在平安城市建設中，隨著安全監控系統迅速邁向數字化、網絡化，系統的開放性、集成性、靈活性以及智能程度正在被更多的使用者所關注，安防產業面臨著一個新興的、機遇與挑戰并存的發展成長空間，在眾多數字化視頻監控新技術中，“智能視頻監控”（IntelligentVideoSurveillance，簡稱IVS）技術又是最前沿的應用之一，體現著未來視頻監控系統全面走向數字化、智能化、多元化的必然發展趨勢。 

    智能視頻（IV，IntelligentVideo）技術源自計算機視覺（CV，ComputerVision）與人工智能（AI，ArtificialIntelligent）的研究，其發展目標在于將圖像與事件描述之間建立一種映射關系，使計算機從紛繁的視頻圖像中分辯、識別出關鍵目標物體，這一研究應用于安防視頻監控系統、將能借助計算機強大的數據處理能力過濾掉圖像中無用的或干擾信息、自動分析、抽取視頻源中的關鍵有用信息，從而使傳統的監控系統中的攝像機不但成為人的眼睛，也使“智能視頻分析”計算機成為人的大腦，并具有更為“聰明”的學習思考方式。這一根本性的改變，可極大地發揮與拓展視頻監控系統的作用與能力，使監控系統具有更高的智能化，大幅度降低資源與人員配置，同時，必將全面提升安全防范工作的效率。因此，智能視頻監控（IVS）不僅僅是一種圖像數字化監控分析技術，而是代表著一種更為高端的數字視頻網絡監控應用。 

    一、智能視頻分析監控系統的特性： 

    A、有效提高報警的精確度 

    智能視頻監控系統能夠從紛繁復雜的圖像畫面中利用“智能分析技術”的提取的物體特性、特征，正確識別出不同物體及其運動軌跡規律，它可以明確地區分出人、車或其它物體，并過濾掉類似水波、潮汐、樹葉、光影等自然干擾和光線變化影響，特別是以往運動檢測方式下無法實現與應用的場合（如檢測水面上是否有過往的船只等），一旦發現監控畫面中“關鍵目標”出現時，系統能夠以最快、最佳的方式提供有用信息或告警，因此，從“智能視頻分析”系統發出的信息一定是有效的、或真正違反安全規則的報警信息，這些信息也一定是必須及時得到處理的真實信息，它將有效地提高報警的精確度，同時拓展了視頻報警的應用范圍。 

    智能視頻分析的判別機制通常包括： 

    1.內容分析：在任何情況下，重要信息數量會大大低于背景信息數量，例如：地面、建筑物等靜態信以及風吹草動、水波、雨雪、樹影等動態信息都可被“智能視頻分析”系統判斷屬于背景信息，而重要信息則是人、車等活動信息，智能視頻分析首先對圖像內容進行分析，剔除那些無用的背景信息。 

    2.對象識別：智能視頻分析軟件內設“對象分析引擎”，能夠根據不同的活動目標的大小、運動速度及運動規律準確識別出人員、動物、車輛或其它對象，成功地將重要信息分離出來。 

    3.分析比對：智能視頻分析系統軟件具有可制訂的安全規則，可以對分析得到的各類活動目標與所制訂的安全規則相比對。例如：在圖像中指定的區域設定“虛擬“的安全界限，一旦識別“目標對象”跨越這一安全界限，系統將會激活警報，提示監控人員予以關注或處理警情。

    B、引領監視方式的革命 

    隨著視頻監控需求的日益高漲和前端攝像機價格的合理化，一個系統的攝像機安裝數量也在成倍增加，超大視頻路數及大規模監視中心給控制管理人員帶來極大的工作壓力，要求一個（或幾個）監視人員隨時注視幾十上百路圖像、再去判斷每一畫面中是否存在異常狀況無疑是不現實的，何況對于更多的人為錯誤以及類似“狼來了”式的虛假警報，將大大降低監控系統的安全有效性和實際操作管理能力，因此，視頻監控市場需要一種顛覆性的技術和革命性的理念，“智能視頻分析”技術正是具有人性化、智能化、精煉提取真實信息，顯著降低誤報、更加有效地協助安全人員預防和處理危機事件、有效遏制各類犯罪的有力武器，“智能視頻分析”系統可使用戶更加精確地定義安全威脅的特征，可以在圖像監視范圍內設定多個虛擬警戒線或警戒區域，可以分時段地設定、分析不同的重要對象，真正做到只有違犯警戒規則的行為才產生報警的高效監控。 

