家庭安防離不開(kāi)視頻監控系統，視頻監控系統也已經(jīng)廣泛應用于小區安全監控、火情監控、交通違章、流量控制、軍事，以及銀行、商場(chǎng)、地鐵、機場(chǎng)等公共場(chǎng)所的安全防范中，并且將有更廣泛的應用前景。

　　但現有的視頻監控系統通常只能靠人工來(lái)完成監控、報警、錄制等一系列分析處理工作，沒(méi)有充分發(fā)揮實(shí)時(shí)主動(dòng)的監控作用。更多的產(chǎn)品需求和更廣闊的市場(chǎng)應用需要今后的安防產(chǎn)品中必須具備智能分析處理的能力。從目前的技術(shù)層次來(lái)說(shuō)，數字圖像處理技術(shù)已經(jīng)日益成熟，人工智能也突飛猛進(jìn)，如何將圖像智能分析的功能融入到智能產(chǎn)品中來(lái)成了各個(gè)公司和廠(chǎng)商關(guān)注的焦點(diǎn)。擁有高級智能分析的智能視頻監控系統，不僅能大大增強監控的能力、降低不安全隱患，同時(shí)節省了人力物力，降低了成本。

　　智能在監控領(lǐng)域中的發(fā)展

　　在上世紀九十年代初以前，以模擬設備為主體的閉路電視監控系統是最早的第一代監控系統，該技術(shù)成熟，穩定，在許多實(shí)際工程中都得到了廣泛的應用，在某些場(chǎng)合這項技術(shù)至今還在人們關(guān)注的視野當中。真正的智能監控是隨著(zhù)計算機的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò )的革新才出現的。九十年代中期，計算機處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展使得人們開(kāi)始利用計算機的高速數據處理能力來(lái)進(jìn)行視頻的采集和處理，由此而生的數字化監控系統稱(chēng)之為第二代視頻監控系統。從九十年代末開(kāi)始，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )帶寬，計算機處理能力和存儲容量的進(jìn)一步提高，以及各種視頻處理技術(shù)的出現，視頻監控進(jìn)入了全新數字化時(shí)代。智能在安防中的應用越來(lái)越重要。因此，第三代監控系統的就是以網(wǎng)絡(luò )為依托，以數字視頻的壓縮、傳輸，存儲和播放為核心，以智能的圖像分析為特色的技術(shù)革命。闖入報警，非法停留，物品遺留，運動(dòng)目標跟蹤等等。這些高級智能分析的功能成為了現代安防監控產(chǎn)品中一大特點(diǎn)。

　　相關(guān)智能算法的研究

　　提到安防不能不提智能，提到智能不得不提算法。算法，作為行為分析和圖像處理的靈魂，在今后的產(chǎn)品研發(fā)和方案實(shí)施中起著(zhù)引導性的作用。監控的領(lǐng)域不斷的擴大，市場(chǎng)不斷的發(fā)展，使得巨大的視頻信息需要分析處理，對于智能視頻監控系統來(lái)說(shuō)，面對如此大的信息量，好的技術(shù)和結構是關(guān)鍵的問(wèn)題所在。在遠程監控過(guò)程中，為了減少網(wǎng)絡(luò )傳輸的壓力，在設備前端將一些智能分析的模塊嵌入到產(chǎn)品的編碼模塊當中去，通過(guò)前面的智能分析只提取有用的視頻信息，并對其進(jìn)行編碼壓縮傳輸，大大的減小了傳輸的數據量，而圖像分析部分則在解碼后由后端的軟件部分處理。這種分工式思想比單純的靠集中式軟件或硬件處理的效果都要好的多。

