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本文從智能分析技術出發，通過回顧視頻監控產品的發展歷程，分析了視頻監控產品現狀及發展趨勢，詳細介紹了智能監控產品及其系統結構。

杭州海康威視數字技術有限公司上海分公司

視頻監控的智能化技術簡述

智能化視頻監控技術的發展歷程可分為四個階段，第一階段是從視頻圖像中將運動物體提取出來，第二階段是運用模式識別技術對運動物體進行分類，第三階段是運用目標跟蹤技術獲得運動物體的運動軌跡，第四階段是分析運動物體的行為及身份。
   
要構建智能視頻監控系統，必須進行復雜的背景建模、模式識別、目標跟蹤等一系列工作，在智能視頻監控系統中，智能算法的優劣直接決定了系統的性能。智能算法有別于運動檢測算法，運動檢測算法主要是判斷場景中是否存在運動目標，并且無法對運動目標進行分類，如光線變化、樹葉搖動均屬于運動物體；智能算法采用背景建模來實現運動物體與背景的分離，避免了環境擾動造成的虛假目標，能可靠地提取運動物體、對運動物體進行分類、獲取運動物體的運動軌跡、分析運動物體的行為及身份。

   
從圖1所示我們可以看到，利用普通的運動檢測方法無法獲得可靠的運動目標信息，提取的運動信息受到圖像噪聲及圖像擾動的干擾，而使用背景建模算法可獲得可靠的運動區域，并具有很高的抗干擾性。所以，背景建模是實現智能視頻監控最基本的技術。

視頻監控產品現狀

視頻監控技術由電視技術發展而來，其核心技術是光電技術，主要產品包括攝像機、監視器、錄像機、視頻電纜等，而視頻矩陣主機是為了滿足監控中控制切換的特殊需求而產生的。
   
計算機的發明推動了信息化發展，網絡技術的發展進一步推動了計算機的應用，但早期的計算機及網絡無法承載大量的、豐富的視頻信息，所以，視頻監控系統一直以來，采用的是模擬產品。在進入本世紀以后，計算機及網絡技術有了很大的發展，特別是計算機的處理能力、存儲能力有了較大的提高，最根本的還是視頻壓縮技術的發展，使視頻信息可以通過數字的形式被承載，孕育而生的主要產品是硬盤錄像機。硬盤錄像機的推出是視頻監控發展歷程的一次革命，它集錄像、控制、報警聯動、回放等功能于一身。
   
在國際標準化組織和互聯網應用的共同推動下，TCP/IP已成網絡通信的技術標準，基于IP網絡的視頻監控在近幾年來發展迅猛，產生了網絡硬盤錄像機、視頻編解碼器等視頻監控產品。這些產品將豐富的、大量的視頻信息轉化成數字，用于存儲、傳輸。通過網絡承載的視頻數據得到了更廣泛的應用，可以將視頻數據嵌入到業務系統（如GIS系統、指揮調度系統、遙測系統等），也容易與其他安防子系統進行集成（如報警子系統、門禁子系統、出入口控制子系統等）。另外，接入網絡的計算機客戶端或IE瀏覽終端均可方便地監視實時圖像或查看歷史圖像。綜上所述，視頻監控IP網絡化監控的主要產品是網絡硬盤錄像機和視頻編解碼器。

視頻監控產品的發展趨勢

隨著技術的進步和市場需求，就已有的產品，如網絡硬盤錄像機、視頻編解碼器等，會向高分辨率、高路數及面向特定應用的專業化產品發展。目前，就整個IP網絡監控系統來說，已產生了相關延伸產品，如向前延伸的網絡攝像機、網絡快球等等，向后延伸的NVR、網絡存儲設備等。這些產品是否適用，主要取決于具體的應用需求。筆者認為，使用延伸產品構建IP網絡監控系統，必然需要經歷一個漸進的過程，特別是使用集中式的網絡存儲，因為視頻監控中的數據管理與普通數據業務中的數據管理存在很大的差異。

   
目前的視頻監控系統，多數只用于事后追溯，但越來越多的應用需要具備事前追蹤的作用，那么對于具備相當規模的系統，無論是以光電技術為主的模擬視頻監控系統，還是以IT技術為主的IP網絡視頻監控系統，如要達到事前追蹤的作用，絕大多數的系統通常采用報警子系統或采用視頻運動檢測等方式。無論采用哪種方式，均有一定的局限性，如對于一些公眾場合，如銀行的營業廳、車站、碼頭等等，因無法提取、分析移動目標物體，所以不能產生有效的報警，只能采用人工識別、跟蹤的方式來監視可疑目標，這對于大系統來說，需要花費大量的人力、物力才能達到，而基于人本身的缺陷，如長時間面對監控畫面，容易產生疲勞，導致集中注意力，造成人為監控的可靠性不高。所以要真正達到可靠地進行事前追蹤，只有智能技術才能滿足要求。所以，具有智能功能的視頻監控產品是一個重要的發展趨勢。

智能監控產品

智能監控系統構建于智能產品的基礎上，圖2所示的是一個智能監控系統的體系結構。
在智能監控系統體系結構中，最核心的技術在于視頻分析層，它提取了運動目標的坐標和尺寸，獲取了運動軌跡和目標類型，這些數據可直接送給應用層，在應用層上，可實現人數統計、車輛數統計、場景內的擁擠程度分析、目標物體的行為分析等等智能功能。應用層通過設置報警規則，如劃警戒線、設置警戒區域等，可實現基于視頻的周界防范等應用。
   
在產品化方面，視頻分析層、報警分析層、報警處理層，一般嵌入在前端視頻接入設備中，如網絡硬盤錄像機、視頻編碼器、IP攝像機、IP快球等，應用層在后臺實現，根據具體應用要求實現相應的智能功能。
   
綜上所述，智能化產品是嵌入在目前的視頻監控產品中，后臺的軟件開發出基于特定要求的智能功能，從而構建滿足需求的智能監控系統。

結束語

具有智能分析的監控系統，其重要的衡量指標是目標分類準確率和事件報警準確率。智能行為分析是智能監控的一個方面，其他還有人臉識別、車牌識別等智能技術，其技術原理與產品形態均類似，但在智能算法上有各自的特點。
   
我們相信，不久的將來，我們會看到越來越多的智能化監控系統，幫助我們能更好地發揮監控系統的作用。

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