    智能視頻監控技術將加速數字視頻取代模擬視頻的速度，隨著“智能視頻分析”系統的采用，進一步提高了監控效能，傳統的（在中央控制室中）集中監控的模式也將逐步轉向到分布監控模式，保安人員將從枯燥地屏幕觀察中解放出來，不再固守于傳統的監控室，而投身于更靠近監視與行動現場的地方，而由“智能視頻分析”系統向保安人員自動傳達可疑目標的位置信息，更迅速地處理現場情況，滿足長久監視與“反恐”快速反映的需求，可以預見，跟隨監控模式變革的姍姍而來，智能化監控系統將迅速融入各類安全控制系統發揮重要作用。 

    C、先知、先覺的預警能力 

    恐怖主義和極端勢力的泛濫給各級安全部門的預防犯罪提出了新的挑戰，如何提前預知犯罪并及時采取正當措施、保護人民及財產安全已成為對視頻監控系統日益迫切地需求，智能視頻分析監控系統的“遺留物品判別”、“區域逗留提示”、“運動方向判別”等功能將能使安全人員提前感知異常行為并關注相應監控領域、盡可能提前發現潛在的威脅并做出應對策略，例如：有人在公共場所遺留了可疑物體或者有人在敏感區域附近長時間徘徊、逗留，智能視頻分析系統將可以識別這種行為、提示給保安人員，實現對可能產生的犯罪或違規行為進行預警。 

    D、有效擴展視頻資源用途 

    對用于安防系統的智能視頻分析結果還可以用來聯動高速球型攝像機進行跟蹤拍攝，當可疑目標觸及多個攝像機的多個智能視頻分析區域時，系統將能夠驅動高速球型攝像機對可疑目標連續追蹤，在遇到多個可疑目標共同出現時，也可以分別捕捉其各自的活動圖像，使監控系統更具智能優勢。 

    無論是傳統視頻監控系統還是網絡視頻監控系統，其所監控到的視頻畫面一般只應用在安全監視領域，而在智能視頻分析系統中，這些圖像資源還能有更多的用途。例如：對視頻畫面中出現的人員數量進行統計，為“客流量”提供參考數據；檢測車輛在道路上行駛的狀況，為交通流量統計數據；對違章行駛、違章停車、道路事故進行主動判別、給出提示；在商場中自動識別VIP用戶，提示客戶服務人員主動上前提供優質服務等等。

    二、智能視頻分析系統的應用范疇： 

    智能視頻分析系統的應用范圍廣泛，可提供研發和實現的功能異彩紛呈，歸結起來，這些應用功能一般可分為兩類： 

    第一類：安全相關類應用 

    與安全相關的智能視頻分析是目前最主要的應用，尤其在“911”恐怖襲擊、馬德里爆炸案以及倫敦爆炸案發生之后，市場上對于此類應用的需求不斷增長，功能繁多。其主要作用是協助安全部門提高室外、周界、大區域公共環境下的安全防護，此類應用主要包括： 

    高級視頻移動偵測（AdvancedVMD）：在復雜的天氣和光線環境中（例如雨雪、大霧、大風、樹影搖動等）精確偵測和識別單個或多個目標的運動情況、運動方向、運動特征等。安全規則包括了禁區報警、絆線報警、尾隨檢測、運動方向異常報警等多種類型。 

    物品丟失或位移檢測（（MovingDetection）；系統可自動檢測監控場景中的物體丟失或被移動，主要用于在復雜場景中的貴重物品和關鍵設備的監控。 

    物體追蹤（MotionTracking）：在偵測到移動物體后，根據物體的運動情況自動發送PTZ控制指令，使攝像機能夠自動跟蹤物體，在物體超出該攝像機監控范圍之后，自動通知物體所在區域的攝像機繼續進行追蹤。 