　　同H264等編解碼算法相比，視頻智能算法之所以沒(méi)有一個(gè)統一的標準，沒(méi)有ASIC化，就是因為其復雜度以及目標行為的多樣性，導致很難制定出一套標準的規則來(lái)應用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。智能算法屬于新興的綜合類(lèi)科學(xué)技術(shù)，許多有效的智能分析算法都是先從國外發(fā)展起來(lái)的，而且還有相當一部分的算法要么復雜度太高，不適合實(shí)時(shí)性的要求;要么自適應較差，對場(chǎng)景的依賴(lài)性太大;要么則還停留在理論研究的階段，離產(chǎn)品還比較遠。國內完全真正具有自主知識產(chǎn)權的智能監控產(chǎn)品很少，絕大多數產(chǎn)品的技術(shù)都是源于美國、歐洲、和以色列等發(fā)達國家。國內大多數生產(chǎn)和安裝的視頻監控系統仍停留在非智能的領(lǐng)域，在監控系統中提到的"智能視頻監控",實(shí)際上還停留在普通的網(wǎng)絡(luò )視頻監控的概念上。

　　大都還是IP監控和數字化監控等，不具備所說(shuō)的高級智能分析的內容。為此國內有很多公司在智能方面也投入了大量的人力物力開(kāi)發(fā)研究，并在傳統的運動(dòng)目標檢測等方面做了大量的改進(jìn)，取得了突破性的效果。擁有自主知識產(chǎn)品的智能化的安防產(chǎn)品，對提高國內的整體智能化監控水平，提高國內產(chǎn)品在國際競爭中的地位有著(zhù)非常重要的作用。 

　　從算法的角度來(lái)說(shuō)，監控產(chǎn)品的智能化在技術(shù)方面還有很多的研究要做，但這也給了大家一個(gè)機遇，誰(shuí)在今后的發(fā)展中掌握了核心的技術(shù)，誰(shuí)就能夠挖到第一桶金，占據相關(guān)領(lǐng)域的市場(chǎng)。在智能圖像分析中，運動(dòng)目標的檢測和跟蹤應該是高級智能分析里面最基本的功能。是入侵報警，非法停留，丟包遺物等行為分析的基礎。下面就簡(jiǎn)單分析一下物體識別跟蹤的過(guò)程。

　　具體應用舉例

　　算法的實(shí)現可以看作一個(gè)建模的過(guò)程，也可以理解成一種應用數學(xué)工程。運動(dòng)目標的檢測識別是指從序列圖像中將變化的前景從背景中分離出來(lái)，是數字圖像處理的一個(gè)主要部分。天氣和光照的變化，復雜背景中其他物體的干擾，運動(dòng)的影子以及攝像機的運動(dòng)、抖動(dòng)等都會(huì )對目標的提取過(guò)程帶來(lái)困難。因此運動(dòng)目標的正確檢測和準確跟蹤成為了視頻監控系統中一項重要的技術(shù)點(diǎn)。整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單分為以下幾個(gè)步驟：視頻預處理，目標檢測與識別，目標分類(lèi)，目標跟蹤，行為分析和規則創(chuàng )建。

　　視頻預處理

　　視頻預處理過(guò)程其實(shí)就是降低噪聲，突出跟蹤目標。圖像噪聲有兩類(lèi)，一類(lèi)是源噪聲，一類(lèi)屬于觀(guān)察噪聲。環(huán)境光線(xiàn)變化，背景的樹(shù)葉，雨雪等都屬于源噪聲;而觀(guān)察噪聲主要指得是攝像頭抖動(dòng)，傳輸線(xiàn)路干擾等影響。這些噪聲都會(huì )對跟蹤目標提取過(guò)程造成麻煩。在消除噪聲方面一般采用的方法為數字穩像，背景自適應學(xué)習，閾值分割，形態(tài)學(xué)濾波，二值化等。這些處理可以消除圖像中大部分噪聲，減少其對目標檢測的干擾。

　　目標檢測與識別

　　利用運動(dòng)目標提取過(guò)程得到前景運動(dòng)的物體后，就需要對目標有一個(gè)識別的過(guò)程。這種識別分為單目標人工識別和多目標區域識別。對于單個(gè)物體的跟蹤來(lái)說(shuō)，可以從視頻中人為的選取出感興趣的物體，并對其進(jìn)行跟蹤;對于區域多物體來(lái)說(shuō)，則可以劃分出一個(gè)區域，只對進(jìn)入區域的物體進(jìn)行識別和跟蹤。

