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中國安防展覽網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】機(jī)器視覺是一項綜合技術(shù)，包括圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)(圖像增強(qiáng)和分析算法、圖像卡、I/O卡等)。中國正成為世界機(jī)器視覺發(fā)展活躍的地區(qū)之一，其重要原因是中國已經(jīng)成為制造業(yè)的加工中心，高要求的零部件加工及其相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)線，使許多具有先進(jìn)水平的機(jī)器視覺系統(tǒng)和應(yīng)用經(jīng)驗也進(jìn)入了中國。2010年中國機(jī)器視覺市場迎來了爆發(fā)式增長。數(shù)據(jù)顯示當(dāng)年，中國機(jī)器視覺市場規(guī)模達(dá)到8.3億元，同比增長48.2%，其中智能相機(jī)、軟件、光源和板卡的增長幅度都達(dá)到了50%，工業(yè)相機(jī)和鏡頭也保持了40%以上的增幅，皆為2007年以來的高水平。安防行業(yè)，近年在人工智能技術(shù)的滲透下，在深度算法、智能芯片、業(yè)務(wù)技術(shù)架構(gòu)等產(chǎn)業(yè)鏈上的完善進(jìn)一步加快了安防智能分析技術(shù)的落地應(yīng)用。
機(jī)器視覺在安防行業(yè)應(yīng)用 離不開四項技術(shù)
一、機(jī)器視覺在安防領(lǐng)域的應(yīng)用
智能視覺分析技術(shù)是指計算機(jī)圖像視覺分析技術(shù)，計算機(jī)圖像視覺技術(shù)是人工智能(AI，Artificial Intelligent)研究的分支之一，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計算機(jī)能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。而視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻技術(shù)主要指的是“自動分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息”。
如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，智能視頻系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。智能視頻技術(shù)借助計算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，通過將場景中背景和目標(biāo)分離，進(jìn)而分析并追蹤在攝像機(jī)場景內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)，對視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析，過濾用戶不關(guān)心的信息，僅僅為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息。
智能視頻解決方案以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，用戶可以根據(jù)視頻內(nèi)容分析功能，通過在不同攝像機(jī)的場景中預(yù)設(shè)不同的報警規(guī)則，系統(tǒng)識別不同的物體，同時識別目標(biāo)行為是否符合這些規(guī)則，一旦目標(biāo)在場景中出現(xiàn)了違反預(yù)定義規(guī)則的行為，系統(tǒng)能夠以快和佳的方式發(fā)出警報并提供有用信息，從而能夠更加有效的協(xié)助安全人員處理危機(jī)，大限度的降低誤報和漏報現(xiàn)象，切實提高監(jiān)控區(qū)域的安全防范能力。
