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淺析物聯(lián)網(wǎng)安防智能視頻分析技術(shù)的研究

作者: 時(shí)間:2011-03-31 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  眾所周知,也叫傳感網(wǎng),是物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng),它通過(guò)各類傳感器,將互聯(lián)網(wǎng)的用戶端延伸和擴(kuò)展到了各類物體目標(biāo)上。而的三大要素是感知、連接和應(yīng)用,如果將技術(shù)應(yīng)用于安防行業(yè),形成安防解決方案,即是物聯(lián)網(wǎng)安防解決方案。本文將重點(diǎn)從“感知”環(huán)節(jié)分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與安防行業(yè)應(yīng)用的緊密關(guān)聯(lián)性。

  物聯(lián)網(wǎng)三大要素中,最核心的是感知,亦即是最前端的傳感器部分。一般概念上,傳感器包括諸如RFID、各類感應(yīng)探頭、數(shù)據(jù)采集裝置等;而具備智能視頻分析功能的視頻采集設(shè)備,實(shí)質(zhì)上也是一種更直觀和智能的傳感器,它可以通過(guò)智能來(lái)感知視頻場(chǎng)景內(nèi)的目標(biāo)及其行為。隨著智能視頻分析與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展,視頻感知將成為最重要的感知技術(shù),成為物聯(lián)網(wǎng)信息感知層最重要的技術(shù)之一。
現(xiàn)有成熟的主要應(yīng)用包括:

  檢測(cè)、捕捉和識(shí)別人臉,感知人的身份;
  分析運(yùn)動(dòng)目標(biāo)(人和物)的行為,防范周界入侵;
  感知人的流動(dòng),用于客流統(tǒng)計(jì)和分析、娛樂(lè)場(chǎng)所等公共場(chǎng)合逗留人數(shù)預(yù)警;
  感知人或者物的消失、出現(xiàn),用于財(cái)產(chǎn)保全、可疑遺留物識(shí)別等。
  感知和捕捉運(yùn)動(dòng)中的車牌,用于非法占用公交車道的車輛車牌捕捉
  感知人群聚集狀態(tài)、駕駛疲勞狀態(tài)、煙霧現(xiàn)象等各類信息。

  除此之外,次聲壓、泛紅外、震動(dòng)、加速度等各類傳感器技術(shù),都可應(yīng)用于安防監(jiān)控應(yīng)用中,用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)解決安防需求,從而推出各類行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)安防解決方案。

  智能的現(xiàn)狀

  到目前為止,絕大部分對(duì)智能視頻分析的理解和應(yīng)用都還僅限于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(周界入侵防范),少量應(yīng)用涉及到目標(biāo)識(shí)別和視頻優(yōu)化,應(yīng)用還未得到突破,怎樣的應(yīng)用才是智能的市場(chǎng)天地呢?站在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的立場(chǎng)上來(lái)看這個(gè)問(wèn)題,就很容易得到答案了:智能視頻分析技術(shù)能感知的數(shù)據(jù)和信息,就可以利用它來(lái)拓展這個(gè)數(shù)據(jù)和信息的應(yīng)用方向。

  我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)提到,智能視頻分析技術(shù)能感知和理解的信息包括人臉(用戶身份)、人和物的行為、人員流動(dòng)、人和物的消失出現(xiàn)、人群聚集狀態(tài)、人體疲勞狀態(tài)、煙霧產(chǎn)生和蔓延等。所有需要用到這些信息的應(yīng)用領(lǐng)域,都有可能成為智能視頻分析的用武之地。

  智能視頻物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合

  合作型的人臉識(shí)別應(yīng)用
  
  合作型人臉識(shí)別主要采用嵌入式識(shí)別方案,形成典型的物聯(lián)網(wǎng)終端形態(tài)。

  人臉識(shí)別的應(yīng)用是一個(gè)非常直觀的智能視頻分析技術(shù)的應(yīng)用,它解決了機(jī)器眼對(duì)人的直觀識(shí)別。經(jīng)過(guò)最近幾年的技術(shù)積累,合作型人臉識(shí)別的技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的階段。

