智能视频监控技术展望

智能分析—给摄像机装上大脑智能视频监控技术展望目录视频监控技术的发展历程传统的视频监控存在的问题智能视频监控系统及其优势智能视频监控系统的典型应用视频监控技术的发展历程视频监控是什么？监控查业务功能对应的业务流实时监视图像控制历史图像回放视频存储管理、维护，与其他业务系统集成联动等功能要求实时监控前端图像，一般前端摄像头数量大于后台显示器数量。设备认证、注册、配置信息，报警接收控制，摄像头焦距、转动控制。用于事后取证或调阅，对可靠性要求高，长时间海量存储。管当前各种安防技术系统应用情况市场调查人眼＋人脑电子眼＋人脑电子眼＋电子脑人力现场监控传统视频监控智能视频监控智能视频监控技术源自于人工智能的一个分支领域——计算机视觉技术。其概念主要是指“由机器自动分析视频图像源，从中识别并提取出有用的关键信息，并自动控制机器进行相应动作”的监控方式，由于处理过程基于视频图像源，也可称为智能视频分析（智能分析）。模拟监控第一代第二代PC/DVR监控网络化监控第三代智能化监控第四代视频监控发展简史视频监控经历了一段曲折的进化史:模拟监控－数字监控－网络监控－智能监控第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段视频监控发展的大趋势：模拟→数字化→网络化→IP智能化，各种技术并存模拟监控数字监控网络监控智能监控视频矩阵视频光端机模拟交换模拟存储简单管理DVR硬盘录像机数字交换本地数字存储简单管理DVS视频服务器数字交换简单网络存储流媒体管理异构平台全IP,标准化开放体系架构高可靠网络存储智能应用统一平台IP融合通信………监控系统90年代199920042006iVS方案理念视频监控技术的发展历史视频监控市场构成的发展2020/9/21第一阶段—原始模拟系统摄像机电缆显示器电缆原始时期：摄像头通过视频线直接联到监视器，通过简单设备进行图像切换,点对点(一夫一妻制）。监视基本靠瞅控制基本靠手存储基本没有历史局限性进化！—矩阵的出现什么是视频矩阵？：视频信号的切换设备，就是可控制的开关阵列监控矩阵：从70年代在美国诞生以来到目前有30多年历史。矩阵的贡献：—模拟监控系统开始成型VCR摄像系统传输切换/控制/存储电缆控制键盘磁带机视频显示矩阵矩阵、磁带机等设备的应用，监控开始“脱胎成型”，形成了从视频源—传输—控制切换—存储—显示的完整系统！光纤问题：1、经多级级联接力后视频图像质量严重下降2、大规模视频源的控制与管理困难3、系统的维护与监控困难4、数据存储和调用困难模拟监控—优势和问题优势：1、技术成熟、稳定2、短距离实时性好3、短距离图像清晰噪声和干扰第一代DVR：工控机/PCWindows操作系统＋图像采集卡＋硬盘图像格式：M－JEPGMPEG－1第二代DVR：嵌入式为主（少量工控机）专用电路＋电子盘（精简WindowsorLinuxOS）＋硬盘图像格式：MPEG－4（流媒体格式）、MPEG－2第一代PCDVR嵌入式DVR第二阶段：数字监控系统—故事从DVR说起数字硬盘录像机：江湖绰号-DVRDVR在模拟监控中的使用—存储+网络DVR光纤视频源传输切换和控制电缆控制键盘视频音频存储视频显示矩阵方案中，DVR提供存储和网络功能，用硬盘取代了传统磁带机，免除了用户“期待阳光”的苦恼。同时提供了简单的网络功能，总算赶上了信息化社会发展的步伐。但是似乎进化还不够彻底…….基于DVR的数字监控系统4/8/16路DVR音频信号Audio视频信号VideoMICMICMIC客户端1客户端12DVR根据硬件性能同时支持1～12个用户同时访问DVR实现了从图像编解码、存储、网络访问等多种功能，非常适合在16路以下的小系统应用系统局限性分析—现状和问题优势：1、DVR兼有矩阵、数字存储、视频联网的多项功能，具备简单IP网络通讯功能。2、适合本地监控存储为主，网络浏览为辅的监控环境。3、硬件和开发成本低，通过大量定制开发能满足特定用户的功能要求。问题：1、DVR受限于主CPU性能，动态图像效果变差，只能适用与图像变化不大的环境。