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如果兩年前你沒聽說過智能視頻分析系統(tǒng)，那很正常，如果你現(xiàn)在還不知道什么是智能
視頻系統(tǒng)（IVS)系統(tǒng)，那作為一個安防人，說明你已經(jīng)落伍了。因為它是未來監(jiān)控的發(fā)
展方向，行業(yè)稱之為第五代電視監(jiān)控技術(shù)，前幾代分別是攝像機時代、VCR時代、DVR時
代、NVR時代、及視頻分析時代。不管這個分代法是否合理，但是有一點，就是視頻分
析技術(shù)是電視監(jiān)控技術(shù)一個劃里程碑式的創(chuàng)新，這個技術(shù)將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)監(jiān)控理念，并
使最終用戶從中獲益，從而接受并大舉應用。
如果你還覺得視頻分析離我們很遙遠，那么以下幾個工程案例會讓你覺得視頻分析
技術(shù)已經(jīng)在中國大規(guī)模應用了：青藏鐵路07年10月竣工驗收，全線1300路通道采用視頻
分析，對全線鐵路進行入侵保護；剛剛開通的地鐵5號線，權(quán)限23個車站，重點區(qū)域采
用丟炸彈探測及入侵探測；北京航空信息中心機房，采用入侵探測及防尾隨；地鐵13號
線，利用視頻分析抓住偷竊賊；浦東機場、首都機場及已經(jīng)多條在建鐵路項目，均預算
使用視頻分析技術(shù)……
智能視頻系統(tǒng)要解決的問題有兩個：一個是將安防操作人員從繁雜而枯燥的“盯屏
幕”任務解脫出來，由機器來完成這部分工作；另外一個是為在海量的視頻數(shù)據(jù)中快速
搜索到想要找的的圖象。對于上述兩個問題，視頻分析廠家經(jīng)常提到的案例是：操作人
員盯著屏幕電視墻超過10分鐘后將漏掉90％的視頻信息而使這項工作失去意義；倫敦地
鐵案中，安保人員花了70個工時才在大量磁帶中找到需要的信息。因此基于上述兩點，
你必須選擇視頻分析系統(tǒng)，視頻分析系統(tǒng)將在未來成為監(jiān)控系統(tǒng)的標配。
視頻分析產(chǎn)生背景
視頻分析產(chǎn)生的背景很簡單，其一為安防應用，就是當值班人員面對十、百、千的
攝像機，無法真正的在風險產(chǎn)生時預防或干預，多數(shù)靠事后回放相關(guān)的圖象；其二為非
安防應用，如商業(yè)上人流統(tǒng)計、防止扒竊等等。其理念是將風險的分析和識別轉(zhuǎn)交給計
算機或者芯片，使值班人員從“死盯”監(jiān)視器的工作中解脫出來，當計算機發(fā)現(xiàn)問題時
候，產(chǎn)生報警，此時值班人員進行響應。
作為傳統(tǒng)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的下一波浪潮，數(shù)字錄像系統(tǒng)的到來無疑標志著24*7全天候
監(jiān)控系統(tǒng)進入了更加高效的新紀元。然而當前仍然存在著一些嚴重的問題。接連數(shù)小時
盯著通常顯示著靜止墻壁和護欄的多個監(jiān)視器，即使是最為訓練有素的保安人員也會為
此而面臨注意力極限的挑戰(zhàn)。再加上黑暗或惡劣的天氣情況等客觀條件，這一問題變得
更加復雜。隨著數(shù)字監(jiān)控網(wǎng)絡中部署的攝像機和閉路電視監(jiān)視器不斷增多，保安人員有
效審視網(wǎng)絡上所有各點圖像的能力實際上卻由于信息過載而有所下降。顯而易見，保安
人員迫切需要一款更加智能化的系統(tǒng)來發(fā)揮自動“電子眼”的作用，以便對潛在入侵
者、可疑目標和其它安全侵犯活動進行至關(guān)重要的瞬間刺激型準確檢測，由此保安人員
將可以對事件做出迅速而明智的決定和實時響應。
智能視頻監(jiān)控主要優(yōu)勢：
· 快速的反應時間 - 毫秒級的報警觸發(fā)反應時間
· 更有效的監(jiān)視 – 安保操作員只需要注意相關(guān)信息
· 強大的數(shù)據(jù)檢索和分析功能，能提供快速的反應時間和調(diào)查時間
視頻分析技術(shù)
視頻分析技術(shù)就是使用計算機圖像視覺分析技術(shù)，通過將場景中背景和目標分離進而分