智能視覺分析技術(shù)在安防領(lǐng)域的重要作用是毋庸置疑的，具有廣泛的應(yīng)用前景，可以應(yīng)用在公安、司法、交通、教育、金融等主流行業(yè)應(yīng)用，比如十字路口、高速公路、停車場、飛機(jī)場等交通場景；比如軍事基地、銀行等軍事場景監(jiān)控、國家重要部門以及人們?nèi)粘Ｉ畹膱鏊槐热缣彀查T廣場、火車站等敏感的公共場合監(jiān)控，相關(guān)智能視覺分析產(chǎn)品也隨著技術(shù)的發(fā)展不斷地細(xì)化，比如人臉識別比對系統(tǒng)，公安機(jī)關(guān)搭建人臉識別比對系統(tǒng)，建立人臉捕捉數(shù)據(jù)庫，將人臉信息歸檔，并與個人身份建立關(guān)系，在實際運用過程中采用人臉?biāo)阉鳌⒑诿麊尾挤馈⒛吧俗R別等多項智能分析功能，大大提高視頻監(jiān)控的防范功效，可以讓*分子無可遁形。
由于和智能視覺分析相關(guān)的高清產(chǎn)品并未得到真正的普及，社會上的監(jiān)控布局點也并不完善，目前還只是針對某些行業(yè)進(jìn)行使用，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到全面普及，只有大批量的使用高清攝像機(jī)，增大捕獲到清晰、正面人臉的可能性，才能有更好的實戰(zhàn)效果。此外，還需要公安和企業(yè)加強(qiáng)合作，加大監(jiān)控點的部署密度。由于大量監(jiān)控點的部署會帶來海量視頻，需要重視智能視頻分析技術(shù)的應(yīng)用，合理利用技術(shù)，人機(jī)配合，發(fā)揮技術(shù)的長處，從而有效輔助偵辦人員。
二、智能視覺分析技術(shù)的發(fā)展
隨著高清探頭不斷投入，人們對于智能視覺分析技術(shù)產(chǎn)品化的需求越來越多，要求也越來越高，這給安防行業(yè)帶來了廣闊的思路，許多智能化新產(chǎn)品快速涌現(xiàn)：
1、雙目技術(shù)
雙目立體技術(shù)核心目的是提高識別的準(zhǔn)確率。由于立體視覺技術(shù)形成的視場中帶有物體的三維幾何信息，因此能夠有效的設(shè)定檢測規(guī)則，排除光線、影子等干擾因素，大幅提高智能分析的準(zhǔn)確度。如果說高清技術(shù)通過提升可用像素來提高分析的準(zhǔn)確率，是戰(zhàn)術(shù)性的舉措，那么雙目立體視覺技術(shù)對視頻分析準(zhǔn)確率的影響則是戰(zhàn)略性的。雙目立體視覺技術(shù)是基于視差原理，并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應(yīng)點間的位置偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法。采用雙相機(jī)或多相機(jī)，對視場內(nèi)空間的自由運動體的三維位置坐標(biāo)及姿態(tài)進(jìn)行高精度的測量，確定運動目標(biāo)的質(zhì)心位置，并根據(jù)標(biāo)定結(jié)果對運動目標(biāo)進(jìn)行高精度跟蹤。
立體視覺技術(shù)的跟蹤，由于能夠辨識目標(biāo)的三維坐標(biāo)、姿態(tài)、相對距離、與背景環(huán)境的空間距離，因此能適應(yīng)復(fù)雜的跟蹤背景環(huán)境。雙目技術(shù)應(yīng)用于人體屬性識別是人臉識別技術(shù)一次技術(shù)應(yīng)用的跨步，這對更準(zhǔn)確的定位和分析人的特征有著支援重要的作用。
2、多球機(jī)聯(lián)動跟蹤技術(shù)
多球機(jī)聯(lián)動跟蹤技術(shù)是以單球機(jī)智能跟蹤技術(shù)作為基礎(chǔ)的。從應(yīng)用的層面上看，能夠?qū)⑵胀ǖ母櫱驒C(jī)的單點式監(jiān)控，提升為系統(tǒng)內(nèi)對單個目標(biāo)的無縫式接力跟蹤，配合電子地圖的使用，能夠容易的實現(xiàn)對高安全等級區(qū)域的無縫式跟蹤，并實現(xiàn)目標(biāo)軌跡描繪、*行為預(yù)警等高等級的安保需求。多球機(jī)聯(lián)動跟蹤技術(shù)的實現(xiàn)，需要具備多目標(biāo)識別與跟蹤技術(shù)。在應(yīng)用中，通常設(shè)定一臺球機(jī)作為發(fā)起點，對廣域范圍內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行的智能行為分析，并將同時監(jiān)控的多個目標(biāo)按照既定的策略進(jìn)行排序，并按照先后順序，指揮智能跟蹤球機(jī)逐個跟蹤監(jiān)控目標(biāo)。與單目標(biāo)跟蹤相比，多目標(biāo)跟蹤技術(shù)的關(guān)鍵點是數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題，即建立一個統(tǒng)一的坐標(biāo)系，使得發(fā)起球機(jī)可以將目標(biāo)的坐標(biāo)信息傳遞給跟蹤球機(jī)，實現(xiàn)聯(lián)動跟蹤。