2、分散型的业务模式：安全和稳定性差，很难想象几十台或上百台DVR能组成稳定的联网系统。3、无法实现存储集中管理，视频信息的共享和综合利用困难。数据存储可靠性差。4、不同厂家的设备图像难以互编互解。客户只能选一个厂商产品。大型数字监控系统大量DVR/DVS大型数字系统怎么办？流媒体服务器组合第三阶段：网络监控解决方案—DVR+流媒体服务器DVR视频/流媒体服务器群DVSDVRWEB浏览服务器多媒体主控服务器矩阵控制服务器视频管理数据库服务器GIS服务器电视墙显示服务器客户端传统的视频监控存在的问题人类自身的弱点在很多情况下，人类并非是一个可以完全信赖的观察者，无论是观看实时的视频流还是观看录像回放，由于自身生理上的弱点，我们经常无法察觉安全威胁，从而导致漏报(FalseNegatives)现象的发生。1传统的视频监控依靠人来观察判断监控内容，人眼易疲劳走神。人类并不是可以完全信赖的观察者,仅仅20分钟后，人对视频监视器的注意力就会下降30%，1小时后将会下降70%，达到一个非常低的水平。2很少有视频监控系统会按照1:1的比例为监控摄像机配置监视器。各个监控点并非每时每刻都处于监控当中。2020/9/21这么多摄像头，哪有这么多监视器给你放？先存着吧，出问题查录像就行！３资源浪费：海量无用视频数据的传输和存储，造成带宽及存储资源的严重浪费以城市治安监控为例：摄像机数量从几百路发展到目前成千上万个摄像头金融小区商业中心办公楼政府教育公共事业交通酒店公安监控系统规模爆炸式增长！需求：支持大规模组网支持海量图像数据存储可网管维护方便４信息污染:大量的无用视频信息，淹没了少量的有用信息，使得有用信息的获取变得困难2020/9/21这么海量的硬盘录像，哪有这么多人替我盯着查找？何时才能找到啊？对录像数据进行分析当前是警察破案的重要手段。由于传统视频监控系统缺乏智能因素，录像数据无法被有效的分类存储，最多只能打上时间标签，因此数据分析工作变得及其耗时，并且很难获得全部的相关信息。传统视频监控系统的困惑•效率低下：翻屏察看，人眼易疲劳走神•资源浪费：DVR保存的大多是无重要信息并且不能有效地分类存储•被动监控：监而不控，事后诸葛亮，无法快速响应为什么需要智能视频分析技术？给传统监控系统安装一个“会思考的大脑！”防范威胁检测目标、捕捉轨迹报警、录像、追踪有效分类存储智能视频监控系统及其优势什么是智能视频分析智能视频分析,是利用智能分析算法对视频内容进行运算和分析，它的核心技术是对视频内容的行为进行识别和分析，以提取视频场景中发生的一些特定的事件或监控目标的特定行为,属于人工智能（AI，ArtificialIntelligent）研究的分支之一。国内通常叫智能视频监控IVS(IntelligentVideoSurveillance),国外通常叫VCA(VideoContentsAnalysis)，属于第四代监控系统。模拟监控第一代第二代PC/DVR监控网络化监控第三代智能化监控第四代智能视频监控的概念2020/9/21智能视频分析计算机视觉网络视频技术智能视频监控：借助计算机对视频画面中的海量数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。智能视频监控网络技术计算机视觉智能视频分析智能视频监控的主要技术2020/9/21计算机视觉技术是人工智能研究的分支之一，它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，从而使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。智能视频分析主要指计算机：“自动的分析和抽取视频源中的关键信息”。如果把摄像机看作人的眼睛，而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑IP网络视频技术理解什么？形状，位置、运动计算机视觉的任务主动视觉，目的视觉智能视频分析技术？