析并追蹤在攝像機場景內(nèi)出現(xiàn)的目標。用戶可以根據(jù)的視頻內(nèi)容分析功能，通過在不同
攝像機的場景中預設不同的報警規(guī)則，一旦目標在場景中出現(xiàn)了違反預定義規(guī)則的行
為，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警，監(jiān)控工作站自動彈出報警信息并發(fā)出警示音,用戶可以通過
點擊報警信息，實現(xiàn)報警的場景重組并采取相關(guān)措施。
視頻內(nèi)容分析技術(shù)通過對可視的監(jiān)視攝像機視頻圖像進行分析，并具備對風、雨、雪、
落葉、飛鳥、飄動的旗幟等多種背景的過濾能力，通過建立人類活動的模型，借助計算
機的高速計算能力使用各種過濾器，排除監(jiān)視場景中非人類的干擾因素，準確判斷人類
在視頻監(jiān)視圖像中的各種活動。
背景減除方法
視頻分析方法主要有兩類，一類是背景減除方法。背景減除方法是利用當前圖象和背景
圖象的差分（SAD）來檢測出運動區(qū)域的一種方法?？梢蕴峁┍容^完整的運動目標特征
數(shù)據(jù)。精確度和靈敏度比較高，具有良好的性能表現(xiàn)。
時間差分方法
時間差分個人認為就是高級的VMD,又稱相鄰貞差法，就是利用視頻圖象特征，從連續(xù)得
到的視頻流中提取所需要的動態(tài)目標信息。時間差分方實質(zhì)就是利用相鄰貞圖象相減來
提取前景目標移動的信息。此方法不能完全提取所有相關(guān)特征象素點，在運動實體內(nèi)部
可能產(chǎn)生空洞，智能檢測出目標的邊緣。
視頻分析系統(tǒng)架構(gòu)
目前視頻分析技術(shù)主要有兩種架構(gòu)方式，一種是基于后端服務器方式；另外一種采用
DSP方式，DSP方式明顯優(yōu)于后端服務器方式，主要表現(xiàn)在：
DSP方式可以使得視頻分析技術(shù)采用分布式的架構(gòu)方式，在此方式下，視頻分析
單元一般位于視頻采集設備附近（攝像機或編碼器），這樣，你可以有選擇的設置系
統(tǒng)，讓系統(tǒng)只有當報警發(fā)生的時候才傳輸視頻到控制中心或存儲中心，相對于服務器方
式，大大節(jié)省的網(wǎng)絡負擔及存儲空間。
DSP方式下，視頻分析單元一般位于視頻采集設備附近（攝像機或編碼器），此
方式可以使得視頻分析單元直接對原始或最接近原始的圖象進行分析，而后端服務器方
式，服務器得到的圖象經(jīng)過網(wǎng)絡編碼傳輸后已經(jīng)丟失了部分信息，因此精確度難免下
降。
視頻分析是復雜的過程，需要占用大量的系統(tǒng)計算資源，因此服務器方式可以同
時進行分析的視頻路數(shù)非常有限，而DSP方式?jīng)]有此限制。
基于以上原因，目前市場上主流視頻分析技術(shù)均采用DSP方式，基于攝像機或編碼器。
視頻分析過程
視頻分析是利用計算機視覺技術(shù)，對畫面進行分析、處理、應用的過程、包含如下過
程：
* 背景學習過程：自動學習監(jiān)視場景的背景情況
* 加載預處理過程：加載用戶的預定義規(guī)則
* 目標提取跟蹤程：提取跟蹤前景變化目標，檢測并分析目標的活動
* 視頻分析判斷過程：根據(jù)規(guī)則追蹤目標的活動判斷是否違反預定義規(guī)則
* 觸發(fā)報警過程：確定目標活動違反規(guī)則，根據(jù)預定義傳輸報警的指定的用戶
背景學習過程
視頻分析開始生效后，首先系統(tǒng)進行背景學習階段，學習時間根據(jù)背景熱鬧程度有所不
同，期間系統(tǒng)自動建立背景模型。一般系統(tǒng)建模完成后，隨著時間的 變化，背景會有
一些改變，系統(tǒng)具有”背景維護“能力，即可以將一些后來融入背景的圖象，如云等自
動加為背景。
移動目標提取與跟蹤
背景學習階段完成后，系統(tǒng)進入目標提取與跟蹤階段。
目標提取是基于背景建模完成后，如果前景出現(xiàn)移動物體目標，并在設置的范圍區(qū)域內(nèi)
且目標物體大小滿足設置，系統(tǒng)將會把該目標進行提取并跟蹤。目標的良好跟蹤是視頻
分析效果的基礎(chǔ)前提條件，視頻分析過程需要了解目標出現(xiàn)及運動的時間、位置、速
度、方向的要素，而這些要素主要通過目標跟蹤得到。
