物联基础概论 8

物联网技术导论(第三版)视频监控物联网视频监控与物联网视频监控关键技术视频监控技术发展现状与趋势分析2视频监控与物联网视频监控是物联网的重要组成部分：物联网世界中，所有感知设备相连，形成多触角的感知网，这就需要我们的感知设备不仅仅能“感觉”还要能“辨别”和“分析”，将辨别分析后的信息传输给后端运用中心以备决策。所以说，近来很多行业巨头都将研究的重点转向了视频的智能识别技术上。而视频监控作为原有安防产业最重要领域之一，其现有技术已为“视频感知”这一物联网最主要的技术.3视频监控与物联网视频监控物联网的示意图视频监控与物联网视频监控系统作为面向城市公共安全综合管理的物联网应用中智慧安防和智慧交通的重要组成部分，面临着深度应用的巨大挑战。其应用的瓶颈是视频信息如何高效提取，如何同其他信息系统进行标准数据交换、互联互通及语义互操作。物联网通过感知和网络互联，最终走向全面的数据应用。那么数据就变成了主题，数据和智能化是密切相关的，对数据的计算和应用越深，智能化的程度就会越高，为用户带来的直接感受也最强烈。物联网技术在社会公共安全领域的综合应用时机已逐渐成熟。作为物联网技术的重要组成部分，视频监控技术已成为感知安防的主要手段。视频监控与物联网基于物联网的智能安防应用目前智能安防主要还是局部的智能、局部的共享和局部的特征感应。正是因为现在的局部性，才为物联网技术在智能安防领域提供了一个施展的空间。数据采集是智能安防和物联网最基本的工作，如何在物物相连坏境下使采集的数据具备智能感知是现在安防领域的热门话题。具体如何深入应用还需要时间，但可以肯定的是，我们现在很多智能安防应用并不在物联网范畴以内。视频监控与物联网典型基于局域网的视频监控系统结构与应用模式视频监控关键技术视频信号压缩编码技术数字化的视频监控，离不开视频信号的压缩编码，目前，应用于视频监控的视频编码标准主要有H.263、MPEG-1/2、MPEG-4、H.264等。其中，由于H.264的高压缩性能，是主流的数字视频监控标准。由ITU-T或ISO/IEC标准化组织制定的视频压缩编码标准是一个规范了压缩码流数据结构的开放式标准，可以提供给研究和开发者更多关键技术的创新空间。8视频监控关键技术9视频信号压缩编码技术消除空间相关性的变换编码技术、帧内预测编码技术，消除时间相关性的帧间预测编码技术都被应用在这些标准中。在变换编码技术中采用离散余弦变换DCT技术，静止图像的压缩编码标准如JPEG2000，Motion-JPEG则改为以小波变换为主的分级视频编码技术。此外，H.264标准中采用帧内预测技术，更小块整数变换技术等。通过运动估计的帧间预测编码技术消除了时间冗余，前向、后向和双向预测技术解决了运动对象移动引起的遮挡、覆盖等问题，进一步提高压缩包。视频监控关键技术10视频信号压缩编码技术由于高清视频信号具有比D1格式高达多倍的数据量，具有更高压缩性能的视频编码标准H.265被提上议事日程，多项关键技术和算法如离散小波变换DWT、自适应环路滤波ALF、扩展的宏块尺寸EMS、自适应量化矩阵选择AQMS等将被应用在H.265中。可以相信，H.265将会是继H.264之后又一项在视频监控领域得到广泛关注的标准。视频监控关键技术智能视频行为分析技术智能视频行为分析是在智能视频监控系统中最为核心的关键技术，其研究目标是利用计算机视觉技术、图像视频处理技术和人工智能技术对监控视频的内容对象进行描述、分析和理解，并根据理解的结果对视频监控系统进行控制，从而使视频监控系统达到具有较高层次的智能化水平。视频监控关键技术智能视频行为分析技术

