主页（http://www.pttcn.net）：图像内容分析——安防系统智能化的突破口(2) 图像内容分析 图像具有极大的信息量，它同时具有空间分辨和时间分辨的能力，但真正把这些信息提取和挖掘出来是复杂和困难的。前面讲了图像系统智能化的主要标志之一是：系统从目视解释（视读）走向机器解释（机读）。它意味着：视频监控将改变系统对图像信息不作任何处理的现状，处理就是对图像信息自动的解读，是理解（understanding）图像，这就是图像内容分析（video understanding）的含义所在。现在市场上出现了一些IV（intelligent video）产品，都是对图像内容进行基本的分析，如目标的分离、分类、统计，简单背景下单目标的行为分析和跟踪。研究机构则把它作为重要的课题，开展深入的研究，国家“十一五”科技攻关就列入了相关的课题。根据安全的需求，智能监控技术的发展过程或图像内容分析技术的研究可分为以下几个阶段： 1、将（运动）目标从视频图像中分离出来。这是体现图像技术的优势，实现目标探测的前题。传统的视频（运动）探测其实是亮度探测，并没有发挥图像技术的特点。确定图像中是否有探测目标（人、物等），并将目标从背景图像中分离出来是图像内容分析的首要任务，进而对目标分类、统计、关联。判断图像中有无目标、目标的复合或离散等也是图像过滤的基础。 2、对目标进行行为分析，判定其运动的方向、方式，并能发现和告警异常的行为；产生目标的运动轨迹，并能进行目标的自动跟踪。实现运动目标的跟踪是很难的事，它要求系统能分析、预测目标的运动轨迹,并能实时地作出修正。同时，由于运动过程与伺服机构间传递函数的非线性，伺服系统也是很复杂的。 3、在复杂环境下实现目标的分离、行为分析和运动跟踪，特别是实现多目标的跟踪。 上述两点目前已有产品和应用，但基本上在简单环境下，针对少数目标的情况。在复杂环境（既通常的视频监控环境）下实现这些功能，是图像内容分析技术具有真正应用价值的关键。同时、解决多个图像的综合分析，图像间目标的关联，目标跟踪的连续。这都是市场迫切需要，目前还没有解决的问题。 4、实现视频语义的解析，图像内容分析的最高层次。通过对一个图像序列作出分析，得出其包含的真实信息，可以与话音的语义解析（已有了初步的成果）结合起来，逐步实现视频语义的解析，如通过对大量的、多渠道的图像资料的分析，得出社会对某一事件的反映程度；分析和统计某类事件发生，发展的规律（概率及时间、地域分布等）。能够进行这样分析，表明机器具有了与人一样的理解图像的能力，但具有人所不能达到的效率。 这个过程是逐步发展、与时俱进的，没有终极的结果。实现智能监控的目标，要经过不断的技术积累，特别是核心技术的突破，它需要一个过程，不可能一蹴而就，认为监控技术智能化已经实现的观点是不确切的。 智能监控的突破口 1、验证：是把当事人的身份与正在发生的行为联系在一起，确认其合法性。这是安全防范系统的典型应用，把人的生物特征视作一把钥匙或一张卡。 验证系统因可对特征的输入加以更多的控制，系统的可靠性和稳定性好，也相对成熟，已广泛地应用于出入管理系统中。它的基本工作方式是把特征输入装置读取的特征与系统存贮的有限量的特征样本（这些样本代表了一定的授权）进行比对，来确定请求合法性。通常系统的存贮样本的数量不是很多，现场特征输入的条件又可以加以控制，所以，系统的识别率很高（误识率和误拒率很低）。由于生物特征来自人自身，不需要进行同一认证，具有极高的安全性，因此、适用于高安全性要求的场所，如贵重物品的库房、重要活动或要人访客的出入管理。 2、识别：对输入特征与存贮在数据库中的大量的参考进行比对，来确定目标的身份。这样的系统首先要建立一个海量的基础样本数据库，如各城市人口的指纹库等。对于人脸等生物特征，要求输入的环境与建库的环境具有足够的相关性，以保证输入特征与样本特征的可比性。所以，建立一个稍加控制的环境，以排除或限制影响特征采集不真实（失真、不完整、伪装）的各种因素是系统应用的必要条件。如边防检查系统设立专门的人员通道来采集出入境人员的面部特征；机场安检信息系统在验征台处摄取旅客的面部图像。 两者都是对个体身份的认证，都要求有一个限定的工作环境，这一点通常的视频监控系统是做不到的，而且，它们的工作目标也不是对人体的身份认证。所以，必须在验证与识别之间选择新的切入点。 图像内容分析成为智能监控的突破口就在于：它是在通常的视频监控的环境下（如3111工程所建的系统）实现上述的功能。它对现行系统是锦上添花的方式，不影响现行系统的运行和使用，逐步完善、增加系统功能实现安防系统的智能化。更重要的是，它不仅是提取图像的表面信息（生物特征），而是挖掘并表述图像承载的深层信息，通过对图像序列的分析和多源图像的综合得出预测性、趋势性的判断。而在技术上正是数字视频与特征识别安全防范两大箭头技术的交汇点。 安全科技是围绕打、防两个方面展开的，基础都是获得信息。事发后的信息是证据；事发前的信息是情报，具有预警的价值。视频监控技术要加强后者的研究，就是智能化的方向。技术的发展是循序渐进的，不会在一夜之间出现革命性的变化。但一个重大的事件带来的机遇、产生的推动力将会极大地激励和催化技术的进步。视频监控技术正处于这样的时期，我们应该抓住机遇，追求技术创新、把视频监控技术提高到一个崭新的阶段。
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