视频监控技术的发展趋势

李国超，1986-男，河南省新乡市，硕士，研究方向嵌入式系统视频监控技术的发展趋势摘要：文章评述了目前视频监控技术的发展现状，现有视频监控系统存在的缺点以及今后视频监控系统的发展趋势。新一代视频监控技术-智能视频监控技术弥补了现有数字视频监控系统的缺陷，赋予监控系统观察分析场景内容的能力，变被动监控为主动监视，将一般监控系统的事后分析变成事中分析和预警，提高操作人员的辨别视频效率，具有巨大的应用潜力。进入全数字化、网络化、智能化是视频监控的发展趋势。关键词：视频监控技术数字化网络化智能化视频监控技术在安全领域发挥着重要作用，以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于城市交通、民用安全等各个领域，特别是重要安全部门或重大事件中，如广州亚运会、上海世博会等安防监控中。二十一世纪以来，世界恶性突发事件以及恐怖主义袭击和破坏也日趋增多，无论在范围、规模、频率，还是在技术、手段、危害性等方面，都达到了极为严重的程度，具有突发性、复杂性，事先征兆少、难以预测等特征。因此，作为安防系统的重要组成部分，视频监控技术日益受到关注和重视，世界各国政府已经将智能化视频监控技术的研究上升到战略高度，从政策、法律、经济等多方面进行了巨大的投入。随着现代科学技术的发展特别是网络宽带、计算机处理能力、存储容量的迅速提高以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控技术也有长足的发展，视频监控进入了全数字化、网络化、智能化的时代。一、视频监控技术的发展视频监控是实施安全监控的重要技术手段，涉及信号与视频处理、通信和计算机视觉等多个学科的研究领域。视频通信、处理和理解是视频监测技术的三大核心技术。视频监控技术经历了三代：第一代模拟系统（VCR）；第二代部分数字化的系统（DVR/NVR）；第三代完全数字化的系统（网络摄像机和视频服务器）。这些都是物理存储介质和信息传输模式带来的技术演变。第一代模拟系统基于模拟摄像机及模拟录像机的模拟视频监控系统，以模拟方式传输、存储视频数据。特点是容易实现，但图像存储时间短、图像质量差、查询速度慢并且录像机的维护费用高，目前逐步退出市场；第二代数字化系统基于模拟摄像机及数字硬盘录像机的视频监控系统，目前正在投入市场替换第一代视频监控系统，仍然采用模拟信号传输，但距离短、所需信道宽，并没有解决图像的传输瓶颈问题；第三代数字化系统基于网络摄像机或视频服务器的全数字视频监控系统，通过网络传输压缩后的视频数据。数字化系统解决视频的传输瓶颈问题，目前该系统己经在远距离监控领域得到应用。上述三代系统基本主要功能是视频数据记录，仅具有简单的运动检测和报警功能，并不具备目标识别、行为理解、事件识别等能力，而真正要起到安全防范作用则需要专业人员进行实时观察、分析图像，从而得到场景的安全性评价，因此上述三种视频监控系统都属于非智能的视频监控系统。时刻担心错过重要的目标或事件是监控系统面临的突出问题。尽管成像设备、视频压缩、通信以及数据存储等方面的技术发展迅速并且日趋成熟，但传统的监控系统是被动工作的，它并不能识别威胁是否存在，视频内容的分析和理解工作仍然主要依靠监控者的判断。这使得视频分析技术的滞后已严重阻碍了视频检测系统的发展与应用，导致现有视频检测系统只能完成时间的纪录，为事后分析提供证据，难以实现实时的视频事件检测、分析和报警。随着社会经济的发展与进步，用户对视频监控系统提出了更高要求，比如全天二十四小时的实时监控，随时随地浏览监控视频，在终端看到流畅、清晰的画面等。这就使得系统必须真正的向网络化、数字化、智能化发展。二、智能视频监控技术新一代视频监控管理系统与前几代的根本区别在于，不再局限于简单地完成对视频信号的处理、传输、控制，其核心在于为基于IP网络的多媒体信息（视频、音频、数据）提供一个综合、完备的管理控制平台。