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(bào)警等信息，在總控中心不僅需要控制攝像機(jī)的云臺(tái)，還需對(duì)前端的燈光、空調(diào)、語音播放進(jìn)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(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能的同時(shí)，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(yùn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)方式來講，智能分析分的實(shí)現(xiàn)方法主要為三大類，前端、傳輸、平臺(tái)。最初的智能分析技術(shù)，通過智能分析儀實(shí)現(xiàn)，只能夠?qū)温芬曨l進(jìn)行處理分析；隨著需求的提升，智能分析被整合到平臺(tái)，結(jié)合視頻監(jiān)控平臺(tái)對(duì)前端點(diǎn)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(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多路視頻的智能分析；近年來，人們對(duì)智能分析的需求更加強(qiáng)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(xiàng)目對(duì)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(tái)的智能分析設(shè)備市場前景廣闊。隨著前端攝像機(jī)芯片處理能力的提升，智能分析算法被逐漸移植到攝像機(jī)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(duì)畫面中的物體的移動(dòng)進(jìn)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(shí)別技術(shù)，對(duì)畫面中所需要的物體進(jìn)行針對(duì)性的建模，從而達(dá)到對(duì)視頻中的特定物體進(jìn)行檢測及相關(guān)應(yīng)用，如車輛檢測、人流統(tǒng)計(jì)、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(jī)的拌線功能可應(yīng)用到周界防范，進(jìn)而取代了傳統(tǒng)的紅外對(duì)射，視頻智能分析功能在一定程度上取代了振動(dòng)傳感器、三鑒探測器等設(shè)備，報(bào)警主機(jī)已不再是報(bào)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(jī)可實(shí)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(shí)現(xiàn)測速、車身顏色視頻、車型、車標(biāo)、信號(hào)燈顏色識(shí)別等功能，在一定程度上取代了傳統(tǒng)的車檢器、線圈、雷達(dá)、紅燈信號(hào)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(fèi)用，降低了施工難度。

3、報(bào)警聯(lián)動(dòng)及時(shí)穩(wěn)定

視頻分析報(bào)警信號(hào)生成于傳統(tǒng)安防系統(tǒng)內(nèi)部，與通過開關(guān)量接入報(bào)警信號(hào)相比較，不存在因?yàn)榻涌诘葐栴}，影響報(bào)警信號(hào)回傳，也不用擔(dān)心外設(shè)報(bào)警設(shè)備因供電或自身設(shè)備損壞問題無法產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，因此視頻分析技術(shù)使得整個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能更加及時(shí)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(jī)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(dá)到25億元左右，漲幅接近40%。其中，平安城市、交通行業(yè)、機(jī)場、軍事基地是智能攝像機(jī)應(yīng)用最多的行業(yè)，達(dá)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(duì)智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展也做出了重要?jiǎng)?chuàng)新及技術(shù)貢獻(xiàn)；天地偉業(yè)智能視頻分析技術(shù)主要實(shí)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(jì)檢測、違停車輛檢測、煙火識(shí)別檢測等十五大分析功能；通過獨(dú)立自主研發(fā)的算法，成功實(shí)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(xiàn)。

周界報(bào)警系統(tǒng)

近年來，周界防范報(bào)警系統(tǒng)不僅在軍工廠、軍營、機(jī)場、港口、政府機(jī)關(guān)等高端領(lǐng)域可見其“蹤影”，同時(shí)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(bào)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(bào)警已從過去被動(dòng)的報(bào)警探測，發(fā)展為今天的威懾阻擋加報(bào)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(bào)警系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

紅外等傳統(tǒng)方案，防護(hù)等級(jí)較低，對(duì)于蓄意侵入者而言，很容易跨越或規(guī)避；同時(shí)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(qiáng)光、灰塵、雨、雪、霧、霜等自然氣候的影響，誤報(bào)率高。

泄露電纜和振動(dòng)電纜報(bào)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(jìn)行長距離監(jiān)測的情況下，系統(tǒng)造價(jià)高昂。且傳感器單元的壽命較短，長時(shí)間連續(xù)使用，維護(hù)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(jī)的企業(yè)之一，通過前端攝像機(jī)的拌線功能，為周界報(bào)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(bào)警的不足，將視頻監(jiān)控與周界報(bào)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(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機(jī)械，光學(xué)，計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效措施。適用各種機(jī)要部門，如銀行、賓館、機(jī)房、軍械庫、機(jī)要室、辦公間，智能化小區(qū)，工廠等。

