主頁（http://www.by236.com）：圖像內(nèi)容分析——安防系統(tǒng)智能化的突破口(2) 圖像內(nèi)容分析 圖像具有極大的信息量，它同時(shí)具有空間分辨和時(shí)間分辨的能力，但真正把這些信息提取和挖掘出來是復(fù)雜和困難的。前面講了圖像系統(tǒng)智能化的主要標(biāo)志之一是：系統(tǒng)從目視解釋（視讀）走向機(jī)器解釋（機(jī)讀）。它意味著：視頻監(jiān)控將改變系統(tǒng)對圖像信息不作任何處理的現(xiàn)狀，處理就是對圖像信息自動的解讀，是理解（understanding）圖像，這就是圖像內(nèi)容分析（video understanding）的含義所在。現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了一些IV（intelligent video）產(chǎn)品，都是對圖像內(nèi)容進(jìn)行基本的分析，如目標(biāo)的分離、分類、統(tǒng)計(jì)，簡單背景下單目標(biāo)的行為分析和跟蹤。研究機(jī)構(gòu)則把它作為重要的課題，開展深入的研究，國家“十一五”科技攻關(guān)就列入了相關(guān)的課題。根據(jù)安全的需求，智能監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展過程或圖像內(nèi)容分析技術(shù)的研究可分為以下幾個(gè)階段： 1、將（運(yùn)動）目標(biāo)從視頻圖像中分離出來。這是體現(xiàn)圖像技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測的前題。傳統(tǒng)的視頻（運(yùn)動）探測其實(shí)是亮度探測，并沒有發(fā)揮圖像技術(shù)的特點(diǎn)。確定圖像中是否有探測目標(biāo)（人、物等），并將目標(biāo)從背景圖像中分離出來是圖像內(nèi)容分析的首要任務(wù)，進(jìn)而對目標(biāo)分類、統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)。判斷圖像中有無目標(biāo)、目標(biāo)的復(fù)合或離散等也是圖像過濾的基礎(chǔ)。 2、對目標(biāo)進(jìn)行行為分析，判定其運(yùn)動的方向、方式，并能發(fā)現(xiàn)和告警異常的行為；產(chǎn)生目標(biāo)的運(yùn)動軌跡，并能進(jìn)行目標(biāo)的自動跟蹤。實(shí)現(xiàn)運(yùn)動目標(biāo)的跟蹤是很難的事，它要求系統(tǒng)能分析、預(yù)測目標(biāo)的運(yùn)動軌跡,并能實(shí)時(shí)地作出修正。同時(shí)，由于運(yùn)動過程與伺服機(jī)構(gòu)間傳遞函數(shù)的非線性，伺服系統(tǒng)也是很復(fù)雜的。 3、在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的分離、行為分析和運(yùn)動跟蹤，特別是實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的跟蹤。 上述兩點(diǎn)目前已有產(chǎn)品和應(yīng)用，但基本上在簡單環(huán)境下，針對少數(shù)目標(biāo)的情況。在復(fù)雜環(huán)境（既通常的視頻監(jiān)控環(huán)境）下實(shí)現(xiàn)這些功能，是圖像內(nèi)容分析技術(shù)具有真正應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵。同時(shí)、解決多個(gè)圖像的綜合分析，圖像間目標(biāo)的關(guān)聯(lián)，目標(biāo)跟蹤的連續(xù)。這都是市場迫切需要，目前還沒有解決的問題。 4、實(shí)現(xiàn)視頻語義的解析，圖像內(nèi)容分析的最高層次。通過對一個(gè)圖像序列作出分析，得出其包含的真實(shí)信息，可以與話音的語義解析（已有了初步的成果）結(jié)合起來，逐步實(shí)現(xiàn)視頻語義的解析，如通過對大量的、多渠道的圖像資料的分析，得出社會對某一事件的反映程度；分析和統(tǒng)計(jì)某類事件發(fā)生，發(fā)展的規(guī)律（概率及時(shí)間、地域分布等）。能夠進(jìn)行這樣分析，表明機(jī)器具有了與人一樣的理解圖像的能力，但具有人所不能達(dá)到的效率。 這個(gè)過程是逐步發(fā)展、與時(shí)俱進(jìn)的，沒有終極的結(jié)果。