    人物面部識別（FacialDetection）：自動識別人物臉部特征并與數據庫進行比較以驗證人物身份。此類應用又可以細分為“合作型”和“非合作型”兩大類，“合作型”應用需要被監控者在攝像機前停留一段時間，通常與門禁系統配合使用。“非合作型”則可以在人群中識別出特定的個體。 

    車輛識別（VehicleIdentification）：根據車輛形狀、顏色、車牌號碼等特征進行識別并反饋給監控者，用于被盜、疑似車輛追蹤等。 

    非法滯留（ObjectPersistence）：當一個物體（如箱子、包裹、車輛、人物等）在敏感區域停留的時間過長（或超過了預定義的時間長度）即產生報警。典型應用場景包括機場、火車站、地鐵站等。 

    煙火檢測（FireDetection）：根據火情產生過程中煙與火所表現出的時空特征進行煙、火實時檢測，可用于森林防火或易燃、易爆等危險品儲藏區域的煙火檢測。 

    B.非安全相關類應用 

    智能視頻的非安全相關類的應用主要面向零售、服務、管理等行業，做為管理和服務的輔助工具，用以提高服務水平和營業額。此類應用主要包括： 

    人流量統計（PeopleCounting）：統計穿越入口或指定區域的人或物體的數量。例如為業主計算某天光顧其店鋪的顧客數量。 

    人群控制（FlowControl）：識別人群的整體運動特征，包括速度、方向等等，用以避免形成擁塞或及時發現異常情況。典型的應用場景包括超級市場、車站、侯機樓等人員可能大量聚集的地方。 

    人體行為分析(ActionAnalyze)：在目標檢測分類的基礎上，利用人體的各種行為特征對其所進行各種行為的描述和分析，提取哪些危險和有潛在危險的行為，如打斗、搶奪和突然倒地等行為。 

    人物面部識別（FacialDetection）：識別人物的面部特征，并通過這些信息來判定人物的身份及等級，提供優質服務。 

    注意力控制（AttentionControl）：統計人們在某物體前面停留的時間。可以用來評估新產品或新促銷策略的吸引力，也可以用來計算為顧客提供服務所用的時間。 

    交通流量控制（TrafficFlow）：用于在高速公路或環線公路上監視交通情況，例如統計通過的車數、平均車速、是否有非法停車、是否有故障車輛等。 

    車輛識別（VehicleDetection）：識別車輛的形狀、顏色、車牌號碼等特征，并反饋給監控者。此類應用可以用在識別車輛違歸行駛、停放的情況中。

  三、智能視頻監控系統的要素： 

    從硬件角度來說看，IVS系統的組件與傳統系統沒有太大的差別，其主要部分包括了：視頻數據采集的攝像機、用于目標跟蹤的高速快球、智能視頻分析用高性能計算機（高級別的還應具有圖像存儲功能）、傳輸以太網、集中管理服務器及軟件等。其中，IVS系統要求智能視頻分析計算機必須具備比傳統監控系統中的DVR更為強大數據處理功能，同時，IVS智能分析計算機還應可根據場景、分析目標、應用范疇的不同、以及各類分析模式混合應用時具備高度的軟件靈活性與可擴展性，為應對各類不同環境、不同算法、不同的安全規則以及日后的軟件升級做出必要的準備，以便在接近的成本下充分發揮其應有的作用。 

    迪威泰克“沸點”BP-IVS系列智能視頻分析監控系統 

    “沸點”BP-IVS是北京迪威泰克數碼科技有限公司（DigitalVideoTechnologyCo.,Ltd）根據數字視頻發展方向及應用需求最新研發的“智能視頻分析監控系統”，它秉承迪威泰克公司一貫專注數字視頻技術發展、專業研發高水平數字視頻產品的理念，借助高性能計算機對監控攝像機圖像數據進行高速處理、分析、過濾、識別、從中提取關鍵信息、并包括了數字圖像錄制、安全規則比對、報警控制管理、高速目標跟蹤、以及視頻網絡傳輸、集中控制管理等多重功能，形成了一套完整的“智能視頻分析”（IVS）系統，該系統已于2006年9月在“北京城鐵13號線安防與反恐系統”工程中投入使用，并取得了良好的應用效果。 