网络多媒体监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，并将报警系统、门禁系统整合到一个使用平台上。它引发了视频监控行业的一次技术革命，迅速受到了安防行业和用户的关注。目前，网络多媒体监控管理系统已广泛用于多媒体视讯调度指挥、网络视频监控和会议、多媒体网上直播、网络教学、远程医疗等各个方面。网络多媒体监控系统李国超，1986-男，河南省新乡市，硕士，研究方向嵌入式系统由网络多媒体监控管理平台和前端信息采集设备组成，其核心是网络多媒体监控管理平台。该平台集计算机网络、通信、视频处理、流媒体和自动化技术于一身，是视频、音频、数据和图示一体化的解决方案，兼具网络视频监控、视频会议、视频直播等功能，具有超大规模组网能力，是构建于LAN/Internet网络之上、支持多种传输方式的综合多媒体业务管理平台，其应用已远远超出监控本身所涵盖的内容。网络多媒体监控系统的特点此前的视频监控系统虽然实现了从模拟到数字直至支持IP网络的传输，但前端设备功能单一，管理系统相对简单，已难以完成目前监控网络的不断扩大及日益复杂的功能需求，网络多媒体监控管理系统由此应运而生，其特点主要体现在多媒体应用中的数字化、网络化、智能化、系统化及超大规模组网能力。数字化根本上改变了模拟视频监控系统从信息采集、数据处理、传输到系统控制方式和结构形式。数字化最主要的优点在于视频流编解码和数字传输。高性能的视频压缩技术为视频监控提供了高质量、高压缩比的视频，提高了视频传输效率，降低对带宽要求，减小视频存储空间。智能化从上世纪90年代中期开始，卡耐基梅隆大学(CMU)和麻省理工学院(MIT)的视觉监控重大项目VSAM(VisualSurveil-lanceandMonitoring)以及其它科研机构的研究成果，推动了智能视频监控系统的发展。智能视频监控改变了传统视频监控的被动接收感受模式，可以主动地对监控现场的视频进行分析，有效的解决在海量的视频数据中快速搜索到目标的图像，并将安防操作人员从繁杂而枯燥的盯屏幕任务中解放出来。智能视频监控的核心内容是对特定目标的自动检测、跟踪与行为识别，包括运动检测、目标分类、目标跟踪、行为识别等4个方面内容。例如对人体的跟踪：首先从实时图像序列(即视频)中检测出运动物体，再判定运动物体中的人体，然后跟踪人体的运动轨迹，并分析和选定有异常行为的人，如在车站，机场等遗留包裹的人，最后对行为异常的人进行持续跟踪。因此，智能视频监控技术是对现代安防最具革命性的和实用意义的，它意味着告别存在严重安全隐患的监控模式。三、当前国内智能视频监控技术存在的问题智能视频监控技术在国内还属于极具挑战性的研究领域，中国目前没有真正具有自己品牌的智能视频监控产品，产品研发和市场推广存在明显的缺陷。1、缺乏自主知识产权。目前中国市场上的智能视频监控产品，基本上来源于美国、欧洲和以色列等国。绝大部分产品售价高、性能可靠性也不够。国外厂商控制了核心技术，维护、安装都需要外方全方位参加，这给我们的国家安全带来了巨大的隐患。这也就造成了金盾工程等大型的社会公共安全项目中无法安全使用。2、国内大多数生产和推广企业的处在非智能范畴。智能视频监控还停留在网络视频监控（IP监控、数字化监控）的概念上，不具备智能化视频监控的内涵。随着技术的不断进步，视频监控技术的应用领域也可以进一步的扩展。山洪灾害频发，如果能基于视频监控等技术建立起一套较为完善的山洪预警系统，则可以把灾害带来的灾难最小化，降低灾害带来的国民经济损失。总之，智能化是视频监控发展的必然趋势，作为一个富有挑战性的新的研究方向无论对于安防事业，或国内的研究机构和视频监控产业，都具有重要的理论研究意义和实用价值，要真正实现监控技术的智能化还需要大量的工作。