根據(jù)研究，人在監(jiān)看監(jiān)控影像20分鐘后，其注意力會(huì)下降到無(wú)法接受的程度。加上人們有飲食休息等生理活動(dòng)需求，也會(huì)間接地影響監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。這就是為什么傳統(tǒng)人為監(jiān)控系統(tǒng)往往存在漏報(bào)率高、響應(yīng)速度慢及可靠性差等問(wèn)題。同時(shí)，由于監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越龐大，如果全部采用人為監(jiān)控，其人力成本也會(huì)非常高昂。

　　IVS起源于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)（computer vision），它對(duì)影像進(jìn)行分析，從影像中提取信息，發(fā)現(xiàn)感興趣事件，從而可以在某些場(chǎng)合替代人為監(jiān)控或者協(xié)助人為監(jiān)控。在911事件以后，上基于*的形勢(shì)，對(duì)于IVS的需求越來(lái)越迫切，CPU處理能力的快速提升，也實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜影像的算法，這些因素不斷地推動(dòng)著IVS及其市場(chǎng)的發(fā)展。

　　IVS的優(yōu)勢(shì)在于它可以一天24小時(shí)不間斷地對(duì)影像進(jìn)行監(jiān)控，一旦有事件發(fā)生時(shí)，可以及時(shí)報(bào)警﹔相對(duì)于人為監(jiān)控來(lái)說(shuō)，IVS的可靠性更高，成本更加低廉。

　　目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多IVS的相關(guān)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品成功地協(xié)助許多的應(yīng)用案例，但是也有一些客戶表示市面上的IVS產(chǎn)品沒(méi)有確實(shí)地滿足他們的需要，如存在誤報(bào)率或漏報(bào)率過(guò)高的問(wèn)題。

　　因此要解決這一問(wèn)題，就必須對(duì)IVS的核心技術(shù)有著深入的理解。只有具備了這樣的基礎(chǔ)，才能了解現(xiàn)階段的IVS能夠做什么，不能夠做什么，影響其性能的因素有哪些。

         IVS分析技術(shù)的比較

　　IVS技術(shù)主要是指對(duì)攝影機(jī)所拍攝的影像進(jìn)行分析，獲得影像中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息，提取語(yǔ)意級(jí)別的事件信息，從而做出反應(yīng)的一種技術(shù)（也有針對(duì)移動(dòng)攝影機(jī)影像進(jìn)行分析的技術(shù)，但不是IVS產(chǎn)品的主流）。

　　IVS的主要框架分為前景檢測(cè)、目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)分類(lèi)、軌跡分析、事件檢測(cè)等幾個(gè)部分。下列分別簡(jiǎn)單介紹這六種分析技術(shù)的差異。

　　一、前景檢測(cè)技術(shù)：是將「圖像中變化劇烈的圖像區(qū)域」（blob）從圖像背景中分離出來(lái)。前景檢測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法包括幀差法、多高斯背景建模及非參數(shù)背景建模等方法，各種方法的復(fù)雜程度不同，對(duì)于各種場(chǎng)景的適應(yīng)能力也有很大差異。

　　二、目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)：是指分析「圖像中變化劇烈的圖像區(qū)域」在影像序列中的狀態(tài)，將具有穩(wěn)定存在狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的區(qū)域作為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)再提取出來(lái)。

　　三、目標(biāo)跟蹤技術(shù)：是指利用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的歷史信息，預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在本幀可能出現(xiàn)的位置，并在預(yù)測(cè)位置附近搜索該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。目標(biāo)跟蹤技術(shù)也有多種實(shí)現(xiàn)方法，包括連接區(qū)域跟蹤、模板匹配、粒子濾波等等，這些方法在不同場(chǎng)景下的表現(xiàn)也有較大的差異性。

　　四、目標(biāo)分類(lèi)技術(shù)：是指對(duì)跟蹤成功的目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)，一般將目標(biāo)分為人和車(chē)輛兩類(lèi)，也有一些特殊應(yīng)用會(huì)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行其它類(lèi)型的分辨。目標(biāo)分類(lèi)技術(shù)會(huì)利用一些圖像特征（包括目標(biāo)輪廓、目標(biāo)尺寸、目標(biāo)紋理等）實(shí)現(xiàn)目標(biāo)類(lèi)型的判別。

　　五、軌跡分析技術(shù)：是指對(duì)跟蹤成功的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分析，對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行平滑及誤差修正，使目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡更加接近于真實(shí)狀態(tài)。

　　六、事件檢測(cè)技術(shù)：是指將目標(biāo)信息與用戶設(shè)定的報(bào)警規(guī)則進(jìn)行邏輯判斷，判斷是否有目標(biāo)觸發(fā)了報(bào)警規(guī)則，并做出報(bào)警響應(yīng)。