門禁控制系統(tǒng)就是對(duì)出入口通道進(jìn)行管制的系統(tǒng)，管理特定人在特定時(shí)間可以進(jìn)出哪些門，并提供事后的查詢報(bào)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(shí)別類型可以分為量大類：密碼識(shí)別和卡片識(shí)別。密碼識(shí)別，即通過檢驗(yàn)輸入密碼是否正確來識(shí)別進(jìn)出權(quán)限。雖然操作方便，無須攜帶卡片且成本低，但同時(shí)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(shí)別即通過讀卡或讀卡加密碼方式來識(shí)別進(jìn)出權(quán)限，雖然安全性有所增加，可聯(lián)微機(jī)，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(jī)快速人臉檢測技術(shù)可以從監(jiān)控視頻圖象中實(shí)時(shí)查找人臉，并與人臉數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)快速身份識(shí)別。天地偉業(yè)基于綜合管理平臺(tái)建設(shè)的人臉識(shí)別系統(tǒng)主要由人臉智能識(shí)別比對(duì)單元和人臉智能抓拍檢測單元組成。主要特點(diǎn)是直觀自然，非接觸性，非強(qiáng)制性，并發(fā)性，實(shí)際應(yīng)用場景下可以進(jìn)行多個(gè)人臉的同時(shí)檢測、判斷與識(shí)別。主要實(shí)現(xiàn)實(shí)名驗(yàn)證、重點(diǎn)人員布控、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、自動(dòng)檢測、人臉數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)比對(duì)等基礎(chǔ)功能，還可實(shí)現(xiàn)多人臉同時(shí)檢測識(shí)別、人員流量統(tǒng)計(jì)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(jìn)的光電技術(shù)、圖像處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)對(duì)過往的每一輛汽車均拍下車輛的圖像，并自動(dòng)識(shí)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(duì)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(duì)公路運(yùn)行車輛的構(gòu)成、流量分布、違章情況進(jìn)行常年不間斷的自動(dòng)記錄，為交通規(guī)劃，交通管理，道路養(yǎng)護(hù)部門提供重要的基礎(chǔ)和運(yùn)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(jī)動(dòng)車盜搶案件提供重要的技術(shù)手段和證據(jù)，對(duì)道路的平安運(yùn)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(dá)觸發(fā)。對(duì)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(huì)大大降低線圈的使用壽命，因此，當(dāng)設(shè)備損壞時(shí)，線圈卡口的維護(hù)成本較高，雷達(dá)卡口因設(shè)備本身價(jià)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(duì)連續(xù)視頻序列進(jìn)行分析，自動(dòng)偵測單個(gè)或多個(gè)目標(biāo)在特定區(qū)域的出現(xiàn)、滯留、變化、運(yùn)動(dòng)和消失等，進(jìn)而對(duì)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(shí)施便捷、維護(hù)簡單的優(yōu)點(diǎn)，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(duì)進(jìn)出停車場的停泊車輛進(jìn)行有效引導(dǎo)和管理。該系統(tǒng)可實(shí)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(duì)車位進(jìn)行檢測，通過顯示屏顯示空車位信息，司機(jī)通過該信息，實(shí)現(xiàn)輕松停車，并對(duì)車位進(jìn)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(duì)每個(gè)車位的占用或空閑狀況進(jìn)行可靠檢測。在每個(gè)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(shí)時(shí)采集到系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)將引導(dǎo)信息反饋給每個(gè)引導(dǎo)指示信號(hào)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(gè)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(jì)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(dú)有的優(yōu)勢即后期可以通過增配設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能升級(jí)，升級(jí)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(jī)與指示燈一體的百萬高清智能視頻終端，同時(shí)管理二個(gè)車位，識(shí)別率達(dá)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(shí)時(shí)監(jiān)控車位當(dāng)前的占用狀態(tài)并進(jìn)行車牌識(shí)別。整個(gè)定位過程無需用戶進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)真正的智能化、自動(dòng)化。

智能分析技術(shù)應(yīng)用中的實(shí)際問題

1、分析準(zhǔn)確率受環(huán)境影響大

系統(tǒng)針對(duì)復(fù)雜異常行為建模困難，目標(biāo)與背景接近會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)特征信息提取困難；運(yùn)動(dòng)目標(biāo)被遮擋，會(huì)造成目標(biāo)信息缺失；目標(biāo)移動(dòng)速度過快或算法計(jì)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(bào)、漏報(bào)、跟蹤困難等結(jié)果。

2、海量數(shù)據(jù)分析速度較慢

針對(duì)后端平臺(tái)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(tái)服務(wù)器上疊加算法進(jìn)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(shí)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(qiáng)大

隨著前端攝像機(jī)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(jī)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(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。

2、前端設(shè)備與平臺(tái)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(jī)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(tái)智能分析服務(wù)器的信息處理壓力，可以讓前端攝像機(jī)分擔(dān)一部分?jǐn)?shù)據(jù)處理，即通過攝像機(jī)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(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，平臺(tái)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(jìn)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(huì)隨著安防監(jiān)控大平臺(tái)發(fā)展，向更加集成化，智能化的方向發(fā)展。