  業(yè)內(nèi)通過(guò)多年技術(shù)研發(fā),特別是多光源識(shí)別技術(shù)的引入、現(xiàn)場(chǎng)特征模型(LiveFeatureModel)訓(xùn)練等新技術(shù)的應(yīng)用,已經(jīng)使人臉識(shí)別終端具備了低成本(可與指紋技術(shù)成本接近)、高速度(1秒識(shí)別)、低誤識(shí)拒識(shí)等特性,而且擁有直觀、可查證等優(yōu)勢(shì),應(yīng)用場(chǎng)合:考勤、門禁、幼兒園接送認(rèn)證、訪客登記管理、會(huì)議簽到等。

  非合作型的人臉捕捉、人臉對(duì)比

  非合作型的人臉捕捉,由于無(wú)法得到被捕捉人的配合,人臉信息精度不高、角度變化大,而導(dǎo)致很難做高精度的人臉識(shí)別身份認(rèn)證。但是在小樣本庫(kù)的人臉對(duì)比中,還是具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

  非合作型的人臉捕捉,通過(guò)前端的智能視頻分析終端,從視頻場(chǎng)景內(nèi)捕捉出所有的人臉照片,并傳送至后端平臺(tái)。后端通過(guò)對(duì)樣本庫(kù)的人臉對(duì)比,對(duì)比出最接近的人臉資料/資料組,供使用者進(jìn)行初步身份篩選。

  與合作型人臉識(shí)別的最大不同在于,前者屬于精確識(shí)別,后者屬于非精確的對(duì)比,所以應(yīng)用場(chǎng)所主要是非關(guān)鍵身份驗(yàn)證的場(chǎng)所,起到對(duì)使用者一個(gè)提示、警示的作用,提醒使用者進(jìn)行進(jìn)一步的身份核實(shí)。

  應(yīng)用場(chǎng)合:店鋪、星級(jí)酒店的VIP/黑名單用戶的初步識(shí)別與提示;金融場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、碼頭、海關(guān)的VIP/黑名單用戶的初步識(shí)別與提示等。

  客流統(tǒng)計(jì)、人數(shù)統(tǒng)計(jì)

  現(xiàn)有常見(jiàn)的客流統(tǒng)計(jì)技術(shù)包括紅外感應(yīng)、重力感應(yīng)、機(jī)械道閘等,但是這些技術(shù)只能達(dá)到70%左右的準(zhǔn)確率,并且應(yīng)用場(chǎng)所有著諸多限制。

  現(xiàn)有的嵌入式平臺(tái)下通過(guò)視頻智能分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)的客流統(tǒng)計(jì)終端產(chǎn)品,是一種非常典型的物聯(lián)網(wǎng)終端。直接嵌入了攝像頭和智能分析模塊、GPRS/3G等傳輸模塊,通過(guò)對(duì)出入口和主要通道的非接觸式分析,可以做到95%以上的準(zhǔn)確率,而且無(wú)需后端分析支持,可以應(yīng)用于各類商業(yè)場(chǎng)所的客流動(dòng)態(tài)分析、娛樂(lè)場(chǎng)所的場(chǎng)內(nèi)人數(shù)超標(biāo)預(yù)警、移動(dòng)車輛上的客流統(tǒng)計(jì)等(移動(dòng)車輛上的客流統(tǒng)計(jì)是智能交通的一個(gè)重要組成部分)。

  客流統(tǒng)計(jì)的需求日趨旺盛,如果能在技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)充分考慮商業(yè)用戶的特殊需求,完全有可能成為智能視頻分析技術(shù)的一個(gè)非常重要的應(yīng)用分支。
應(yīng)用場(chǎng)合:各類商業(yè)超市、連鎖店鋪、中小型店鋪、公園景點(diǎn)、文博會(huì)所、公交車輛、長(zhǎng)途車輛等。

  1.周界入侵防范。

  單一的智能視頻分析在周界入侵防范的應(yīng)用上,有著很多的不足:場(chǎng)景多變、誤報(bào)率居高不下、識(shí)別效果不盡人意等。但是,將智能視頻傳感器和其他類型的傳感器相結(jié)合,以多重防范探測(cè)進(jìn)行綜合應(yīng)用,則可以取得非常好的效果?,F(xiàn)在針對(duì)家庭、店鋪、車輛的典型應(yīng)用場(chǎng)合的綜合應(yīng)用方案已經(jīng)獲得了很好的評(píng)價(jià)。