3、面向事后應(yīng)用的智能技術(shù)
隨著監(jiān)控探頭的普及，監(jiān)控系統(tǒng)中存有海量的錄像數(shù)據(jù)，在目前人工查看的模式下，傳統(tǒng)的方法需要從頭到尾順序播放，往往需要數(shù)倍于原始視頻的時間才能審看完成，因此需要大量人員連續(xù)加班數(shù)周進(jìn)行視頻的審看。為了規(guī)避遺漏和誤差，就要加大人力投入的方法。但是經(jīng)過實踐證明，這種方法吃力不討好，仍然解決不了根本的問題，如何有效、的應(yīng)用，減輕人工查看回放帶來的時效性差、成本高、疲勞問題，并在不同分辨率、不同清晰度的錄像中準(zhǔn)確的辨別出需要獲取的信息，基于以上需求，安防廠家研發(fā)了視頻摘要、視頻檢索等技術(shù)手段。
視頻摘要技術(shù)
將視頻摘要形成視頻片斷，不同時刻的目標(biāo)“穿越時空”同時展現(xiàn)播放，使24小時的視頻被制作成一個簡短到幾分鐘摘要視頻成為現(xiàn)實。視頻摘要不僅濃縮的是事件的精華，也是活動事件的全部，沒有價值的視頻將被剔除。通過多分格快照技術(shù)，可以在幾秒中看完所有的活動目標(biāo)成為可能，回溯原始視頻功能，瞬間鎖定目標(biāo)在原始視頻中的位置。這些智能視頻分析功能的實現(xiàn)和應(yīng)用將大大提高海量視頻監(jiān)控錄像分析的效率。
視頻檢索技術(shù)
視頻檢索主要是依賴于視頻算法對視頻進(jìn)行預(yù)處理，通過對視頻內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，提取出視頻內(nèi)容中的有效信息，進(jìn)行標(biāo)記或者相關(guān)處理后，人后可以通過各種屬性描述進(jìn)行快速檢索。因此視頻檢索主要的是利用視頻檢測算法對視頻進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述，目前已經(jīng)在相應(yīng)的產(chǎn)品中得到應(yīng)用的算法主要有以下幾種：行為分析算法、車牌識別算法、車輛顏色識別算法、車標(biāo)識別算法、車型識別算法、人臉檢測識別算法、人體特征識別算法等。其中人體特征識別又包括人的年齡、性別、身高、衣服顏色、是否戴眼鏡等特征信息的識別。在視頻檢索中已經(jīng)得到比較成熟應(yīng)用的算法技術(shù)是行為分析算法、車牌識別算法、車輛顏色識別算法、人臉檢測識別算法等。由于監(jiān)控探頭的布置也會有盲點等原因，當(dāng)雙目技術(shù)和多球機(jī)跟蹤技術(shù)無法每時每刻準(zhǔn)確的撲捉到*的軌跡信息的時候，可以通過校園內(nèi)遍布的探頭錄像進(jìn)行事后檢索分析，找到相關(guān)線索，幫助刑偵人員及時快速的定位*。
4、視頻拼接技術(shù)
視頻拼接系統(tǒng)是基于圖像拼接技術(shù)得以實現(xiàn)的，而圖像拼接技術(shù)是根據(jù)實際的科研和工程的需要而發(fā)展來的。在很多領(lǐng)域經(jīng)常會用到超過人眼視角的高分辨率圖像，而普通相機(jī)或攝像機(jī)的視角往往不能滿足需要，例如由于距離的限制，某些超大尺寸的物體無法清晰的用視頻拍攝下來。
目前來說，許多大型應(yīng)用場景都需要高清晰高覆蓋的拍攝，比如機(jī)場跑道、碼頭等，一個攝像機(jī)無法真正清晰的展示這些大型應(yīng)用場景的全貌，無法給出一種用戶滿意的高清視頻，更無法對視頻中的事物進(jìn)行高清分析，由此而帶來的就是高投入和多畫面展示，不僅僅視覺效果不好，也不能大程度的滿足用戶的高清大畫面的需求。基于以上需求，圖像拼接技術(shù)解決了這一難題，該技術(shù)將來自不同視角的圖像拼接在一起得到高分辨率圖像，解決了用戶大場景高清晰監(jiān)控的迫切需求，用戶可以在一幅視頻圖像上瀏覽高清晰畫面。
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