智能分析在高清智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中的應(yīng)用

目前新一代的安防系統(tǒng)比如“平安城市”的規(guī)劃中都已明確要求高清化，政府、公安、交通、銀行等行業(yè)已經(jīng)是高清化的應(yīng)用主體，未來會(huì)有越來越多的行業(yè)引入高清化的需求。智能視頻分析技術(shù)是未來視頻監(jiān)控發(fā)展的方向，是視頻監(jiān)控領(lǐng)域最高端的應(yīng)用模式。目前，國外市場(chǎng)已大量應(yīng)用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，國內(nèi)的智能分析監(jiān)控市場(chǎng)也在快速增長。

本文將結(jié)合國內(nèi)一款FullHD1080P實(shí)時(shí)COMS網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為例進(jìn)行介紹。

該網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)嵌英國VCA公司的智能分析技術(shù)(VCA智能分析技術(shù)內(nèi)嵌于前端DSP中)。該智能視頻分析技術(shù)VCA(VideoContentAnalysis)，與傳統(tǒng)的VMD(VideoMotionDetection)依賴像素變化檢測(cè)運(yùn)動(dòng)不同，其原理基于計(jì)算機(jī)視覺CV(ComputerVision)技術(shù)的人工智能AI(ArtificialIntelligent)技術(shù)(見圖1)。它在目標(biāo)及背景描述之間建立映射關(guān)系，通過分析和處理數(shù)字圖像來理解視頻畫面中的各種目標(biāo)的行為特征。智能視頻分析通過對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤與識(shí)別，記錄下目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡和特征信息(如：大小、速度、方向等)，再實(shí)時(shí)分析這些行為與事先定義的檢測(cè)規(guī)則是否吻合，從而發(fā)出警報(bào)，提示進(jìn)行人工干預(yù)。

該攝像機(jī)的智能分析功能支持入侵檢測(cè)、徘徊檢測(cè)、尾隨檢測(cè)、停止檢測(cè)、方向檢測(cè)、分類檢測(cè)、遺棄物和搬移物檢測(cè)、室內(nèi)高密度人物跟蹤、高精度雙向計(jì)數(shù)、顏色識(shí)別等高級(jí)智能分析功能，具備檢測(cè)效率高、誤報(bào)率低、及時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于小區(qū)安全防監(jiān)控、智能交通管理、流量控制、軍事，以及銀行、商場(chǎng)、地鐵、機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所的安全防范，同時(shí)也可以應(yīng)用于非安防領(lǐng)域，例如零售業(yè)場(chǎng)所，為商業(yè)決策提供相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息。

智能分析功能

入侵檢測(cè)功能

這是智能視頻分析案例中應(yīng)用最廣泛的功能。

自動(dòng)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)入、離開、出現(xiàn)、消失的可疑對(duì)象并及時(shí)報(bào)警。例如，機(jī)場(chǎng)、鐵路、港口、邊境或其他禁止入內(nèi)的區(qū)域。

對(duì)于周界分散、環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景，一個(gè)人或者多個(gè)人都無法完全監(jiān)控到所有周界，以及在保安人員中有犯罪同伙的情況下，該功能模塊可以充分滿足要求，它能夠自動(dòng)檢測(cè)出規(guī)劃區(qū)域內(nèi)觸發(fā)規(guī)則的可疑對(duì)象并及時(shí)報(bào)警。

車輛檢測(cè)

運(yùn)用停止、方向和速度過濾檢測(cè)規(guī)則。

在高速公路、海關(guān)進(jìn)出口、市區(qū)干道、停車場(chǎng)等場(chǎng)所，使用VCA的車輛檢測(cè)功能可以使管理停車和維持交通法規(guī)變得更加容易，大量減少因超速和非法停車引起的交通事故。