  利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的次聲壓傳感檢測(cè)技術(shù)、泛紅外和微波檢測(cè)技術(shù)等傳感檢測(cè)技術(shù)則對(duì)周界入侵檢測(cè)有很好的效果。但這些技術(shù)在檢測(cè)到報(bào)警后,都沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)即時(shí)的確認(rèn)是否為誤報(bào)。如果這些技術(shù)與視頻分析技術(shù)、手機(jī)視頻等進(jìn)行綜合應(yīng)用,進(jìn)行雙鑒探測(cè)等,則可以為用戶提供高效率、低誤報(bào)、可直觀確認(rèn)的用戶體驗(yàn)。

  應(yīng)用場(chǎng)合:無(wú)人值守的中小型店鋪、倉(cāng)庫(kù)、家庭、小型辦公場(chǎng)所等。

  2.駕駛員和值崗人員疲勞檢測(cè)

  智能視頻分析技術(shù)能通過(guò)對(duì)人臉特征和人眼狀態(tài)信息的分析,感知到人的疲勞狀態(tài)。一個(gè)嵌入攝像頭和分析模塊的設(shè)備,即是一個(gè)人體的疲勞狀態(tài)檢測(cè)終端,一種典型的物聯(lián)網(wǎng)智能傳感終端。

  在私家車、貨運(yùn)車、長(zhǎng)途客運(yùn)車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛、特種機(jī)械操作崗等關(guān)鍵場(chǎng)合,人體疲勞狀態(tài)信息是一個(gè)非常重要的指標(biāo),此時(shí)人體疲勞檢測(cè)終端就有了非常好的應(yīng)用機(jī)會(huì)。針對(duì)特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,同時(shí)集成諸如車輛信息采集、安全防范、油電路控制、GPS定位等,這種物聯(lián)網(wǎng)終端就能提供更為優(yōu)秀的應(yīng)用模式。

  應(yīng)用場(chǎng)合:私家車、貨運(yùn)車、長(zhǎng)途客運(yùn)車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛、特種機(jī)械操作崗等。

  3.人群聚集度判斷

  現(xiàn)有的方案是通過(guò)嵌入式的平臺(tái),采用智能視頻分析的技術(shù),來(lái)對(duì)視頻場(chǎng)景內(nèi)的人群聚集現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)和判斷,謂之智能視頻分析儀,其內(nèi)已嵌入GPRS/3G通訊模塊,也是一種典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端。智能視頻分析儀,直接在需要判斷的攝像頭上進(jìn)行前端的自動(dòng)分析判斷,并將結(jié)果傳送到后端應(yīng)用平臺(tái),提供實(shí)時(shí)的聚集現(xiàn)象的預(yù)警。

  應(yīng)用場(chǎng)合:平安城市、廣場(chǎng)、政府出入口等特殊場(chǎng)合。

  除了以上一些應(yīng)用方向之外,還有煙霧檢測(cè)可用于火災(zāi)初期預(yù)警、人臉捕捉可用于各種場(chǎng)合的人臉照片捕捉和存儲(chǔ)等,這些技術(shù)都有很好的應(yīng)用前景。

  在物聯(lián)網(wǎng)解決方案內(nèi)采用嵌入式平臺(tái)實(shí)現(xiàn),也即是視頻感知的分析和完成全部在前端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。這樣一來(lái),在產(chǎn)品形態(tài)上就獨(dú)立具備了物聯(lián)網(wǎng)終端的所有必要元素,可獨(dú)立完成感知的所有功能。配合上網(wǎng)絡(luò)傳輸和后端應(yīng)用,即具備了感知、連接和應(yīng)用三大要素,可完整組成一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)安防應(yīng)用系統(tǒng)。

  智能視頻分析技術(shù),點(diǎn)亮了視頻監(jiān)控行業(yè)的應(yīng)用,在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)之間搭建了一個(gè)暢通的橋梁,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)了新的活力,也能借物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和思路為安防產(chǎn)業(yè)發(fā)展添加一個(gè)良好的支撐。

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