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视频监控系统的智能视频分析技术
发表时间:2018-09-25 16:09

一、智能视频分析的概念

智能视频监控分析技术( Intelligent Video Surveillance)是指在不需要人工干预的情况,利用计算机视觉技术对视频序列图像进行处理、分析和理解,实现对监控场景中目标对象的定位、跟踪和识别,并在此基础上分析和判断目标对象的行为,在有异常情况发生时自动、及时地发出警报或提供有效信息,使得误报和漏报现象得到最大限度的降低。

随着“智慧”城市建设的发展,数以万计的摄像监控设备在同时工作,如此庞大的监视系统,需要成千上万的人紧盯着屏幕。仅依靠视频监控系统中的人眼检测,会存在效率低下、识别率不高及存储困难等问題,常常不能实时发现突发事故。如果把视频监控系统中感知设备摄像机看作人的眼睛,那么智能视频监控系统则可以视为人的大脑,智能视频分析技术使得物联网的感知设备具备了“辨别”和“分析”的能力,拓展了视频监控系统的作用与能力,使视频监控系统智能化程度更高。视频监控系统的智能化必将给计算机视觉在公共安全领域的应用提供了广阔的前景,是物联网应用的必然要求。此外,智能的视频分析技术在基于内容的视频检索、视频标注、体育视频分析及虚拟现实等领域有着广泛的应用。据报道, YouTube网站于2013年5月20表示,其用户每分钟上传的视频内容播放时长超过100小时,这相当于每分钟上传的视频播放时长超过四天。面对海量的没有标注的视频数据,大量的人工标注是不现实的,智能的视频分析技术可以自动挖掘知识,进行视频数据分析和标注。

二、智能视频分析技术简史

视频监控系统中的完整的分析流程如下:首先输人一段需要检测的视频进行目标物体的检测;在检测到目标物体后,根据需要对目标物体按一定的类别进行分类,如人、自行车、轿车、公交车,等等;分类之后根据各个应用系统的不同需求,对相应类别的目标进行跟踪或者进行更加高级的行为理解(如车辆跟踪、人体检测、犯罪行为分析),最后输出结果进行分析。其中目标检测、日标跟踪、日标分类、目标行为分析,都是视频监控系统中所涉及的主

要技术模块。各模块功能如下:

(1)日标检测:即在视频图像序列帧的全局或者特定的区域内检测或搜索到感兴趣的目标区域,其中重点关注运动的检测。

(2)目标跟踪:即对目标检测模块中得到的感兴趣的目标进行跟踪,同时获取并存储其相应的运动轨迹

(3)目标分类:即利用被跟踪或被检测的目标表象特征和运动特征,将日标划分为人、车或其他感兴趣的类别

(4)目标行为分析:即对被跟踪的单个或群体日标进行行为分析。

由于目标行为分析技术涉及行为的语义描述与理解,属于智能视频监控高级阶段,且目前该技术有待进一步研究,尚不成熟,考虑到难度和篇幅的原,这里不对日标行为分析技术加以介绍,感兴趣的读者可以在CCV、CVPR、ECCV、PAMI、UCV和跟踪与监控性能评测国际讨论会PETS( IEEE International Workshop onPerformance Evaluation of Tracking and Surveillance)等国内外前沿的学术期刊会议上了解该方面的前沿技术。


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