目標的識別與行為分析
目標的識別是系統(tǒng)對之前提取并跟蹤的目標進行識別和辨識。
視頻分析的過程：這個過程是系統(tǒng)的關(guān)鍵過程，有了之前的背景、目標跟蹤、識
別分類等過程，視頻分析是利用以上過程的結(jié)果，并結(jié)合之前設置好的行為規(guī)則，實現(xiàn)
視頻分析的過程，如入侵、丟包、越界等。
與安全相關(guān)類應用
安全相關(guān)類的應用是目前市場上存在的主要智能視頻應用，特別是在“911”恐怖襲
擊、馬德里爆炸案以及倫敦爆炸案發(fā)生之后，市場上對于此類應用的需求不斷增長。這
些應用主要作用是協(xié)助政府或其他機構(gòu)的安全部門提高室外大地域公共環(huán)境的安全防
護。此類應用主要包括：
高級視頻移動偵測
在復雜的天氣環(huán)境中（例如雨雪、大霧、大風等）精確地偵測和識別單個物體或多個物
體的運動情況，包括運動方向、運動特征等。
入侵探測
可以感知設定區(qū)域內(nèi)突然出現(xiàn)和入侵的物體并及時報警。比如在戒備森嚴的軍事重地或
銀行博物館等重要場所出現(xiàn)可疑人物等。
物體追蹤
集中監(jiān)控人，車或其他物體是否沿著某一方向穿越進入某一指定區(qū)域，對進入設定區(qū)域
內(nèi)的目標物進行探測，跟蹤并及時報警。
丟包或丟炸彈
檢測物體被移動或出現(xiàn)可疑物體。
遺留物體檢測：車輛或其他目標物?？炕驕舫^一定的時間，對被蓄意放在設定區(qū)域
的物品進行探測并報警。比如有人遺留包裹或爆炸物等。
移走物體檢測
當設定的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)目標物被移走，替代或惡意遮擋時發(fā)出報警。用來保護財產(chǎn)安全。
非法滯留
當一個物體（如箱子、包裹、車輛、人物等）在敏感區(qū)域停留的時間過長，或超過了預
定義的時間長度就產(chǎn)生報警。典型應用場景包括機場、火車站、地鐵站等。
與安全非相關(guān)類應用v
除了安全相關(guān)類應用之外，智能視頻還可以應用到一些非安全相關(guān)類的應用當中。這些
應用主要面向零售、服務等行業(yè)，可以被看作管理和服務的輔助工具，用以提高服務水
平和營業(yè)額。此類應用主要包括：
人數(shù)統(tǒng)計*
統(tǒng)計穿越入口或指定區(qū)域的人或物體的數(shù)量。例如為業(yè)主計算某天光顧其店鋪的顧客數(shù)
量。
擁擠探測
用來探測某個區(qū)域人群過于擁擠，此技術(shù)基于“人數(shù)統(tǒng)計”，如某個區(qū)域人數(shù)超過30人
將觸發(fā)報警。
防止尾隨
防止人員尾隨
交通流量控制
用于在高速公路或環(huán)線公路上監(jiān)視交通情況，例如統(tǒng)計通過的車輛數(shù)、平均車速、是否
有非法停靠、是否有故障車輛等等。
車輛控制
車輛違法?？刻綔y與報警。
視頻分析產(chǎn)品考評
評價或考核不同供應商的視頻分析產(chǎn)品并非簡單事情，需要考核該廠家視頻分析采用的
技術(shù)、視頻分析算法、視頻分析產(chǎn)品應用案例及調(diào)試經(jīng)驗，視頻分析與電視監(jiān)控系統(tǒng)的
集成方式以及其他特點。
視頻分析產(chǎn)品技術(shù)
早期的視頻分析基于視頻移動探測技術(shù)（VMD-Video Motion Detection）,此技術(shù)采用
比較相鄰幀圖象像素的變化情況，此技術(shù)的應用比較有局限性，不適合多種環(huán)境，容易
產(chǎn)生漏報和誤報，
對于一些靜態(tài)場景過于敏感，如海浪、樹葉的晃動等，可能觸發(fā)誤報警，因此不
適合用于室外。
而對于一些緩慢移動的入侵物體，或者入侵的物體突然停止運動，可能導致漏報
警。
VMD的最大缺陷是只比較相鄰幀圖象像素的變化情況，而不考慮背景。
近期的視頻分析技術(shù)一般基于物體跟蹤（背景分離），此技術(shù)可以提供更好的視頻分析
表現(xiàn)。
可以對場景中的物體進行探測、跟蹤及分類。
可以對場景中的背景進行學習并自動調(diào)整背景。*
可以通過學習目標物體的行為模式而更好的跟蹤及分類。
