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浅析物联网安防智能视频分析技术的研究
作者：飞瑞斯科技
来源：RFID世界网
日期：2011-03-28 14:25:25
摘要：如果将物联网技术应用于安防行业，形成安防解决方案，即是物联网安防解决方案。本文将重点从“感知”环节分析物联网技术与安防行业应用的紧密关联性。
众所周知，物联网也叫传感网，是物物相联的互联网，它通过各类传感器，将互联网的用户端延伸和扩展到了各类物体目标上。而物联网的三大要素是感知、连接和应用，如果将物联网技术应用于安防行业，形成安防解决方案，即是物联网安防解决方案。本文将重点从“感知”环节分析物联网技术与安防行业应用的紧密关联性。
物联网三大要素中，最核心的是感知，亦即是最前端的传感器部分。一般概念上，传感器包括诸如RFID、各类感应探头、数据采集装置等；而具备智能视频分析功能的视频采集设备，实质上也是一种更直观和智能的传感器，它可以通过智能视频分析技术来感知视频场景内的目标及其行为。随着智能视频分析与自动识别技术的发展，视频感知将成为最重要的感知技术，成为物联网信息感知层最重要的技术之一。
现有成熟的主要应用包括：
检测、捕捉和识别人脸，感知人的身份；
分析运动目标（人和物）的行为，防范周界入侵；
感知人的流动，用于客流统计和分析、娱乐场所等公共场合逗留人数预警；
感知人或者物的消失、出现，用于财产保全、可疑遗留物识别等。
感知和捕捉运动中的车牌，用于非法占用公交车道的车辆车牌捕捉
感知人群聚集状态、驾驶疲劳状态、烟雾现象等各类信息。
除此之外，次声压、泛红外、震动、加速度等各类传感器技术，都可应用于安防监控应用中，用物联网的技术解决安防需求，从而推出各类行业的物联网安防解决方案。
智能视频分析技术的现状
到目前为止，绝大部分对智能视频分析的理解和应用都还仅限于运动目标检测(周界入侵防范)，少量应用涉及到目标识别和视频优化，应用还未得到突破，怎样的应用才是智能视频分析技术的市场天地呢？站在物联网应用的立场上来看这个问题，就很容易得到答案了：智能视频分析技术能感知的数据和信息，就可以利用它来拓展这个数据和信息的应用方向。
我们在前面已经提到，智能视频分析技术能感知和理解的信息包括人脸(用户身份)、人和物的行为、人员流动、人和物的消失出现、人群聚集状态、人体疲劳状态、烟雾产生和蔓延等。所有需要用到这些信息的应用领域，都有可能成为智能视频分析的用武之地。
智能视频物联网的实际应用场合
合作型的人脸识别应用
合作型人脸识别主要采用嵌入式识别方案，形成典型的物联网终端形态。
人脸识别的应用是一个非常直观的智能视频分析技术的应用，它解决了机器眼对人的直观识别。经过最近几年的技术积累，合作型人脸识别的技术已经进入到具备实际应用价值的阶段。
业内通过多年技术研发，特别是多光源识别技术的引入、现场特征模型(Live Feature Model)训练等新技术的应用，已经使人脸识别终端具备了低成本(可与指纹技术成本接近)、高速度(1秒识别)、低误识拒识等特性，而且拥有直观、可查证等优势，应用场合：考勤、门禁、幼儿园接送认证、访客登记管理、会议签到等。
非合作型的人脸捕捉、人脸对比
非合作型的人脸捕捉，由于无法得到被捕捉人的配合，人脸信息精度不高、角度变化大，而导致很难做高精度的人脸识别身份认证。但是在小样本库的人脸对比中，还是具有很高的应用价值。
非合作型的人脸捕捉，通过前端的智能视频分析终端，从视频场景内捕捉出所有的人脸照片，并传送至后端平台。后端通过对样本库的人脸对比，对比出最接近的人脸资料/资料组，供使用者进行初步身份筛选。
与合作型人脸识别的最大不同在于，前者属于精确识别，后者属于非精确的对比，所以应用场所主要是非关键身份验证的场所，起到对使用者一个提示、警示的作用，提醒使用者进行进一步的身份核实。
应用场合：店铺、星级酒店的VIP/黑名单用户的初步识别与提示；金融场所、机场、码头、海关的VIP/黑名单用户的初步识别与提示等。
客流统计、人数统计
现有的嵌入式平台下通过视频智能分析技术实现的客流统计终端产品，是一种非常典型的物联网终端。直接嵌入了摄像头和智能分析模块、GPRS/3G等传输模块，通过对出入口和主要通道的非接触式分析，可以做到95%以上的准确率，而且无需后端分析支持，可以应用于各类商业场所的客流动态分析、娱乐场所的场内人数超标预警、移动车辆上的客流统计等(移动车辆上的客流统计是智能交通的一个重要组成部分)。
客流统计的需求日趋旺盛，如果能在技术实现时充分考虑商业用户的特殊需求，完全有可能成为智能视频分析技术的一个非常重要的应用分支。