　　目標分類(lèi)

　　對于監控區域內的單個(gè)物體跟蹤來(lái)說(shuō)是不需要分類(lèi)的。即使物體在運動(dòng)過(guò)程中發(fā)生了遮擋，當物體滿(mǎn)足線(xiàn)性運動(dòng)，背景變化比較平緩時(shí)，該算法仍然可以對物體進(jìn)行準確的跟蹤。對于復雜環(huán)境下的非線(xiàn)性運動(dòng)的物體，我們則在診-來(lái)單目標跟蹤的基礎上加入一些目標特征信息來(lái)幫助識別跟蹤。目標分類(lèi)一般應用于多目標情況下跟蹤單目標，或者多目標跟蹤多目標的環(huán)境。當環(huán)境中有多個(gè)運動(dòng)目標的時(shí)候我們可以把每個(gè)運動(dòng)的目標都提取出來(lái)，按照位置、速度、形狀、紋理以及色彩等有關(guān)特征對它們進(jìn)行分類(lèi)。首先將感興趣目標的特征信息保存下來(lái)，然后對其進(jìn)行跟蹤。當視頻中跟蹤的物體消失后又出現時(shí)，我們就重新用以前保存的特征信息和當前畫(huà)面中出現的所有運動(dòng)目標進(jìn)行匹配。通過(guò)比較的結果，就可以判定出現的物體中哪一個(gè)是剛才跟蹤的目標。

　　行為分析和規則創(chuàng )建

　　如果說(shuō)物體的跟蹤過(guò)程是一個(gè)單純的技術(shù)處理過(guò)程的話(huà)，行為分析則應該屬于高級智能的范疇了。簡(jiǎn)單的講，行為分析就是在人為規則創(chuàng )建的基礎上，對視頻中的圖像進(jìn)行自動(dòng)的分析和抽取視頻源中關(guān)鍵信息的過(guò)程。因為規則的創(chuàng )建是與環(huán)境相關(guān)的，比如場(chǎng)景中的情況不同，設置觸發(fā)報警的條件和區域也不同。因此在智能安防的發(fā)展中，軟件端的工作的重心就是盡量使智能分析朝著(zhù)人性化的方向發(fā)展，在簡(jiǎn)單的設置下，可以讓智能分析對整個(gè)圖像有一個(gè)自主學(xué)習適應的過(guò)程，進(jìn)一步減少人的因素的影響，減輕人的工作量。

　　總結與展望

　　隨著(zhù)中國安防產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來(lái)越快，市場(chǎng)規模不斷擴大，從事安防產(chǎn)業(yè)的公司也越來(lái)越多。對于推廣智能安防產(chǎn)品的公司而言，只有抓住了安防市場(chǎng)的脈搏，掌握了關(guān)鍵的技術(shù)，才能正確應對未來(lái)市場(chǎng)的需求而不斷的推陳出新，不斷的在市場(chǎng)競爭中發(fā)現機遇。

　　國外相比，中國的智能安防技術(shù)還有很長(cháng)的路要走，但可以肯定的說(shuō)，隨著(zhù)國內外技術(shù)交流次數的頻繁增加，國內人才數量的倍增以及研發(fā)環(huán)境的完善，這些差距會(huì )越來(lái)越小。希望今后國內從事安防行業(yè)的各個(gè)公司也能夠在保護公司自主知識產(chǎn)權的前提下，多多進(jìn)行溝通和交流，不斷完善安防行業(yè)的產(chǎn)品規范和市場(chǎng)規范。在建立共贏(yíng)市場(chǎng)的前提下，不斷的技術(shù)創(chuàng )新，把以智能圖像處理技術(shù)為核心的智能視頻監控產(chǎn)品在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中廣泛推廣，為人們的生活創(chuàng )造一個(gè)和平安全的環(huán)境。