shí)驗室，進(jìn)入眾多的電視會(huì )議室、安防系統，實(shí)現了從模擬視頻通信到數字視頻通信的跨越;如今，以智能視頻監控(IVS)為代表的視頻技術(shù)，正處在走出實(shí)驗室、進(jìn)入到各行各業(yè)的應用階段，將要實(shí)現從“機械”的視頻信息處理向智能化視頻信息處理的跨越。當前中國正處在這一跨越的關(guān)鍵時(shí)段。智能視頻監控只是智能視頻技術(shù)的一個(gè)部分，一個(gè)將視頻技術(shù)引入智能時(shí)代的部分。

　　智能化視頻監控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，仍然是仿生學(xué)引導的結果

　　智能化是視頻監控的亮點(diǎn)，但又是視頻監控技術(shù)的關(guān)鍵和難點(diǎn)

　　智能視頻監控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要采用新的符合智能監控要求的體系結構

　　基金項目：國家自然科學(xué)基金(60672134、61071091)

　　1 IVS的發(fā)展歷程

　　和人類(lèi)許多技術(shù)一樣，視頻技術(shù)也是仿生學(xué)引導的結果。視頻技術(shù)模仿人類(lèi)眼睛的功能，把眼睛“拉”到實(shí)際難以到達的時(shí)空。電視廣播提供了大量有聲有色的娛樂(lè )節目，豐富了人們的文化生活;而視頻監控的出現，不僅提供了栩栩如生的現場(chǎng)信息，更解決了安全和生產(chǎn)方面的問(wèn)題，使人們深切感受到視頻技術(shù)的應用范圍之廣和所起的重要作用。

　　視頻監控已有三四十年的發(fā)展，最早安裝在銀行營(yíng)業(yè)廳的模擬視頻監控設備，采用的是攝像頭加磁帶錄像機;后來(lái)發(fā)展為數字監控，實(shí)際上是數字視頻記錄(DVR)，采用的是攝像頭、采集卡加計算機(主要用于壓縮、存儲);近幾年的網(wǎng)絡(luò )視頻監控裝置，主要是由嵌入式攝像機、傳輸網(wǎng)絡(luò )和計算機構成。

　　智能視頻監控經(jīng)過(guò)近四、五年的發(fā)展，已由簡(jiǎn)單的視頻監控發(fā)展到具有人工智能的視頻監控。視頻監控的由來(lái)很簡(jiǎn)單，從需求層面來(lái)看：人們一直需要擴大眼睛的功能，希望在必要的地方“掛上”一只“眼睛”進(jìn)行不間斷的監控;從技術(shù)可行性的層面來(lái)看：傳感器技術(shù)從單點(diǎn)傳感器發(fā)展到多點(diǎn)，從一維傳感器，發(fā)展到二維、三維傳感器(圖像、視頻傳感器)，快速的發(fā)展為實(shí)現以看為主的監控提供了可能。實(shí)際上這一過(guò)程再次體現了仿生學(xué)對技術(shù)發(fā)展的巨大影響力：監控技術(shù)即智能化視頻監控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，仍然是仿生學(xué)引導的結果。從仿生學(xué)的角度出發(fā)，各種傳感器的出現均模仿人類(lèi)的各種感覺(jué)的結果，從觸覺(jué)、嗅覺(jué)到聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)，如模仿人耳的麥克風(fēng)和模仿人眼的攝像機。最近，如何在模仿視覺(jué)的基礎上模仿人腦功能，使現有的監控設備具有一定的智能并、成為研究的焦點(diǎn)。智能的匯入使傳感的內容、含義具有了主觀(guān)“感覺(jué)”，能夠給出分析、判斷和結論，而并非只對傳感對象的物理量作忠實(shí)的記錄。

　　早期的傳感器往往比較簡(jiǎn)單，傳感的是一維、單義的物理量，且易于分析、便于結論，如溫度傳感器，當所獲得溫度超過(guò)某一閾值時(shí)，說(shuō)明發(fā)生了異常情況。以攝像機為代表的視覺(jué)傳感器是一種多維、多義的傳感器：面對記錄的圖像難以判斷其內容的含義，如難以判斷攝像機所面對的場(chǎng)景到底“發(fā)生”了什么事?，F階段該問(wèn)題的解決主要靠人工完成：值班人員用眼睛對成百上千的攝像機信息進(jìn)行屏幕“監視”，對存儲的海量信息進(jìn)行回放“檢索”，對可疑信息進(jìn)行人工對比、分析。但人(尤其是人的眼睛和大腦)是很容易疲勞的，有數據表明：如值班人員緊盯屏幕十幾分鐘后將會(huì )不自覺(jué)丟掉大部份信息。再如在倫敦地鐵案中，安保人員為找到一點(diǎn)有價(jià)值的信息，往往要花幾十小時(shí)查看大量的存儲磁帶。尋找不會(huì )疲勞的眼睛和大腦，分析所監控的內容，減輕負擔，提高監控效率，這就是視頻監控智能化的目標。