应用场合：各类商业超市、连锁店铺、中小型店铺、公园景点、文博会所、公交车辆、长途车辆等。
1. 周界入侵防范。
单一的智能视频分析在周界入侵防范的应用上，有着很多的不足：场景多变、误报率居高不下、识别效果不尽人意等。但是，将智能视频传感器和其他类型的传感器相结合，以多重防范探测进行综合应用，则可以取得非常好的效果。现在针对家庭、店铺、车辆的典型应用场合的综合应用方案已经获得了很好的评价。
利用物联网技术的次声压传感检测技术、泛红外和微波检测技术等传感检测技术则对周界入侵检测有很好的效果。但这些技术在检测到报警后，都没办法实现即时的确认是否为误报。如果这些技术与视频分析技术、手机视频等进行综合应用，进行双鉴探测等，则可以为用户提供高效率、低误报、可直观确认的用户体验。
应用场合：无人值守的中小型店铺、仓库、家庭、小型办公场所等。
2. 驾驶员和值岗人员疲劳检测
智能视频分析技术能通过对人脸特征和人眼状态信息的分析，感知到人的疲劳状态。一个嵌入摄像头和分析模块的设备，即是一个人体的疲劳状态检测终端，一种典型的物联网智能传感终端。
在私家车、货运车、长途客运车、危险品运输车辆、特种机械操作岗等关键场合，人体疲劳状态信息是一个非常重要的指标，此时人体疲劳检测终端就有了非常好的应用机会。针对特殊的应用场合，同时集成诸如车辆信息采集、安全防范、油电路控制、GPS定位等，这种物联网终端就能提供更为优秀的应用模式。
应用场合：私家车、货运车、长途客运车、危险品运输车辆、特种机械操作岗等。
3. 人群聚集度判断
现有的方案是通过嵌入式的平台，采用智能视频分析的技术，来对视频场景内的人群聚集现象进行检测和判断，谓之智能视频分析仪，其内已嵌入GPRS/3G通讯模块，也是一种典型的物联网应用终端。智能视频分析仪，直接在需要判断的摄像头上进行前端的自动分析判断，并将结果传送到后端应用平台，提供实时的聚集现象的预警。
应用场合：平安城市、广场、政府出入口等特殊场合。
除了以上一些应用方向之外，还有烟雾检测可用于火灾初期预警、人脸捕捉可用于各种场合的人脸照片捕捉和存储等，这些技术都有很好的应用前景。
在物联网解决方案内采用嵌入式平台实现，也即是视频感知的分析和完成全部在前端设备上实现。这样一来，在产品形态上就独立具备了物联网终端的所有必要元素，可独立完成感知的所有功能。配合上网络传输和后端应用，即具备了感知、连接和应用三大要素，可完整组成一个物联网安防应用系统。
智能视频分析技术，点亮了视频监控行业的应用，在传统视频监控和物联网之间搭建了一个畅通的桥梁，为物联网技术带来了新的活力，也能借物联网技术和思路为安防产业发展添加一个良好的支撑。
物联网三大要素中，最核心的是感知，亦即是最前端的传感器部分。一般概念上，传感器包括诸如RFID、各类感应探头、数据采集装置等；而具备智能视频分析功能的视频采集设备，实质上也是一种更直观和智能的传感器，它可以通过智能视频分析技术来感知视频场景内的目标及其行为。随着智能视频分析与自动识别技术的发展，视频感知将成为最重要的感知技术，成为物联网信息感知层最重要的技术之一。
现有成熟的主要应用包括：
检测、捕捉和识别人脸，感知人的身份；
分析运动目标（人和物）的行为，防范周界入侵；
感知人的流动，用于客流统计和分析、娱乐场所等公共场合逗留人数预警；
感知人或者物的消失、出现，用于财产保全、可疑遗留物识别等。
感知和捕捉运动中的车牌，用于非法占用公交车道的车辆车牌捕捉
感知人群聚集状态、驾驶疲劳状态、烟雾现象等各类信息。
除此之外，次声压、泛红外、震动、加速度等各类传感器技术，都可应用于安防监控应用中，用物联网的技术解决安防需求，从而推出各类行业的物联网安防解决方案。
智能视频分析技术的现状
到目前为止，绝大部分对智能视频分析的理解和应用都还仅限于运动目标检测(周界入侵防范)，少量应用涉及到目标识别和视频优化，应用还未得到突破，怎样的应用才是智能视频分析技术的市场天地呢？站在物联网应用的立场上来看这个问题，就很容易得到答案了：智能视频分析技术能感知的数据和信息，就可以利用它来拓展这个数据和信息的应用方向。
我们在前面已经提到，智能视频分析技术能感知和理解的信息包括人脸(用户身份)、人和物的行为、人员流动、人和物的消失出现、人群聚集状态、人体疲劳状态、烟雾产生和蔓延等。所有需要用到这些信息的应用领域，都有可能成为智能视频分析的用武之地。
智能视频物联网的实际应用场合
合作型的人脸识别应用
合作型人脸识别主要采用嵌入式识别方案，形成典型的物联网终端形态。
