在过去的几年里,视频监控的应用不断增长。由于犯罪、恐怖事件的升级,使得视频监控作用尤为重要,而网络、摄像、图像处理等基础技术的迅速发展,也推动了视频监控向更广泛的应用领域延伸,使之从公共安全等特殊部门的特殊应用渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。同时监控的规模也越来越大型化,如现在的“平安城市工程”,一座城市可能有百万至千万人口、涉及数不清的街道和设施、十万余处摄像监控点。在中国,部署几十万个监控点的城市不止有三五个,这种规模在国际上都难以想象,这创建了一个新的对安防监控技术和产品的巨大需求。
从传统CCTV到IP视频监控
视频监控已由早期的全模拟的视频监控系统,即闭路电视监控系统(CCTV),发展到全数字化的监控系统,随着IP网络基础架构的发展普及、图像压缩技术的提高,IP视频监控的应用亦越来越多,它能够更好的满足大规模监控需要,且成本也相对降低。可以说,我们已经进入IP/网络视频时代,新兴的视频监控部署大多是基IP的。美国亚利桑那州MultiMedia Intelligence公司的一项调查报告指出:2007年IP/网络视频监控摄像机市场增长了近百分之五十,在全球近5亿美元。这一快速的增长亦体现在数字录像机(DVR)、网络视频录像机(NVRs),以及IP编码器/流媒体等方面。该调查报告还指出,IP/网络视频监控市场的竞争也会更加激烈,一些以IT为主的公司如思科、EMC等也加入到竞争行列中,IP/网络视频监控的发展,也成为诸如Axis通讯、IndigoVision、March Networks等对抗传统监控设备厂商的杀手锏。新的竞争环境势必推动产品的创新,DVR市场的总体增长将放缓,而基于软件或硬件的网络视频录像机、半导体、传感器等则成为新的增长空间。其中,视频内容分析(VCA)是目前监控出现的关键技术之一,它使得监控更加智能化,降低了监控成本,是未来监控的发展方向。
当数以万计的摄像机出现时……
随着视频监控应用的深入,被动地提供视频画面已不能满足监控要求,还需要系统本身具有能够智能分析视频内容的能力,通过识别不同的物体,发现监控画面中的异常情况,以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而更加有效地协助安保人员处理危机,并最大限度地降低误报和漏报现像,提高监控的效率和有效性。NEC公司实验室营销副总Steve Dauber表示:视频分析用“计算机的眼睛”补充了人力监控的不足,它可以不间断地监控可疑事件,以及可疑行为的整个过程,然后提醒相关人员。
由于系统越来越大,摄像机部署越来越多,在大型城市的应急指挥中心,很有可能需要监控数以万计的摄像机采集的画面,仅凭人力来处理如此海量的信息将是一项非常艰巨的工程。分析人员研究发现,仅仅在观察监视屏幕20分钟后,大多数人的注意力都会大幅降低,而对于日以继夜坐在屏幕前,试图分辨哪些是真正威胁哪些是假警报的操作人员而言,对细节的关注度很可能在一个小时就会衰减。通过视频内容分析的应用,则可以减少操作人员的工作量和操作疲劳,此外还可以减少视频墙里容易被忽视的内容,加强监控质量。
视频内容分析
视频内容分析通过基于IP而非传统的、模拟的设备集中数字摄像机网络,侦查或跟踪值得注意的目标,找出潜在的威胁或安全隐患。可用来分析的行为或内容包括:等待时间、空架、目标追踪、目标辨认、儿童、绊索、人群构成、停留时间、方向分析、行驶速度、滑倒和坠落、人数计算、资产/设备管理、人员跟踪、路径转移、人群疏散、面部识别、游荡、人口统计。
德州仪器公司DSP视频应用工程师Cheng Peng曾撰文总结过VCA的常规流程: [Page]
1.将一个很长的序列分割成几个单独的场景或图像,以进行分析。由于不同的场景具有不同的直方图或色谱分布,因此如果某个帧的直方图与前一帧有很大的变化,那么可以认为发生了场景变换。
2.由于前景(foreground)与静态背景是分开的,因此场景中的前景对象变化可以被检测出来。
3.个别前景对象被提取或分割,然后逐帧地跟踪。跟踪过程涉及检测对象的位置和速度。
4.如果有必要进行识别,可以提取对象的特征,并进行对象分类。
5.如果当前事件是感兴趣的事件,就向管理软件和/或相关人员发送告警。
视频内容分析的基本概念围绕着元数据,当摄像机画面内有一个物体在监控区域内移动,它的尺寸、移动速度都是元数据。元数据意味着,一个无人照看的公事包留在火车站、机场,有可能是炸弹,或者便利店顾客走过柜台后面,表明有可能是抢劫。通常情况下,此类事件或“触发”生