　　有時(shí)為了提高IVS在某些場(chǎng)景下的性能，一些附加模塊也會(huì)被加入算法框架。例如「抗震動(dòng)模塊」可以提升該技術(shù)在攝影機(jī)震動(dòng)情況下的處理效果;「陰影抑制模塊」可以提升該技術(shù)在陰影嚴(yán)重的室外場(chǎng)景下的處理效果;「車(chē)燈抑制模塊」可以提升該技術(shù)在光照劇烈變化場(chǎng)景下的處理效果;「碰撞處理模塊」可以提升該技術(shù)在目標(biāo)圖像頻繁及互相遮擋場(chǎng)景下的跟蹤準(zhǔn)確度。

　　在IVS技術(shù)的常用框架下，大多數(shù)模塊都有多種實(shí)現(xiàn)方案，僅前景檢測(cè)一項(xiàng)就有多達(dá)7～8種選擇（或者更多），這些實(shí)現(xiàn)方案之間的復(fù)雜度差異很大，它們的穩(wěn)定性及性能差異也非常明顯。如果在上述框架下采用簡(jiǎn)單易用的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊，要建置一套IVS技術(shù)并不是非常困難，但是其性能及其對(duì)各種場(chǎng)景的適應(yīng)能力就很難得到保證。這就是為什么各種IVS產(chǎn)品提供的功能大同小異，卻存在很大性能差異的原因。

　　舉例來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的幀差法就可以實(shí)現(xiàn)前景檢測(cè)，在穩(wěn)定簡(jiǎn)單的場(chǎng)景下該方法也可以得到較好的前景檢測(cè)結(jié)果，但是在影像發(fā)生變動(dòng)或者光照變化時(shí)，大量的靜態(tài)圖像區(qū)域就會(huì)被當(dāng)作前景誤檢出來(lái)。

　　一套性能*的IVS技術(shù)在算法設(shè)計(jì)過(guò)程就需要考慮監(jiān)控場(chǎng)景中可能出現(xiàn)的各種復(fù)雜情況，內(nèi)部的各個(gè)算法模塊必須要具有對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景的適應(yīng)性，并且加入各種附加模塊以提升IVS技術(shù)對(duì)特殊場(chǎng)景的處理效果。

　　一般IVS的分析規(guī)則主要有以下幾類(lèi)：

　　一、絆線規(guī)則：可分析運(yùn)動(dòng)物體在場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)方向和軌跡，滿足特定場(chǎng)所逆行報(bào)警的需求。絆線規(guī)則又可分為單絆線和多絆線規(guī)則，應(yīng)用多絆線規(guī)則更可滿足客戶復(fù)雜的報(bào)警需求。

　　二、區(qū)域規(guī)則：可分析運(yùn)動(dòng)物體在特點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的進(jìn)、出，或突然出現(xiàn)在場(chǎng)景中以及消失在場(chǎng)景中等。

　　三、或消失規(guī)則：可分析特定場(chǎng)景中突然出現(xiàn)的物體，或原場(chǎng)景中物體的突然消失。這種規(guī)則目前會(huì)特別針對(duì)*需求所提出的爆炸物檢測(cè)提供了很好地解決方案，同時(shí)針對(duì)公共場(chǎng)所的防盜也有明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　四、徘徊規(guī)則：可分析特定場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)物體的徘徊、逗留，保障安全通道的暢通或特定場(chǎng)所的可疑人員。

　　五、人流量計(jì)數(shù)或統(tǒng)計(jì)規(guī)則：可對(duì)特定場(chǎng)景里的人流量密度進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，防止擁堵、推擠等安全事故，并可應(yīng)用于特定商業(yè)場(chǎng)所其它需求的分析統(tǒng)計(jì)。

        如何提高IVS的性能?

　　一套性能*的IVS技術(shù)是否可以不受場(chǎng)景的影響，在各種場(chǎng)景下都達(dá)到*處理效果呢?答案是「否定的」。

　　首先，IVS技術(shù)是由計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展水平而決定，因?yàn)橛?jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)還處于發(fā)展階段，與人腦相比，計(jì)算機(jī)的智能程度還遜色很多。它用一些數(shù)學(xué)模型來(lái)描述真實(shí)世界，并試圖用這些數(shù)學(xué)模型來(lái)分析影像數(shù)據(jù)，并從中獲取影像信息內(nèi)容，但是zui復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型在現(xiàn)階段也無(wú)法囊括真實(shí)世界中的所有特性（就算有這樣的模型，普通CPU也支撐不了這樣龐大的計(jì)算）。由于不同的監(jiān)控場(chǎng)景與IVS技術(shù)的內(nèi)部數(shù)學(xué)模型之間的吻合程度會(huì)有所不同，因此其度或多或少都會(huì)受到環(huán)境的影響。

　　其次，環(huán)境的復(fù)雜程度也會(huì)對(duì)處理結(jié)果產(chǎn)生重要影響，因?yàn)閺?fù)雜的場(chǎng)景往往意味著有效信息提取的困難。在傳統(tǒng)人為的監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控者對(duì)于低照度、高度干擾、高擁擠程度影像的監(jiān)測(cè)度一般會(huì)較低。