    下圖顯示了“沸點”BP-IVS系統的基本組成結構。 

    視頻采集攝像機：固定安裝的高感度攝像機，用于拍攝監視現場的高清晰圖像，為智能分析提供基礎視頻數據。

    IVS智能視頻分析數字硬盤錄像機：用于對視頻采集攝像機攝取的圖像內容進行高速分析與數據處理，并對比安全管理規則或用戶設定的條件給出報警或結果，同時，它也承擔著將圖像數據編碼、壓縮及錄制保存的功能。 

    智能跟蹤高速球：自動根據IVS的分析結果及系統設定，當智能視頻分析判別有違反安全規則（報警）時驅動高速球型攝像機迅速轉到事件區域，以提供給系統使用者近距離、高清晰觀察現場實際狀況的可能。 

    報警控制單元及報警探測器、警燈警號：對于極為重要的監視現場，工程設計時可能需要更多的（一種以上的）安全防護手段，即除了智能視頻分析以外還安裝有其它類型的報警探測設備，針對這種使用需求，BP-IVS系統還設計有報警控制單元，它不但為各類報警探測器的接入提供了可能，同時，還具備了將智能視頻分析報警或報警探測器給出的報警用來直接驅動警燈、警號的能力。 

    現場顯示設備：由于智能視頻分析系統具有消除多余無用信息而只將關鍵報警信息的能力，使得安全人員能夠通過設在巡邏現場的顯示設備直接獲得有用資訊，從而使他們根據真實情況、迅速采取最有效的措施。 

    智能分析實例 禁區分析（藍色區域）絆線分析（橙色線條）

    遠程監視控制中心服務器：受設備成本、系統穩定性影響及目前計算機的計算能力限制，單臺IVS系統的視頻采集分析路數一般為4路攝像機，當現場需要對更多的攝像機需要進行智能視頻分析時，需要選用多臺IVS（圖中Site.A~Site.N）來滿足使用需求，同時，考慮到采用IVS構建大規模智能監控系統的需求，BP-IVS系統還設計有遠程監視控制管理中心服務器，以便使系統管理人員能在異地對現場進行實時監控和根據語音提示處理突發事件。

    “沸點”BP-IVS智能分析監控系統說明： 

    “沸點”BP-IVS智能分析監控系統目前所采用的智能分析模塊包含了：禁區報警、絆線報警及遺棄物報警，更多的智能分析模塊，如：擁擠度分析（右圖所示）等也將陸續推出，各類智能分析模塊在通常情況下即可立即投入應用，對于具有特殊要求或環境情況極為復雜的現場，智能分析模塊需要根據監視現場的情況及客戶實際需求單獨定制。 

    1、禁區分析報警： 

    禁區分析報警是智能視頻分析系統的一個最重要典型應用，它類似于傳統的運動檢測，但又比原有的運動檢測具有更高可靠性和信任度，傳統的運動檢測只是在需要特別的關注區域劃定一個（或一些）矩形敏感區域，當該區域像素發生變化、并達到一定程度時觸發報警，這種檢測方式存在一些明顯的缺陷，1）敏感區域在光照或顏色突然變化時，極易發生誤報警；2）所設定的敏感區域內不能包含任何可運動或隨時變化的場景、物體，如閃爍的燈光、水面的波動、樹影的搖動等等，智能視頻分析的禁區報警不是簡單地根據像素亮度、顏色的變化而判斷是否異常，而是通過對可能出現的目標大小、形態、運動規律識別后才觸發報警，智能視頻分析系統可以準確地判斷、區別出人、車、船舶等目標的不同，僅針對需要關注的目標出現才給出提示，而排除樹影、水波的干擾，如：在道路上排除車輛的運動僅識別出道路中有人穿行的異常，因此，禁區分析報警可以應對復雜的環境，給出真實的違反安全規則的警報，此外，由于禁區的數量、形狀、大小、位置設置均可自由設定，不在是單一的矩形方塊，因此，更為對于防范目標區域的設置更為細致、精確。 

