在過去的幾年里,視頻監控的應用不斷增長。由于犯罪、恐怖事件的升級,使得視頻監控作用尤為重要,而網絡、攝像、圖像處理等基礎技術的迅速發展,也推動了視頻監控向更廣泛的應用領域延伸,使之從公共安全等特殊部門的特殊應用滲透到教育、政府、娛樂、醫療、酒店、運動等其他各種領域。同時監控的規模也越來越大型化,如現在的“平安城市工程”,一座城市可能有百萬至千萬人口、涉及數不清的街道和設施、十萬余處攝像監控點。在中國,部署幾十萬個監控點的城市不止有三五個,這種規模在國際上都難以想象,這創建了一個新的對安防監控技術和產品的巨大需求。
從傳統CCTV到IP視頻監控
視頻監控已由早期的全模擬的視頻監控系統,即閉路電視監控系統(CCTV),發展到全數字化的監控系統,隨著IP網絡基礎架構的發展普及、圖像壓縮技術的提高,IP視頻監控的應用亦越來越多,它能夠更好的滿足大規模監控需要,且成本也相對降低。可以說,我們已經進入IP/網絡視頻時代,新興的視頻監控部署大多是基IP的。美國亞利桑那州MultiMedia Intelligence公司的一項調查報告指出:2007年IP/網絡視頻監控攝像機市場增長了近百分之五十,在全球近5億美元。這一快速的增長亦體現在數字錄像機(DVR)、網絡視頻錄像機(NVRs),以及IP編碼器/流媒體等方面。該調查報告還指出,IP/網絡視頻監控市場的競爭也會更加激烈,一些以IT為主的公司如思科、EMC等也加入到競爭行列中,IP/網絡視頻監控的發展,也成為諸如Axis通訊、IndigoVision、March Networks等對抗傳統監控設備廠商的殺手锏。新的競爭環境勢必推動產品的創新,DVR市場的總體增長將放緩,而基于軟件或硬件的網絡視頻錄像機、半導體、傳感器等則成為新的增長空間。其中,視頻內容分析(VCA)是目前監控出現的關鍵技術之一,它使得監控更加智能化,降低了監控成本,是未來監控的發展方向。
當數以萬計的攝像機出現時……
隨著視頻監控應用的深入,被動地提供視頻畫面已不能滿足監控要求,還需要系統本身具有能夠智能分析視頻內容的能力,通過識別不同的物體,發現監控畫面中的異常情況,以最快和最佳的方式發出警報和提供有用信息,從而更加有效地協助安保人員處理危機,并最大限度地降低誤報和漏報現像,提高監控的效率和有效性。NEC公司實驗室營銷副總Steve Dauber表示:視頻分析用“計算機的眼睛”補充了人力監控的不足,它可以不間斷地監控可疑事件,以及可疑行為的整個過程,然后提醒相關人員。
由于系統越來越大,攝像機部署越來越多,在大型城市的應急指揮中心,很有可能需要監控數以萬計的攝像機采集的畫面,僅憑人力來處理如此海量的信息將是一項非常艱巨的工程。分析人員研究發現,僅僅在觀察監視屏幕20分鐘后,大多數人的注意力都會大幅降低,而對于日以繼夜坐在屏幕前,試圖分辨哪些是真正威脅哪些是假警報的操作人員而言,對細節的關注度很可能在一個小時就會衰減。通過視頻內容分析的應用,則可以減少操作人員的工作量和操作疲勞,此外還可以減少視頻墻里容易被忽視的內容,加強監控質量。
視頻內容分析
視頻內容分析通過基于IP而非傳統的、模擬的設備集中數字攝像機網絡,偵查或跟蹤值得注意的目標,找出潛在的威脅或安全隱患。可用來分析的行為或內容包括:等待時間、空架、目標追蹤、目標辨認、兒童、絆索、人群構成、停留時間、方向分析、行駛速度、滑倒和墜落、人數計算、資產/設備管理、人員跟蹤、路徑轉移、人群疏散、面部識別、游蕩、人口統計。
德州儀器公司DSP視頻應用工程師Cheng Peng曾撰文總結過VCA的常規流程: [Page]
1.將一個很長的序列分割成幾個單獨的場景或圖像,以進行分析。由于不同的場景具有不同的直方圖或色譜分布,因此如果某個幀的直方圖與前一幀有很大的變化,那么可以認為發生了場景變換。
2.由于前景(foreground)與靜態背景是分開的,因此場景中的前景對象變化可以被檢測出來。
3.個別前景對象被提取或分割,然后逐幀地跟蹤。跟蹤過程涉及檢測對象的位置和速度。
4.如果有必要進行識別,可以提取對象的特征,并進行對象分類。
5.如果當前事件是感興趣的事件,就向管理軟件和/或相關人員發送告警。
視頻內容分析的基本概念圍繞著元數據,當攝像機畫面內有一個物體在監控區域內移動,它的尺寸、移動速度都是元數據。元數據意味著,一個無人照看的公事包留在火車站、機場,有可能是炸彈,或者便利店顧客走過柜臺后面,表明有可能是搶劫。通常情況下,此類事件或“觸發”生