可以在攝像機(jī)中標(biāo)定禁止停車區(qū)域，如果有車輛在此區(qū)域停止，則會(huì)觸發(fā)報(bào)警，提醒管理人員采取相關(guān)措施。同時(shí)VMS(VideoManagementSystem)也可以使用VCA產(chǎn)生的索引信息迅速定位相關(guān)視頻，便于事后取證。

車輛檢測(cè)功能支持設(shè)定各種區(qū)域，比如：停車區(qū)、行人區(qū)、公交車專用車道，同時(shí)可以檢測(cè)逆向行駛和超速行駛。

徘徊檢測(cè)

廣場(chǎng)、商場(chǎng)、停車場(chǎng)、門禁系統(tǒng)、銀行24小時(shí)ATM機(jī)、敏感地區(qū)周界等地區(qū)，如果發(fā)現(xiàn)可疑人員徘徊、滯留很久或有人在學(xué)校、幼兒園附近徘徊等可疑行為時(shí)，該功能模塊能根據(jù)徘徊滯留時(shí)間對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤并報(bào)警。

尾隨檢測(cè)

尾隨規(guī)則可以監(jiān)視運(yùn)動(dòng)對(duì)象的后面是否有人或者車輛跟蹤，有效保障對(duì)象的安全以及特定場(chǎng)所的保密要求。例如應(yīng)用于監(jiān)獄或看守所的公職人員離開監(jiān)區(qū)時(shí)后面是否有尾隨行為，另外還可用于銀行的押款車、學(xué)校周邊以及需要特殊監(jiān)控的場(chǎng)所。

遺棄物檢測(cè)

機(jī)場(chǎng)、地鐵站等人流量大的區(qū)域有人遺留“包裹”或銀行ATM機(jī)前有人安裝了其他裝置等,該功能模塊能及時(shí)檢測(cè)到目標(biāo)物體并會(huì)立即發(fā)出報(bào)警。

物品搬移檢測(cè)

物品搬移檢測(cè)模塊，可以自動(dòng)檢測(cè)物品搬移事件——當(dāng)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)物品被拿走或搬走時(shí)發(fā)出報(bào)警。

本檢測(cè)模塊適用于需要對(duì)物品搬移進(jìn)行錄像或報(bào)警的場(chǎng)合，例如對(duì)超市內(nèi)的高價(jià)商品、家庭里的電腦和家具、工廠內(nèi)的金屬建材、博物館內(nèi)的文物、車庫內(nèi)的汽車和貴重設(shè)備、特定場(chǎng)所，如展廳里的展品等的偷竊行為進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤。發(fā)現(xiàn)有人搬動(dòng)或移開物品時(shí)能及時(shí)檢測(cè)到并觸發(fā)報(bào)警。

目標(biāo)統(tǒng)計(jì)

可以對(duì)商場(chǎng)超市、高速公路、車站廣場(chǎng)、學(xué)校考場(chǎng)，銀行大廳、醫(yī)院收費(fèi)、黃金廣告位等地區(qū)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持雙向分別計(jì)數(shù)。

該功能模塊能精確統(tǒng)計(jì)人流或者車輛的數(shù)量，尤其在室外時(shí)支持“消除陰影影響”，支持累計(jì)增加、累計(jì)減少和及時(shí)計(jì)數(shù)等計(jì)數(shù)模式。

計(jì)數(shù)報(bào)表功能

數(shù)據(jù)庫集成于攝像機(jī)中，自動(dòng)記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)本地保存，可以按照1分鐘、10分鐘、1小時(shí)、24小時(shí)等不同的采樣頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上報(bào)，支持多種數(shù)據(jù)查詢方式，可以完全脫機(jī)工作，支持多種數(shù)據(jù)報(bào)表形式，如網(wǎng)頁表格，分色條形圖和導(dǎo)出Excel表格，并可將導(dǎo)出的Excel表格進(jìn)行進(jìn)一步的處理，且數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)更新的。

