平安城市网络电视监控系统的智能化

导读：一、引言 随着科学技术与信息化社会的发展，电视监控技术已从经典模式向以图像处理、识别与跟踪为核心的现代智能化模式的转变，因而电视监控系统需要从数字化、网络化向智能化发展。本文从目前电视监控系统的局限性出发，说明平安城市网络电视监控

一、引言
随着科学技术与信息化社会的发展，电视监控技术已从经典模式向以图像处理、识别与跟踪为核心的现代智能化模式的转变，因而电视监控系统需要从数字化、网络化向智能化发展。本文从目前电视监控系统的局限性出发，说明平安城市网络电视监控系统向智能化发展的重要性，论述智能电视监控的含义、优点、应用、国内外市场及发展前景。 大家知道，电视监控系统经历了第一代模拟系统（VCR），第二代部分数字化系统（DVR），到第三代完全数字化的网络电视监控系统的发展演变。这种系统，又称为IP监视系统，它基于标准的TCP/IP协议，能够通过局域网/无线网/互联网传输，布控区域大大超过了前两代系统；它具有如下特点：一是采用开放式架构，可与门禁、报警、巡更、语音、MIS等系统无缝集成；二是基于嵌入式技术，性能稳定，无需专人管理；三是灵活性大大提高，监控场景可以实现任意组合与任意调用。 在这一演变的过程中，虽然电视监控系统与设备在功能和性能上得到了极大的提高，但是仍然受到了一些固有因素的限制，其中既包含人类作为监控者自身在生理上的弱点，也包含电视监控系统配置以及电视监控设备在功能和性能上的局限性。这些限制因素使各类视频监控系统均或多或少地存在报警精确度差、误报和漏报现象多、报警响应时间长、录像数据分析困难等缺陷，从而导致整个系统的安全性和实用性的降低。显然，这样的系统用于平安城市的安防监控，不能够保城市平安。 而数字化、网络化的电视监控系统的高度的开放性、集成性和灵活性，为电视监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件，同时也为安防的发展提供了更加广阔的发展空间，也便于电视监控向智能化发展。所以，网络化电视监控领域最前沿的应用模式，实际也就是网络智能电视监控。 下面从目前电视监控系统的局限性出发，说明平安城市网络电视监控系统向智能化发展的重要性，并论述智能电视监控的含义、优点、应用、国内外市场及发展前景。 二、电视监控系统固有的局限性
无论是传统的第一代模拟电视监控系统，还是第二代、第三代部分或完全数字化网络化的电视监控系统，都具有一些固有的局限性： 1、由于人类自身的弱点，易导致漏报。一般在很多情况下，人类并非一个可以完全信赖的观察者，他们在观察实时的视频流或观察录像回放的时候，由于监控人员个体条件的不同以及自身生理上的弱点，经常无法察觉到安全威胁，从而可能导致漏报（FalseNegatives）现象的发生。 2、各个监控点不能每时每刻都处于监控。除了一些规模较小的电视监控应用之外，很少有电视监控系统会按照1∶1的比例为监控摄像机配置监视器。因此，对于那些机场、港湾等大型的电视监控系统，各个监控点并非每时每刻都处于监控当中。 3、易引起误报和漏报。误报（False-Positive）和漏报是视频监视系统中最常见的两大问题。漏报指的是在监控点发生安全威胁时，该威胁没有被监控系统或安全人员发现。误报指的是位于监控点的安全活动被误认为是安全威胁，从而产生错误的报警。 4、由于缺乏智能因素，使数据分析困难。报警发生后对录像数据进行分析通常是安全人员必须要做的工作之一，而误报和漏报现象则进一步加剧了对数据分析的需求。安全人员经常被要求找出与报警事件相关的录像资料，找到肇事者、确定事故责任或评估该事件的安全威胁。 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，而经常发生的误报现象使无用数据进一步增加，从而给数据分析工作带来更大的难度。 5、由于缺乏智能因素，响应时间长。对于安全威胁的响应速度关系到一个安全系统的整体性能。传统的电视监控系统通常都由安全工作人员对安全威胁作出响应和处理，这对于处理一般性的、实时响应要求较低的安全威胁来说已经足够。 但是很多情况下，在威胁发生时，需要安全系统的多个功能部分，甚至多个安全相关的部门在最短的时间内协调配合，共同处理危机。这时候，监控系统的响应速度将直接关系到用户的人身或财产的损失情况。 具有上述缺陷的电视监控系统，用于平安城市建设中显然是不妥的，因为它只能是根据录像记录的事后取证，而不能根据所采集的图像自动地进行分析、判断而预先报警，使事故抑制在萌芽之中，而保城市的平安。因此，用于平安城市建设的电视监控系统，必须在数字化、网络化的基础上向智能化发展。 三、智能电视监控的含义 智能视频（IV，IntelligentVideo）源自计算机视觉（CV，ComputerVision）技术。计算机视觉技术是人工智能（AI，ArtificialIntelligent）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，从而能够通过数字图像处理和分析，来理解视频画面中的内容。 电视监控中所提到的智能视频技术主要是指：“自动地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，则智能电视监控系统的处理设备就可以看作人的大脑。