科创中国

行业领域

电子信息技术,信息安全技术

需求背景

随着数字视频、图像技术的不断发展，人们又对视频监控系统提出了更高的要求：智能化。智能化的概念是指突破以往由人类来对监控视频进行分析和做出判断的模式，以计算机加以替代。之所以提出智能化的视频监控需求，本质上是由于传统基于人的监控模式有诸多缺点，而这些缺点大多是由于人的自身因素引起，很难得到根本解决：

正是由于上述问题，智能化的视频监控系统的研究与开发日益得到相关领域和业界的重视。由于传统视频监控的广泛应用，智能化的实现得到了非常好的基础。

需解决的主要技术难题

1、监控对象检测：对监控的目标对象进行自动检测是多数智能视频监控系统的第一步工作。监控对象的检测也称为目标分割，是指从原始的监控视频当中，把监控目标所覆盖的区域与无关区域分割出来。因此监控对象检测的质量直接影响了系统的性能。监控对象检测的主要难点在于，由于天气、光照以及阴影造成的全局性噪声干扰，使得检测结果产生偏差。

2、监控对象描述：监控对象的描述是指通过某些方法使视觉内容转化为计算机可识别的数学信息，从而为后续分析提供数据。通常的监控对象描述是指由监控视频中的目标对象所在区域获取的视觉特征，例如多媒体内容描述接口MPEG-7[5]中所定义的诸多描述子。而随着研究的深入，很多事件、行为的理解工作需要考虑连续的视频帧序列，因此对监控对象的描述也加入了时间维度信息，使得对监控对象的描述工作变得更为复杂、多样。

3、监控对象跟踪：监控对象往往是运动的人或者物体，当需要对特定对象进行连续监控的时候，就需要进行跟踪。传统的监控对象跟踪是指在同一视频镜头内，通过特征或者模型的匹配，对特定对象进行从进入画面到消失过程当中每一时刻位置信息的标注。而由于监控需求的特殊性，又提出了在多个监控视频当中跟踪特定对象的问题。

4、监控对象的识别与分析：监控对象的识别是指根据对象的描述，通过模式识别等技术来对对象的身份进行判断，例如是物体还是人体，如果是人体这个人是谁，如果是物体这个物体是什么等等。而监控对象的分析则更为复杂，需要根据其描述来对其行为进行自动的理解。行为的理解可以认为是具有时间维度信息的分类问题，这其中的关键在于如何从学习样本当中获取具体的行为样本并对其进行最能够体现行为特点的描述。由于行为的难以定义以及多样性，行为理解成为视频监控领域当中最难以解决的问题，也是当今的研究热点之一。

期望实现的主要技术目标

满足煤矿、石油、化工、天然气等特殊行业安全监管部门对智能化管理系统的要求，对安全生产监管智能视频分析系统采用了“一体化”、“智能化化”、“数字化”、“网络化”设计原则，同时对工作人员安全生产行为、灾难预警、风险防控、灾后搜救、危化品存储状态及运输等日常信息管控进行设计。

1、目标识别

   能够识别画面中的各种物体。包括人的识别，车辆的识别以及箱、包等各种物体的识别。

2、穿越警戒线

在视频画面中画一条虚拟警戒线，一旦监控视频画面中有人、车辆或者其他物体穿越这条警戒线，智能视频分析仪可以自动发现并产生报警。

3、穿越双警戒线

当人、车辆或者其他物体穿越第一条警戒线时，并不产生报警；在规定时间内，再次穿越第二条警戒线时，立刻产生穿越双警戒线报警。

4、进入识别

当视频画面中有人、车辆或者物体进入到某一个特定区域中，智能分析设备会产生进入报警。该区域也是在画面中划定的虚拟区域，可以是矩形，圆形或者任意规则的多边形。当在画面中划定了虚拟区域后，只要有任何物体进入该区域，立刻会被捕获并且产生报警。

5、离开识别

相对进入而言，离开识别是指人、车辆或者物体从某个特定区域中离开，智能分析设备会产生离开识别报警。离开识别和进入识别都是为了保护某些禁区在一定时间内不允许别人进入或者离开。

6、出现识别

出现识别是指当有人，车辆或者物体出现在画面中的某个区域中，被认定为出现行为发生。出现识别与进入识别都是针对画面中的虚拟区域产生的分析识别，两者的区别在于进入识别强调的是物体从外部进入到区域；而出现识别强调物体突然出现在特定区域（如盗贼可能从地下挖一个洞钻出来，符合出现识别而不符合进入识别）

7、消失识别

消失识别是针对出现识别而言的，当人、车辆或者物体突然从某个特定区域消失，即可产生消失识别。消失识别强调的是物体从特定区域中突然消失了，而离开识别强调的是物体从区域中离开的动作。

8、弃置识别

当画面中某人遗弃某物体或者从某车上丢下一物体，都会产生弃置识别事件。在反恐应用中，有不明身份的人遗弃随身所带的行李包时，则触发了弃置识别事件。工作人员第一时间发现不明包裹被遗弃，及时赶往现场排除恐怖物体。

9、场景变化识别

当摄像头被转动位置时，场景发生变化，智能化分析设备能够自动捕获这类行为，重新识别背景画面自动进行视频智能分析。

10、滞留识别

当某人在某个区域内在一定时间内逗留不走，将产生一个滞留识别事件。该特色功能可以应用在有陌生人在矿区周围危险区域，防止有人长期滞留。

需求解析

解析单位：“科创中国”宁夏科技服务团（宁夏回族自治区科学技术协会） 解析时间：2023-09-12

王解生

宁夏机械工程学会

秘书长

综合评价

此需求描述已足够清晰，需要跨行业专家共同解决。在方案设计前，要充分了解用户需求，然后召集技术人员，对设计方案进行讨论，形成初步设计方案；然后，相关技术人员开展联合设计工作；设计完毕，召开由相关人员参加的设计评审会，对设计方案进行评审，并提出修改意见；根据修改意见完善设计方案，经多次反复，确定最终设计图和技术文件；根据设计图和技术文件加工制造、装配、检验、测试；测试合格后发货到到用户使用。 设计工作应遵循以下原则：1、智能监控要做到图像分析：通过数字化的分析来排除外界环境的很多干扰，像夜间、雪、雨、强光干扰等；2、智能监控报警方式由被动改为主动，及时和非影像的告警联动，报警能够改变触发条件，并按照尺寸、移动速度、时间等诸多条件来进行配置；3、智能监控报警可通过监控策略来进行，对于特定的场所及应用增加或设置更有效的策略。

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