人脸识别的应用是一个非常直观的智能视频分析技术的应用，它解决了机器眼对人的直观识别。经过最近几年的技术积累，合作型人脸识别的技术已经进入到具备实际应用价值的阶段。
业内通过多年技术研发，特别是多光源识别技术的引入、现场特征模型(Live Feature Model)训练等新技术的应用，已经使人脸识别终端具备了低成本(可与指纹技术成本接近)、高速度(1秒识别)、低误识拒识等特性，而且拥有直观、可查证等优势，应用场合：考勤、门禁、幼儿园接送认证、访客登记管理、会议签到等。
非合作型的人脸捕捉、人脸对比
非合作型的人脸捕捉，由于无法得到被捕捉人的配合，人脸信息精度不高、角度变化大，而导致很难做高精度的人脸识别身份认证。但是在小样本库的人脸对比中，还是具有很高的应用价值。
非合作型的人脸捕捉，通过前端的智能视频分析终端，从视频场景内捕捉出所有的人脸照片，并传送至后端平台。后端通过对样本库的人脸对比，对比出最接近的人脸资料/资料组，供使用者进行初步身份筛选。
与合作型人脸识别的最大不同在于，前者属于精确识别，后者属于非精确的对比，所以应用场所主要是非关键身份验证的场所，起到对使用者一个提示、警示的作用，提醒使用者进行进一步的身份核实。
应用场合：店铺、星级酒店的VIP/黑名单用户的初步识别与提示；金融场所、机场、码头、海关的VIP/黑名单用户的初步识别与提示等。
客流统计、人数统计
现有的嵌入式平台下通过视频智能分析技术实现的客流统计终端产品，是一种非常典型的物联网终端。直接嵌入了摄像头和智能分析模块、GPRS/3G等传输模块，通过对出入口和主要通道的非接触式分析，可以做到95%以上的准确率，而且无需后端分析支持，可以应用于各类商业场所的客流动态分析、娱乐场所的场内人数超标预警、移动车辆上的客流统计等(移动车辆上的客流统计是智能交通的一个重要组成部分)。
客流统计的需求日趋旺盛，如果能在技术实现时充分考虑商业用户的特殊需求，完全有可能成为智能视频分析技术的一个非常重要的应用分支。
应用场合：各类商业超市、连锁店铺、中小型店铺、公园景点、文博会所、公交车辆、长途车辆等。
1. 周界入侵防范。
单一的智能视频分析在周界入侵防范的应用上，有着很多的不足：场景多变、误报率居高不下、识别效果不尽人意等。但是，将智能视频传感器和其他类型的传感器相结合，以多重防范探测进行综合应用，则可以取得非常好的效果。现在针对家庭、店铺、车辆的典型应用场合的综合应用方案已经获得了很好的评价。
利用物联网技术的次声压传感检测技术、泛红外和微波检测技术等传感检测技术则对周界入侵检测有很好的效果。但这些技术在检测到报警后，都没办法实现即时的确认是否为误报。如果这些技术与视频分析技术、手机视频等进行综合应用，进行双鉴探测等，则可以为用户提供高效率、低误报、可直观确认的用户体验。
应用场合：无人值守的中小型店铺、仓库、家庭、小型办公场所等。
2. 驾驶员和值岗人员疲劳检测
智能视频分析技术能通过对人脸特征和人眼状态信息的分析，感知到人的疲劳状态。一个嵌入摄像头和分析模块的设备，即是一个人体的疲劳状态检测终端，一种典型的物联网智能传感终端。
在私家车、货运车、长途客运车、危险品运输车辆、特种机械操作岗等关键场合，人体疲劳状态信息是一个非常重要的指标，此时人体疲劳检测终端就有了非常好的应用机会。针对特殊的应用场合，同时集成诸如车辆信息采集、安全防范、油电路控制、GPS定位等，这种物联网终端就能提供更为优秀的应用模式。
应用场合：私家车、货运车、长途客运车、危险品运输车辆、特种机械操作岗等。
3. 人群聚集度判断
现有的方案是通过嵌入式的平台，采用智能视频分析的技术，来对视频场景内的人群聚集现象进行检测和判断，谓之智能视频分析仪，其内已嵌入GPRS/3G通讯模块，也是一种典型的物联网应用终端。智能视频分析仪，直接在需要判断的摄像头上进行前端的自动分析判断，并将结果传送到后端应用平台，提供实时的聚集现象的预警。
应用场合：平安城市、广场、政府出入口等特殊场合。
除了以上一些应用方向之外，还有烟雾检测可用于火灾初期预警、人脸捕捉可用于各种场合的人脸照片捕捉和存储等，这些技术都有很好的应用前景。
在物联网解决方案内采用嵌入式平台实现，也即是视频感知的分析和完成全部在前端设备上实现。这样一来，在产品形态上就独立具备了物联网终端的所有必要元素，可独立完成感知的所有功能。配合上网络传输和后端应用，即具备了感知、连接和应用三大要素，可完整组成一个物联网安防应用系统。
智能视频分析技术，点亮了视频监控行业的应用，在传统视频监控和物联网之间搭建了一个畅通的桥梁，为物联网技术带来了新的活力，也能借物联网技术和思路为安防产业发展添加一个良好的支撑。