　　至于怎樣才能使IVS技術(shù)獲得令人滿意的監(jiān)控效果呢?首先要基于對(duì)IVS技術(shù)內(nèi)部算法的理解，調(diào)整監(jiān)控環(huán)境或者調(diào)試算法，使監(jiān)控環(huán)境與其內(nèi)部的算法模型達(dá)到zui大的一致性。舉例來(lái)說(shuō)，如果IVS的目標(biāo)分類(lèi)模塊將目標(biāo)尺寸作為重要的分類(lèi)特征，在大景深的場(chǎng)景中，目標(biāo)尺寸變化幅度很大，該目標(biāo)分類(lèi)模塊的度就會(huì)大大降低。有多種方法可以解決這一問(wèn)題，降低場(chǎng)景的景深，或是加入場(chǎng)景標(biāo)定算法等。

　　同時(shí)，要在條件允許的情況下盡量降低監(jiān)控場(chǎng)景的復(fù)雜度，突出有效信息。例如，攝影機(jī)的選用及安裝就非常重要，要選用性能較好的攝影機(jī)，提升圖像的信噪比，如果對(duì)夜晚場(chǎng)景進(jìn)行監(jiān)控，則選用紅外攝影機(jī)。安裝攝影機(jī)時(shí)，要合理選擇安裝位置及攝影機(jī)的角度，盡量使影像圖像干擾較少且目標(biāo)重迭較少。

　　舉例來(lái)說(shuō)，要在較擁擠的場(chǎng)景中統(tǒng)計(jì)人流量，俯視角度就是一個(gè)比較理想的攝影機(jī)安裝角度，因?yàn)樵谠摻嵌认拢繕?biāo)的重迭程度較小（如果IVS使用了人臉檢測(cè)算法來(lái)進(jìn)行人流量統(tǒng)計(jì)，情況會(huì)有所不同）。除了攝影機(jī)的選用及安裝外，合理設(shè)置警戒規(guī)則也會(huì)提升IVS的處理效果。舉例來(lái)說(shuō)，在統(tǒng)計(jì)車(chē)流量的分析中，若警戒的設(shè)置區(qū)域中有樹(shù)木等物體遮擋目標(biāo)，IVS在該區(qū)域就容易產(chǎn)生目標(biāo)的誤檢及誤跟蹤。

        IVS 的優(yōu)勢(shì)

　　傳統(tǒng)的模擬影像監(jiān)控方案，zui大優(yōu)勢(shì)是在于圖像清晰度相對(duì)較高，沒(méi)有延時(shí)的特點(diǎn)，但這樣的系統(tǒng)也有眾多缺陷：

　　一、由于模擬監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)監(jiān)視器數(shù)量比前端影像源要少，造成大量的場(chǎng)景無(wú)法實(shí)時(shí)顯示，使許多的影像無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)看和分析，特別是在大型的監(jiān)控系統(tǒng)中，即使增加足夠的后臺(tái)監(jiān)視器，工作人員往往因?yàn)槊鎸?duì)眾多監(jiān)視器而產(chǎn)生信息泛濫，因而更難從監(jiān)控場(chǎng)景中發(fā)現(xiàn)異常事件的問(wèn)題。

　　二、監(jiān)控系統(tǒng)往往需要多層管理，模擬監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)這一功能存在許多技術(shù)上的問(wèn)題。

　　三、模擬監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候只能依據(jù)當(dāng)前需求做出矩陣、管線預(yù)留等配置，后期如果涉及到系統(tǒng)變更、擴(kuò)充等問(wèn)題時(shí)，將是極大的困難。

　　四、模擬監(jiān)控系統(tǒng)只能是一個(gè)獨(dú)立的影像系統(tǒng)，當(dāng)要考慮到影像數(shù)據(jù)與其它系統(tǒng)的整合與二次開(kāi)發(fā)利用時(shí)，是不可能做到的。

　　五、模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的硬盤(pán)錄像機(jī)系統(tǒng)對(duì)權(quán)限管理也存在很大的安全漏洞和技術(shù)障礙。比如有多個(gè)硬盤(pán)錄像機(jī)，如要查看歷史圖像需要逐一登錄時(shí)，由于每個(gè)硬盤(pán)錄像機(jī)都保存多路影像，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，或缺乏有效的備份機(jī)制等的問(wèn)題，都將產(chǎn)生極大的危害。

　　六、對(duì)于整個(gè)安防系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，監(jiān)控所占的投資份額是zui大的，但大量的影像數(shù)據(jù)都是無(wú)效的保存在影像存儲(chǔ)系統(tǒng)中，一旦真正有需要做歷史檢索時(shí)，其大量的人工及時(shí)間查找，這是一種極大的浪費(fèi)。

　　由于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化之后，影像監(jiān)控系統(tǒng)除了可以包含傳統(tǒng)的聲音及影像等的數(shù)據(jù)，并整合如考勤、門(mén)禁、報(bào)警之外，增加IVS 后，更可以大大提升監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的利用價(jià)值。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的監(jiān)控系統(tǒng)具有配置靈活、傳輸多樣、管理簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)，是下一代監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。