智能视频分析技术定义：源自计算机视觉技术，利用智能分析算法对视频内容进行运算和分析，它的核心技术是对视频内容的行为进行识别和分析，以提取视频场景中发生的一些特定的事件或监控目标的特定行为。主要目的：计算机代替人工完成实时监视任务在海量视频数据中快速搜索目标/事件理论基础：模式识别、人工智能、概率论、计算机图形图像等深圳市贝尔信科技有限公司基于行为的检测摹本图（一）基于行为的检测摹本图（二）走，跑，跳，爬，蹲，卧，屈行为的概率模型从行为模型中提炼出算法将算法植入DSP，成为嵌入式软件实景验证算法：让DSP单元从像素变化中学习行为模式及分类模式识别从样本中提炼模块（综合，抽象）总结人体头部，四肢关节点，重心在各种运动中的轨迹规律DSP算法模块化，产品化反馈改进比较视频和模块：根据像素变化判断目标性质（人，车，干扰）预处理：设置景深，层次及报警区域和规则滤除干扰，对目标大小和轨迹作不同颜色的标记给后台开关量电信号，触发报警和录像模式识别用DSP产品模块识别视觉目标（比较判断）从视频中采集被识别对象定义目标，给PTZ球机开关量电信号，驱动球机跟踪和接力跟踪智能监控技术的发展图像区域分割与拼接目标分类及跟踪非法入侵、滞留和遗失检测人脸、车牌的自动纪录、比对、识别人群、车辆等计数及流量控制图像去噪、去雾、防抖等预处理图像增强还原高清晰度图像处理及显示行为的判断和识别自动生命周期衰竭规律的视频存储和检索结合实战处置和预案调用多信息融合智能技术低级智能-看清楚中级智能-看明白高级智能-自动化智能视频监控的优势全天候可靠监控对所监控的画面进行不间断分析，实现对异常事件和疑似威胁的主动式编码、报警和保存响应速度快提示值班人员关注相关监控画面提前做好准备，防止在混乱中由于人为因素而造成的延误报警精度高有效捕捉异常报警事件或及时发现威胁，降低误报和漏报现象拓展的应用将视频资源应用到非安全领域，提高服务水平和营业额接入智能视频分析仪智能视频监控管理平台智能管理软件音箱语音报警声光报警器设备现场报警视频监控系统智能升级解决方案自动识别可疑事件智能视频监控技术的典型应用智能视频监控系统可实现的主要功能模块智能视频分析智能视觉监控——功能模块功能模块区域目标检测自动检测侵入监控防区的入侵者（人和交通工具），能够自动区分入侵者的种类、大小、速度、移动方向等特征，并发出报警自动PTZ跟踪通过智能视觉技术锁定目标后（支持自动、手动、接力三种锁定模式），自动控制PTZ摄像机的云台旋转跟踪目标，确保可疑目标的放大画面特写始终保持在视频画面中央。丢包检测能够自动检测出监控防区内的可疑行李或者遗弃物，并发出报警并触发其他动作绊线穿越检测自动检测穿越绊线的入侵者（人和交通工具），能够自动区分入侵者的种类、大小、速度、移动方向等特征，并发出报警围栏攀爬检测自动检测攀爬/穿越围栏的入侵者（人和交通工具），能够自动区分入侵者的种类、大小、速度、移动方向等特征，并发出报警智能视频分析智能视觉监控——功能模块功能模块超时停车检测能够自动检测车辆的违规停放，并发出报警并触发其他动作偷盗检测当监控防区内的物品被搬移或拿走，能够自动发出报警并触发其他动作徘徊检测及追踪自动检测防区内滞留超过所设定时间的入侵者（包括人和交通工具），并发出报警并触发其他动作突发火警及烟雾检测能够自动检测监控防区内突发的火情，并发出报警并触发其他动作人数统计功能能够自动统计出入人员的数量并触发其他动作更多模块…区域目标检测区域目标检测可以设定多个任意形状的防区，多个防区位置可以重叠，互不影响。针对每一个防区，还可以指定该防区内入侵者的类型（人和交通工具）、尺寸大小、入侵速度、最短入侵时间和运动方向等参数，各防区内各类型的参数可以独立设定，互不影响。防区设定后，只有符合指定特征的入侵行为才会引发报警，而其他不符合条件的入侵将会被忽略。1.设定规则2.启动规则3.发出警报绊线穿越检测绊网穿越模式允许用户设定一条或多条任意形状的绊线，针对每一条绊线还可以指定穿越绊线的非法方向（两个单向或者双向）。当以绊网穿越模式进行检测时，在绊线平行方向运动的目标将被忽略，仅当目标穿越绊线时发出报警。围栏攀爬检测围栏入侵模式允许用