智能视频行为分析的研究内容涉及到视频监控对象的多种不同行为。如目标检测和分类、目标动态跟踪、目标识别和理解、统计计数，另外还包括非法入侵、人物分离、逗留游荡、群体定向移动等异常行为。视频监控关键技术目标检测和分类：将输入的视频图像中变化剧烈的区域或者人们感兴趣的区域从图像背景中分离出来，是智能视频行为分析的基础，其检测的效果直接决定整个智能视频监控系统的性能。目标检测的算法主要包括光流法、相邻帧差法和背景差等诸多方法。进一步按照检测目标的空间特征和时间特征值值如目标轮廓、目标尺寸、目标纹理、运动速度等信息进行分类。13视频监控关键技术目标识别和理解：这是智能视频行为分析的较高阶段，如人脸识别，车辆识别，特定对象的识别等，识别是视频内容理解的基础。图像识别的算法包括颜色直方图法、特征匹配法等。统计技术：这是智能视频监控中的重要应用之一，在智能交通中的某个路段的车辆计数、商城中的客流量统计以及其他指定区域的人或物的数量信息统计。14视频监控关键技术目标动态跟踪：主要是对可疑的被锁定目标进行自动跟踪，尤其是结合GPS定位技术和多摄像机的协同工作实现动态跟踪。常用的跟踪算法包括：基于特征的跟踪算法，基于模型的跟踪，基于轮廓的跟踪算法等，目标动态跟踪难点是目标间或目标与背景物体存在遮挡、重叠如何实现跟踪。15视频监控关键技术多摄像机的协同工作技术多摄像机协同工作技术的核心是利用多个摄像机对视野内出现的目标进行持续的跟踪；尤其是在规模化的视频监控系统中，摄像机数目大为增加，为摄像机之间共享图像数据提供了条件。多摄像机协同工作可以扩展观测区域，增加观测角度，利用冗余信息增加系统的鲁棒性，如在单摄像机跟踪中出现的遮挡问题，在多摄像机条件下，可以较好地解决。视频监控关键技术多摄像机的协同工作技术

基于多摄像机的智能视频监控系统在众多领域存在广泛的应用前景，是国内外研究的热点之一，包括著名的美国马里兰大学的W4系统、佛罗里达中央大学的Knight系统等。所涉及到的关键技术包括目标匹配、定位和标识等内容。视频监控关键技术高速DSP嵌入式处理技术智能视频监控系统的前端设备，已经是一个集视频信号采集、压缩编码、信号处理、码流发送于一体的集成化设备，而目前一体化设备主要采用高速DSP或嵌入式处理技术来实现。因此，DSP或嵌入式处理技术性能已经成为网络摄像机性能的标志。视频监控关键技术高速DSP嵌入式处理技术在编码芯片上，一般有DSP、ASIC等可供选择。目前一些数字媒体处理器具有较高的主频，并携带有协处理器，提供H.264(1080p30fps、1080i60fps、720p60fps)的同步多格式高清视频编码。由于DSP芯片的高速处理能力，一些简单的智能视频行为分析放置在编码端处理，减轻了中心服务器的处理压力，这种基于嵌入式技术的视频信号分布式处理将是智能视频监控系统采用的一种有效方式。视频监控关键技术视频流的自适应流化和传输技术视频流的稳定、可靠传输是智能视频监控系统的重要性能之一，当不同的用户终端如手机用户、PC机用户得到授权访问监控点时，系统需要提供不同分辨率的视频流信息。因手机用户显示屏较小，系统只需要提供QCIF格式的视频，而PC机用户所采用的显示屏较大，系统要提供D1格式的视频，如果采用高清电视显示时，应该提供高清的视频信息。视频监控技术发展现状与趋势分析当前亟待解决的问题对于沉睡着的海量视频数据，业内一直在通过各种业务应用加以利用，但目前除了在卡口、套牌等领域进行相关的应用，整体的使用效果并不好。第一，物联网技术在IT领域并未成熟，渗透到安防产业的技术也就比较零散，加上视频数据属于非结构化数据，在IT技术转化过程中需要一定的时间去融合；视频监控技术发展现状与趋势分析当前亟待解决的问题第二，安防行业对于物联网应用的意识虽然已经开始，但权衡资金和市场布局等因素后，安防企业选择把更多精力和资金用于监控产品高清化和智能化应用。第三，很多物联网在安防的应用并不是刚需，对于实现智能化管理的方法，行业用户可以拥有其他更好的解决方案。所以在此环境下，解决行业用户需求是基础，成本和管理方式成为用户考量的重要因素。视频监控技术发展现状与趋势分析改进方向在解决用户基本需求方面，以技术层面讲，需要在以下技术领域做更多的努力。语音和图像识别的准确度芯片性能提升势在必行大数据与云计算是核心城市管理是突破口视频监控技术发展现状与趋势分析视频监控技术的发展趋势当今智能化、大数据和云技术使得大规模的视频监控更具实用意义，可大幅节省人力和监视设备，在公共安全行业将具有广阔的应用前景。随着信息技术的发展，未来公共安全视频监控领域都会涌现哪些创新技术？这些创新技术又会怎样影响公共安全视频监控联网建设应用？

视频监控技术发展现状与趋势分析视频监控技术的发展趋势大数据：挖掘改变视频监控领域应用格局云技术：推动视频监控系统更均衡、更弹性、更可靠智能视频分析：向兼容、实景标注和虚拟分层部署发展智能运维：让视频监控系统更加易捷好用本章小结

本章探讨了视频监控与物联网的关