顏色過濾

顏色檢測(cè)規(guī)則是該設(shè)備的智能分析應(yīng)用中一個(gè)最新的功能，可以在PeopleTrack的許可證下使用，可提供10種檢測(cè)顏色：黑色、棕色、深綠、藍(lán)色、綠色、天藍(lán)、紅色、粉紅、黃色、白色。支持對(duì)象的顏色百分比設(shè)置和顏色餅圖顯示。

廣泛應(yīng)用于有顏色要求的工作場(chǎng)所，如：醫(yī)院、看守所、政法機(jī)關(guān)、監(jiān)獄等特定場(chǎng)合。

煙火檢測(cè)

煙火檢測(cè)規(guī)則也是該設(shè)備智能分析應(yīng)用中的一個(gè)最新規(guī)則，目前僅提供測(cè)試版本，正式版本退出后將提供獨(dú)立的煙火檢測(cè)規(guī)則?？梢詸z測(cè)視頻場(chǎng)景中的煙、火和白色氣體等隱患，廣泛應(yīng)用于工廠，倉庫，候車室，候機(jī)廳，商業(yè)場(chǎng)所，森林防火，石化行業(yè)等。

3D校準(zhǔn)功能

3D校準(zhǔn)過程中，采用人物模型對(duì)比，操作直觀，只需要簡單三步即可完成3D校準(zhǔn)。校準(zhǔn)后可顯示對(duì)象的分類、面積、速度和高度，并對(duì)場(chǎng)景內(nèi)物體進(jìn)行分類，提高目標(biāo)檢測(cè)精準(zhǔn)度。

應(yīng)用案例

無人值守變電站

變電所作為電力傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，由于無人值守，重要設(shè)備經(jīng)常被盜竊或破壞，給整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成重大隱患，確保變電所的安全運(yùn)行非常重要。

在此項(xiàng)目中的應(yīng)用到的智能分析功能有：

防止室外變壓器等設(shè)備被盜或被破壞;

防止人或大型動(dòng)物進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū);

防止室內(nèi)的重要設(shè)備被盜或被破壞;

大大提高了報(bào)警的準(zhǔn)確率，和減少了誤報(bào)率;

事件發(fā)生及時(shí)報(bào)警并通知監(jiān)控中心;

保留事件現(xiàn)場(chǎng)有力證據(jù);

在該技術(shù)方案中，主要使用完成對(duì)變電站的保護(hù)的檢測(cè)規(guī)則有：物體分類、入侵檢測(cè)、視頻丟失、物品盜移、滯留檢測(cè)、徘徊檢測(cè)。

智能交通

交管部門需要有效地實(shí)現(xiàn)交通違章和突發(fā)事件的自動(dòng)檢測(cè)以及交通流量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)城市路口、城市道路、快速路、高速公路、治安卡口、隧道、橋梁和停車場(chǎng)等各種實(shí)際路面環(huán)境進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，滿足7×24小時(shí)全天候各種環(huán)境下的可靠工作。

同時(shí)在特殊情況下需要采取及時(shí)有效的調(diào)度和部署，提高交通系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

該智能攝像機(jī)在智能交通中應(yīng)用到的規(guī)則有：

逆行檢測(cè)：采用智能分析算法中的方向檢測(cè)，檢測(cè)車輛是否逆行，一旦發(fā)現(xiàn)則自動(dòng)報(bào)警，杜絕事故發(fā)生。

違規(guī)停車：檢測(cè)城市車輛是否違規(guī)停車，保證路道的規(guī)范性。

遺棄物檢測(cè)：及時(shí)檢測(cè)公路上影響交通的滯留物，保證道路暢通。

車流統(tǒng)計(jì)：對(duì)公路車輛進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)。

速度檢測(cè)：對(duì)高速公路上的車輛的速度進(jìn)行實(shí)行監(jiān)控。

使用智能分析產(chǎn)品后，相關(guān)路段事故發(fā)生的概率明顯降低，并有效降低了人員成本，提高了交通的規(guī)范性。