實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控的目標(biāo)，要經(jīng)過不斷的技術(shù)積累，特別是核心技術(shù)的突破，它需要一個(gè)過程，不可能一蹴而就，認(rèn)為監(jiān)控技術(shù)智能化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)是不確切的。 智能監(jiān)控的突破口 1、驗(yàn)證：是把當(dāng)事人的身份與正在發(fā)生的行為聯(lián)系在一起，確認(rèn)其合法性。這是安全防范系統(tǒng)的典型應(yīng)用，把人的生物特征視作一把鑰匙或一張卡。 驗(yàn)證系統(tǒng)因可對特征的輸入加以更多的控制，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性好，也相對成熟，已廣泛地應(yīng)用于出入管理系統(tǒng)中。它的基本工作方式是把特征輸入裝置讀取的特征與系統(tǒng)存貯的有限量的特征樣本（這些樣本代表了一定的授權(quán)）進(jìn)行比對，來確定請求合法性。通常系統(tǒng)的存貯樣本的數(shù)量不是很多，現(xiàn)場特征輸入的條件又可以加以控制，所以，系統(tǒng)的識別率很高（誤識率和誤拒率很低）。由于生物特征來自人自身，不需要進(jìn)行同一認(rèn)證，具有極高的安全性，因此、適用于高安全性要求的場所，如貴重物品的庫房、重要活動或要人訪客的出入管理。 2、識別：對輸入特征與存貯在數(shù)據(jù)庫中的大量的參考進(jìn)行比對，來確定目標(biāo)的身份。這樣的系統(tǒng)首先要建立一個(gè)海量的基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫，如各城市人口的指紋庫等。對于人臉等生物特征，要求輸入的環(huán)境與建庫的環(huán)境具有足夠的相關(guān)性，以保證輸入特征與樣本特征的可比性。所以，建立一個(gè)稍加控制的環(huán)境，以排除或限制影響特征采集不真實(shí)（失真、不完整、偽裝）的各種因素是系統(tǒng)應(yīng)用的必要條件。如邊防檢查系統(tǒng)設(shè)立專門的人員通道來采集出入境人員的面部特征；機(jī)場安檢信息系統(tǒng)在驗(yàn)征臺處攝取旅客的面部圖像。 兩者都是對個(gè)體身份的認(rèn)證，都要求有一個(gè)限定的工作環(huán)境，這一點(diǎn)通常的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是做不到的，而且，它們的工作目標(biāo)也不是對人體的身份認(rèn)證。所以，必須在驗(yàn)證與識別之間選擇新的切入點(diǎn)。 圖像內(nèi)容分析成為智能監(jiān)控的突破口就在于：它是在通常的視頻監(jiān)控的環(huán)境下（如3111工程所建的系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)上述的功能。它對現(xiàn)行系統(tǒng)是錦上添花的方式，不影響現(xiàn)行系統(tǒng)的運(yùn)行和使用，逐步完善、增加系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)安防系統(tǒng)的智能化。更重要的是，它不僅是提取圖像的表面信息（生物特征），而是挖掘并表述圖像承載的深層信息，通過對圖像序列的分析和多源圖像的綜合得出預(yù)測性、趨勢性的判斷。而在技術(shù)上正是數(shù)字視頻與特征識別安全防范兩大箭頭技術(shù)的交匯點(diǎn)。 安全科技是圍繞打、防兩個(gè)方面展開的，基礎(chǔ)都是獲得信息。事發(fā)后的信息是證據(jù)；事發(fā)前的信息是情報(bào)，具有預(yù)警的價(jià)值。視頻監(jiān)控技術(shù)要加強(qiáng)后者的研究，就是智能化的方向。技術(shù)的發(fā)展是循序漸進(jìn)的，不會在一夜之間出現(xiàn)革命性的變化。但一個(gè)重大的事件帶來的機(jī)遇、產(chǎn)生的推動力將會極大地激勵(lì)和催化技術(shù)的進(jìn)步。視頻監(jiān)控技術(shù)正處于這樣的時(shí)期，我們應(yīng)該抓住機(jī)遇，追求技術(shù)創(chuàng)新、把視頻監(jiān)控技術(shù)提高到一個(gè)嶄新的階段。
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