    2、絆線分析報警： 

    絆線分析是在視頻圖像中人為設定一條“警戒線”，主要用于對超越該警戒線的行為給出提示，這種提示也是可以根據不同目標來進行的，通常，警戒線的穿越方向是可以設定的，它可以是單向穿越報警或雙向穿越報警，所謂單向報警就是從一個方向穿越報警而另外一個方向穿越則不報警，它可以用于對各種只允許單向通過的區域進行設防，而雙向方式則用于那些不得進、出的設防區域或門口，目前，BP-IVS所具有的絆線方式為單向的，它可在設置菜單中進行設置方向，絆線的位置和長短均可自由調節。 

    BP-IVS系統實現的重要功能包括： 

    1.支持具有高度智能和靈活的視頻分析模塊嵌入，以實現更多的智能分析模式，為實際應用提供不間斷的內容提升。 

    2.具備通用數字硬盤錄像機（DVR）應有的一切功能，使其不僅是一臺高性能視頻分析設備，還是一臺具有高度集成性的數字硬盤錄像機。 

    3.根據計算機目前所具備的性能，以及性能價格比的考慮，BP-IVS采取的是四路攝像機+一路高速球的連接模式（4+1），4路固定安裝的攝像機用于監視現場并針對其做出視頻分析，1路全方位高速球型攝像機用于分別根據4臺固定攝像機給出的報警追蹤報警部位，獲取現場大幅面圖像。 

    4.4臺視頻智能分析攝像機用于采集原始圖像數據，并以CIF格式進行分析與圖像存儲，高速球型攝像機則采用D1（4CIF）格式顯示與存儲，以獲取滿意的高清晰度圖像。 

    5.報警追蹤高速球可設定最多64個預置位，可采取圖形方式與禁區報警或絆線報警位置相對應，具有多點報警巡回時間調整、以及報警結束自動歸位的功能。 

    6.BP-IVS可實現全天24小時不間斷錄像或報警啟動錄像，在采用智能分析觸發報警錄像時，報警錄像文件中可包括報警時刻前三分鐘的圖像，在連續產生報警時，報警錄像將持續到最后一次報警后的三分鐘結束。 

    7.具有與SPR8092-16報警控制單元聯用的能力，可在采用智能分析報警功能的同時再外接各類報警探測器。 

    8.鑒于BP-IVS具備兼容智能視頻分析報警與探測器觸發報警兩種報警運行機制，因此，由單一防區（該防區內裝有視頻分析采集攝像機和報警探測器）所觸發的報警（無論該防區以何種方式被觸發）均可實現“一對一”的報警輸出。 

    9.“一對一”的報警輸出可可分時段進行設定，即：在某些時段提供報警輸出，而某些時段沒有報警輸出，該輸出功能設計主要用于城鐵項目中現場警燈的控制，為防止干擾司機正常行駛，城鐵運行時段內不允許有警燈閃爍。 

    10.BP-IVS系統具備對報警時刻防區對應攝像機畫面的抓拍功能，由視頻分析所觸發的報警可在抓拍的照片中以“紅線”框出具體報警目標所在位置。 

    11.系統支持現場顯示設備，以供保安人員在巡邏現場及時確認報警地點及觀察事件實時狀況。 

    12.BP-IVS系統具有功能豐富的網絡管理能力，支持多臺IVS設備集中管理或遠程報警訪問，圖像依靠局域網傳輸，遠程網絡訪問采用CIF圖像格式。 

    13.集中管理中心可對各IVS所產生的報警類型（包括視頻智能分析報警和探測器報警）、報警區段、地理位置給出聲音提示，提示語音可由不同聲音文件予以區分，當多點同時（先后）報警時，報警提示聲音可輪換播報。 

    隨著視頻監控技術從模擬向數字系統、再由數字系統向智能分析系統的快速轉換，BP-IVS系統利用內容分析引擎和推論引擎軟件對視頻數據進行全面分析并依據所設定的安全規則實施告警，必將使單一的視頻壓縮、運動檢測、網絡傳輸、人工控制指揮中心這一傳統的模式提升為更為先進、全新的、革命性安全管理策略。