智能视频技术借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面中的海量数据进行高速分析，它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。 智能电视监控以数字化、网络化电视监控为基础，但又有别于一般的网络化电视监控，它是一种更高端的视频监控应用。 智能电视监控系统能够识别不同的人与物体，如对人与物的异常行为的探测与跟踪，对人的面像、步态或声音等的识别与跟踪等。如发现监控画面与声音中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，从而能够更加有效地协助安全人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现象，以达到真正安全防范的目的。 当前，在世界反恐斗争日趋严峻的今天，显然智能电视监控系统能够成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件及犯罪的有力辅助工具。除此之外，智能电视监控还可以应用在交通管理、客户行为分析、客户服务等多种非安全相关的场景，以提高用户的投资回报。 四、智能电视监控的优点 智能电视监控以普通的网络电视监控为基础，除了具备广为人知的网络电视监控的优势外，智能电视监控系统还能为用户带来更大的收益。 其主要的优点是：
1、可进行24×7全天候可靠监控 智能电视监控系统，彻底改变了以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式，它通过嵌入在网络摄像机或视频服务器等前端设备中的智能视频模块，对所监控的画面进行不间断分析，并采用智能算法与用户定义的安全模型进行对比，一旦发现有安全威胁，立刻向监控中心预警或报警。 2、由于有强大的智能特性，能提高报警精确度 智能电视监控系统，能够有效地提高报警精确度，大大降低误报和漏报现象的发生。因为智能电视监控系统的网络摄像机或视频服务器等前端设备，集成了强大的图像处理、识别与跟踪能力，并运行高级智能算法，使用户可以更加精确地定义安全威胁的特征。从而能有效地降低误报和漏报现象，以减少无用数据量。如用户可以定义一道虚拟警戒线，并规定只有跨越该警戒线进入或走出时才产生报警，从警戒线旁边经过则不产生报警。也可以说，如用户定义只有穿越房门的活动才产生报警，而经过房门的活动不产生报警等。 3、由于有强大的智能特性，能提高响应速度 智能电视监控系统，拥有比普通网络电视监控系统更加强大的智能特性，它能够识别可疑活动，如有人在公共场所遗留了可疑物体，或者有人在敏感区域停留的时间过长等，因此在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面，使安全部门有足够的时间为潜在的威胁做好准备工作。此外，还可以使用户更加确切的定义在特定的安全威胁出现时，应当采取的动作，并由监控系统本身来确保危机处理步骤，能够按照预定的计划精确执行，有效地防止在混乱中由于人为因素而造成的延误。< 4、能有效扩展视频资源的用途 无论是传统的电视监控系统还是网络电视监控系统，其所监控到的视频画面都只能应用在安全监视领域，而在智能电视监控系统中，这些视频资源还可以有更多的用途。如可将视频资源应用到非安全领域：商场大堂的监视录像可以用来加强对VIP顾客以及普通客户的服务，智能电视监控系统可以自动识别VIP用户的特征，并通知客服人员及时做好服务工作；发现人群中有人不慎跌倒时，及时通知附近的商场工作人员提供帮助；智能电视监控系统，还可以帮助零售店的老板统计当天光顾的客户数量，用以分析销售情况等。 总之，数字化、网络化、智能化是电视监控系统发展的必然趋势，而智能电视监控系统的出现，正是这一趋势的直接体现。智能电视监控设备比普通的网络电视监控设备，具备更加强大的图像处理、识别与跟踪能力和智能因素，因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能，它可以极大地提高电视监控系统的能力，并使视频资源能够发挥更大的作用。 五、智能电视监控系统的应用 智能电视频监控系统主要的应用有两方面： 1、安全类相关的应用 这种安全类相关的应用，是智能电视频监控系统目前市场上存在的最主要的应用。尤其是在“9·11”恐怖袭击、马德里爆炸案以及伦敦爆炸案发生之后，使市场上对于此类应用的需求不断增长，尤其是平安城市建设的需要。 这些应用主要作用是协助政府或其他机构的安全部门，提高大区域公共环境的安全防护。此类应用主要包括：
