第一章  智能视频分析解决方案

 

一、行业概述

 

特殊的场所，保安系统处于一个最为重要的位置，而视频监控则是其中最为重要的环节。国内监所现多采用模拟闭路电视监控系统或普通数字监控系统。这种系统存在的最大弊端就是完全依赖于人工监控的主动性。据有关数据分析，15分钟后监控人员可能错过最多高达95%的画面。试想一下，人的监控力度是有限的，而突发事件的发生是不可预见的，仅靠人为7*24小时的监控是难以保证事件是否存在疏漏的。目前的数字录像机能录制并保存数月的监控资料，但一旦事件发生时，他却无法做出即时判断，最终让数字录像机成为一个事后取证的工具。

 

监所的安全防范，即是否发生罪犯脱逃等各类影响监狱安全稳定的事故，给社会的稳定、国家的安宁带来了极其不利的负面影响。特别是在“构建和谐社会”的大环境下，构建好监狱的安全防范体系就显得格外重要。因此，在公安、司法部门，针对监所管理工作上，“向智能视频分析要警力”已经成为一种趋势。

 

传统视频监控和智能视频监控的特性对比表

 

对比	智能视频监控	传统视频监控
监控持续性	通过视频分析技术分析每路视频，保安不需要一直紧盯屏幕，只需要在系统告警时进行确认即可。避免了因长时间观看屏幕疲劳而降低注意力，提高了保安实际监控的效果，真正做到7×24全天候监控。	需要连续长时间盯着屏幕，容易导致保安眼睛疲劳、注意力下降。无法达到真正意义上的7×24监控效果。
监控有效性	所有监视屏幕均由智能视频分析系统进行实时分析，保安只需要对产生告警的摄像机进行确认和处理即可。这样实际有效监控范围可以提高数十倍，大大提高了监控效率。	人眼观察范围实际上有效视角只有20°~30°，无法同时紧盯多个屏幕；而人脑也无法同时处理多个监控屏幕的画面。因此，保安面临大型屏幕墙时无法有效监控。
监控准确性	智能视频分析可以识别出人眼无法分辨的细微变化，例如在遥远距离、光线不足、低对比度、环境伪装等等情况下的入侵行为和威胁。	人眼视觉灵敏度有限，在监控距离遥远、光线不足等监控环境下，人眼无法察觉监控屏幕上的细微变化。
监控传输通道有效利用率	对视频图像中海量的数据进行高速分析，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。只在监控到威胁的时候才占用带宽，在同等带宽条件下可以容纳更多路监控。	无论是否有事情发生，都必须将画面传到监控室的屏幕上，无畏地消耗传输线路的带宽，尤其不利于大型监控系统。
监控录像管理效率	只对用户指定的入侵行为或威胁事件前后过程进行录像，在同等条件下可以存储更长时间的录像	无论是否有事情发生，都必须对监控画面进行录像，极大地浪费存储空间导致回放翻看录像时浪费时间。

 

二、视频分析工作原理、过程

 

（一）视频分析的工作原理

 

智能视频（IV，IntelligentVideo）技术源自计算机视觉（CV，ComputerVision）与人工智能（AI，ArtificialIntelligent）的研究，其发展目标在于将图像与事件描述之间建立一种映射关系，使计算机从纷繁的视频图像中分辩、识别出关键目标物体，这一研究应用于安防视频监控系统、将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键有用信息，从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼睛，也使“智能视频分析”计算机成为人的大脑，并具有更为“聪明”的学习思考方式。这一根本性的改变，可极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力，使监控系统具有更高的智能化，大幅度降低资源与人员配置，同时，必将全面提升安全防范工作的效率。因此，智能视频监控（IVS）不仅仅是一种图像数字化监控分析技术，而是代表着一种更为高端的数字视频网络监控应用。

 

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,又称相邻贞差法，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贞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。

 

(二)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。

 

（三）视频分析在监所的常见功能

 

公共区域内视频分析使用

 

3.1看守所周界监控，防止外逃翻越

看守所围墙，是看守所安保最重要的生命线，通过视频分析技术，对进入内墙或者翻墙行为，只要出现就必须要捕捉并发现到，由于围墙上部署的摄像机数量较多，而且外界环境变幻复杂，对视频分析准确率要求非常之高。

使用场景：看守所内外围墙、周界

 

3.2楼层楼道门口

 

看守所日常管理中，重点区域在晚上7:00-凌晨6:00左右，全面封闭，人员不能自由行动，按照管理走道和走廊、主干道，是没有人员或者车辆出现，这个时间段如果有人或车辆出现，不管是干警还是其他人员，都需要被监控干警发现，并作出判断和相应处理。通过智能视觉分析技术，可以准确捕捉到这种异常行为。

使用场景：楼梯间、走道、主干道

 

3.3公用卫生间区域超长时间（3分钟以上）人员滞留 （布防：22点-6点）

 

看守所内部，一些区域，例如卫生间、储物室或其他敏感地点，有人超时间逗留、徘徊，智能视觉分析系统通过时间判定和人员或者车辆识别，可以准确区分简单经过或者长时滞留的人或者车辆，并将超时滞留、徘徊的人员和车辆的图片和视频截出，并产生报警信号提醒值班干警予以关注。

使用场景：卫生间

 

监舍内视频分析使用：

 

3.4监舍内警戒区域分析报警（布防时间：22点-6点）

 

有人在这个时间段内，如果靠近窗台或者大门处，系统自动报警并将该路视频显示在值班室的大屏上。

 

3.5重点人员夜间起床提醒报警  （布防时间：22点-6点）

 

在监舍或者任意敏感区域，如果重点人员下床，系统将自动给予值班人员报警提醒。

使用场景：监房