智能视频分析系统简介

智能视频分析系统简介

2015年8月10日

目录

智能视频分析系统简介 .................................................................................................................................. 1 引言： ......................................................................................................................................................... 2 一、 二、

2.1 2.2 三、

3.1 3.2 四、

4.1 4.2 4.3 五、

系统概述 ......................................................................................................................................... 2 技术原理 ......................................................................................................................................... 2 视频分析方法 ............................................................................................................................... 3 视频分析过程 ............................................................................................................................... 3 系统架构 ......................................................................................................................................... 4 逻辑结构 ...................................................................................................................................... 4 物理架构 ...................................................................................................................................... 5 系统优势 ......................................................................................................................................... 5 算法先进、稳定、抗干扰能力强 ..................................................................................................... 6 灵活制定监控策略 ......................................................................................................................... 6 7×24全天候可靠监控 .................................................................................................................... 6 应用案例 ......................................................................................................................................... 6

1

引言：

智能视频分析系统是一种涉及图像处理、模式识别、人工智能等多个领域的智能视频分析产品。它能够对视频区域内出现的警戒区警戒线闯入、物品遗留或丢失、逆行、人群密度异常等异常情况进行分析，及时发出告警信息。

一、 系统概述

随着计算机和网络技术的发展，视频监控系统逐渐由模拟时代过渡到数字时代：包括视频监控信号的数字化采集、压缩、传输、存储等都实现了数字，但是智能化程度还很低。近几年，随着计算机性能的不断提高，利用计算视觉技术对监控系统中的视频信息进行分析，从而使视频监控系统向智能化方向发展成为主流趋势。

智能视频分析系统能够对视频区域内出现的运动目标自动识别出目标类型并跟踪，对目标进行标记并画出目标运动轨迹，能够同时监测同一场景里多个目标，可以根据防范目标的特点进行灵活设置；它能够适应不同的环境变化，包括光照、四季、昼夜、晴雨等，并能够很好地抗摄像头抖动。其改变了以往视频“被动”监控的状态，不仅仅局限于提供视频画面，而且能主动对视频信息进行智能分析，识别和区分物体，可自定义事件类型，一旦发现异常情况或者突发事件能及时的发出警报，其在安防领域的应用必然有助于克服了人力疲惫的局限性，从而更加有效地协助安全人员处理突发事件。

二、 技术原理

2

2.1 视频分析方法

主要有两类：一类是背景减除方法。是利用当前图象和背景图象的差分（SAD）来检测出运动区域的一种方法。可以提供比较完整的运动目标特征数据。精确度和灵敏度比较高，具有良好的性能表现。背景的建模是背景减除法的技术关键。一般采用在系统设置时期设置系统自适应学习时间来建模，根据背景实际 ”热闹程度“ 选取3－5分钟的学习时间。一般系统建模完成后，随着时间的变化，背景会有一些改变，系统具有”背景维护“能力，即可以将一些后来融入背景的图象，如云等自动加为背景。

另一类是时间差分方法，时间差分个人认为就是高级的VMD,又称相邻帧差法，就是利用视频图象特征，从连续得到的视频流中提取所需要的动态目标信息。时间差分方实质就是利用相邻帧图象相减来提取前景目标移动的信息。此方法不能完全提取所有相关特征象素点，在运动实体内部可能产生空洞，智能检测出目标的边缘。

2.2 视频分析过程

视频分析的过程（背景减除方法）：首先系统进行背景学习，学习时间根据背景热闹程度有所不同，期间系统自动建立背景模型。之后系统进入“分析“状态，如果前景出现移动物体，并在设置的范围区域内且目标物体大小满足设置，系统将会把该目标进行提取并跟踪，并根据预先的算法（入侵、遗留、盗窃等）触发报警。（期间如果背景出现雨雪，中云，波浪，摄像机抖动，摇摆的柳树等，系统将启动预处理功能，来过滤掉这些动态背景）。在触发报警之前，系统具有目标识别的功能，即将提取的目标与已经建立的模型进行比对，并选择最佳的匹配。

3

三、 系统架构

3.1 逻辑结构

智能视频分析系统的逻辑结构主要包括：

1) 机。

视频采集：由摄像机进行视频采集，摄像机可以是模拟摄像机、数字、网络摄像

2) 智能视频分析：这是智能视频监控的核心，主要实现目标检测与跟踪、目标行为

识别，当检测出违反规则的行为时自动报警。

3) 监控端：由高性能的PC机实现。主要包括2部分功能，一是报警规则设置，对

智能视频分析模块需要用到的报警规则进行设置；二是报警信息处理，接收智能视频分析模块的报警信息，通过智能视频报警处理软件实现报警信息的处理。

4

3.2 物理架构

智能视频分析系统的物理架构主要有两种方式，一种是基于采用前端采集设备的方式；另外一种是基于后端服务器方式。前端视频分析顾名思义就是将智能视频分析算法集成在前端摄像机中，一台摄像机就可以实现智能分析。基于后端服务器的智能视频分析是指将智能算法软件安装在服务器中，前端普通摄像机的视频传入服务器，服务器对视频流进行图像分析和处理。

两种位置部署的智能视频分析各有千秋，但是采用后端服务器方式相对优于前端采集设备的方式。主要表现在一下几点：

1) 在部署智能摄像机以取代传统模拟摄像机之时，会涉及到大量的资金投入，而在

后端服务器进行智能化升级则更具优势。

2) 安装运维中，前端部署的方式对于网络带宽和网络管理提出了较高的要求，并且

很有可能产生一些列问题。

3) 以现有的技术发展速度，智能摄像机在几年之内很快会被新出现的设备所取代。

而升级后端服务器比升级成百上千的网络摄像机要简单很多。

4) 智能摄像机为了节省带宽往往会忽略不重要的视频，而这样做很容易导致一些潜

在的重要的视频信息的丢失，虽然是实时监控，却不能保证百分百的监控效果，是不可取的。

四、 系统优势

5

4.1 算法先进、稳定、抗干扰能力强

智能分析主要特征是采用计算机视觉的方法，在几乎不需要人为干预的情况下，通过对摄像机拍录的图像序列尽享定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，从而做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时作出反应。主要优势有:群体行为分析、入侵检测和运动目标跟踪、有效扩展视频资源的用途、滞留物和搬移报警、对摄像机保护、降低人力成本。

4.2 灵活制定监控策略

可根据用户指定的区域、时间、物体大小、运动速度、方向、行为特征等特性灵活制定不同的报警条件，有针对性地进行报警。例如：只对逼近警戒区的人员或车辆进行报警，对其他正常通过的人员、车辆只监控但不报警。

4.3 7×24全天候可靠监控

智能视频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，它通过嵌入在前端设备（网络摄像机或视频服务器）中的智能视频模块对所监控的画面进行分析，并采用智能算法与用户定义的安全模型进行对比，一旦发现安全威胁立刻向监控中心报警。

五、 应用案例

6