①高级视频移动探测（AdvancedVMD）：在如雨雪、大雾、大风等复杂的天气环境中，精确地探测和识别单个物体或多个物体的运动情况，包括其运动方向、运动特征等。 ②物体追踪（MotionTracking）：在探测到移动物体之后，能根据物体的运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体。如物体超出该摄像机监控范围之后，能自动通知物体所在区域的摄像机继续进行追踪。 ③人的面像、步态等识别（FacialDetection）：自动识别人物的面像或步态等特征，如追捕通辑逃犯，可通过与数据库档案进行比较来识别或验证是否逃犯的身份。此类应用又可以细分为“合作型”和“非合作型”两大类： ●“合作型”应用，需要被监控者在摄像机前停留一段时间，这通常与门禁系统配合使用。如利用人的眼虹膜与指纹识别等。 ●“非合作型”应用，则可以在人群中识别出特定的个体，此类应用多用于追捕通辑逃犯。它可以在机场、火车站、体育场馆等安防应用场景中发挥很大的作用，主要是利用人的面像与步态识别等。 ④车辆识别（VehicleIdentification）：即识别车辆的形状、颜色、车牌号码等特征，并反馈给监控者。此类应用可以用在被盗车辆追踪等场景中。⑤非法滞留（ObjectPersistence）的判别：当人或箱子、包裹、车辆等物体，在敏感区域停留的时间过长，或超过了预定义的时间长度就产生报警。其典型的应用场景包括机场、火车站、地铁站等重要领域，尤其是排除爆炸物。 2、非安全类相关的应用 除了安全相关类应用之外，智能视频还可以应用到一些非安全类相关的应用当中。这些应用主要面向零售、服务等行业，可以被看作管理和服务的辅助工具，用以提高服务水平和营业额。此类应用主要包括： ①人数统计（PeopleCounting）：人数统计功能是智能视频的一个较为简单的应用，该应用能够通过视频监控设备对监控画面的分析，自动为用户统计计算穿越入口或指定区域的人或物体的数量。这一应用在服务、零售等行业可以用来协助管理者分析营业情况或提高服务质量。如为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量等。 ②人群控制（FlowControl）：识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等，用以避免形成拥塞，或者及时发现异常情况。典型的应用场景包括超级市场、火车站等人员聚集的地方。 ③人物面像识别（FacialDetection）：识别人物的面像特征，并通过这些信息来判定人物的身份。 ④注意力控制（AttentionControl）：统计人们在某物体前面停留的时间。可以用来评估新产品或新促销策略的吸引力，也可以用来计算为顾客提供服务所用的时间等。 ⑤交通流量控制（TrafficFlow）：用于在高速公路或环线公路上监视交通情况。 如统计通过的车辆数、平均车速、是否有非法停靠、是否有故障车辆等。
六、国内外智能视频市场概况 从市场的需求情况来看，随着反恐形势的不断严峻，智能电视监控系统正在越来越多地引起人们的关注，需求量处于不断上升的过程当中。从总体上看，国外的智能电视监控应用市场正在从“概念验证”阶段向“规模应用”阶段转化，智能电视监控已经慢慢开始形成为一个产业。 在智能电视监控应用的概念模型出现后不久，一些国外的公司就已经开始着手研发相关的软硬件产品。如网络视频市场的全球领导厂商瑞典Axis网络通讯有限公司，就已经推出其智能视频产品，其中包括AXIS242SIV视频服务器和AXISIVM120人数统计智能视频应用模块。AXIS242SIV集成了专用DSP芯片（TIDM642），具备强大的图像处理能力，并可支持第三方应用软件模块的运行和开发。AXISIVM120人数统计智能视频应用模块，可以使视频监控设备通过对监控画面的分析，自动为用户计算进/出特定区域的人数，能够有效帮助服务、零售等行业的管理者，分析营业情况或提高服务质量。Axis还计划在不久的将来，推出更多智能视频应用模块，包括车牌号识别、非法滞留等。 与国外相比，国内的智能视频市场还有很大的差距，目前基本上还处于空白状态。一般在监控系统中提到的“智能电视监控”实际上还停留在普通的网络电视监控（IP监控、数字化监控）的概念上。但随着市场上开始出现了与国外类似的智能视频应用需求，尤其是“平安城市”的监控的需求，国内有些研究单位已经开始着手研发，如中科奥森已经有“智能化安防关键技术与系统”的演示；武汉乐通光电有限公司高新技术研究所与深圳的著名安防企业等单位也已开始着手研究等。有些国内厂商还开始着手引进国外知名厂商的智能视频软硬件产品和技术，计划采用OEM的形式在国内推出等。 七、结束语 由上看出，电视监控系统已从第一代模拟系统，发展到第三代完全数字化的网络电视监控系统。虽然，其高度的开放性、集成性和灵活性，为电视监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件。但是，它仍然受到了一些固有因素的限制，在功能和性能上存在一定的局限性，因而必须要智能化，即组成智能化网络电视监控系统。我想，这种数字化、网络化、智能化的电视监控系统，应该就是电视监控系统的第四代。 总之，现代的电视监控系统，必须要数字化、网络化、智能化，数字化是网络化的前提，而智能化是网络化发展的高级阶段。在平安城市建设中，如果电视监控系统没有智能化，只能是事后的亡羊补牢，而不能事前预/报警，防患于未然，也就不能真正做到保城市平安。因此，各安防企业必须要注意网络化、智能化，尤其要在智能化上下功夫。这样，市场才无限广阔，前途才会无限光明。
网络电视电视监控系统平安智能化