视频监控技术的智能化趋势

2 IVS的技术难点

IVS的前景十分美好，但仍面临漫长的探索路程。智能视频监控和普通视频监控本质的区别在于：普通监控视频只是帮助我们"看"；而智能视频监控不仅要"看"，而且能"看见"、能"理解"，能够搜寻目标，分析视频内容，处理视频监控的结果。

这样的目标在技术实现上有很大难度，首先面临的问题是图像分割：把关注的目标从图像中分离出来。这是一个基本和图像处理同时诞生的老问题，但至今仍得不到很好的解决。在图像分割领域，各种方法层出不穷，基本是一个问题一种方法，或多种方法，但结果仍差强人意。

除图像分割外仍有接踵而至的难题，如特征提取、目标匹配、目标描述、目标跟踪、多摄像机协同等。这些问题正是当前图像处理、视频分析的热点问题，虽然已取得一些成果，但距离人们的期望还相当遥远。总体上说，智能化是视频监控的亮点，但同时又是视频监控技术的关键和难点。智能视频监控技术的研究和应用仍处在萌芽状态，刚刚步入初级阶段[1-4]。

3 IVS产业的发展

经过几十年的发展，视频监控已成长为一个新兴的IT产业，以6 000万人口的英国为例，已在全国范围内设置约420万个摄像机监控点。据统计和预测，全球安全市场2011年的产值，将从2001年的802亿美元，增长到2 658亿美元，成为全球重要产业之一[5]。

作为一个产业，或者一类产品，必须满足人类所需或为人类增加效益才可能得到迅速的发展，如提供物品、文化或服务，替代人的工作，提高工作效率等。移动通信正是满足这样条件的产业，由视频通信和移动通信的发展情况可以看出：视频通信起步早，但发展较慢，而移动通信发展速度快、普及广。因为移动通信提供的是一种方便的通信方式，解除了通信终端对固定位置电线的束缚，不仅为人们提供了随处通信的自由，还增加了可观的经济效益和社会效益。因此，它的飞速发展在情理之中。相比之下，图像通信主要提供的是不同的通信内容，且至今还没有解决图像传送的畅通问题，在很大程度上仍属于"锦上添花"的应用，其发展的内在动力远远不足，因此发展速度滞后。如果视频传输能够畅通，且系统能够为人提供足够的智能服务，视频监控产业也会得到迅速的发展[6]。

作为一个产业，视频监控属于视频通信的一部分。要加快视频监控的发展速度，首先需要了解并分析目前视频监控产业的特点和问题：

(1) 个性大于共性。不同的用户对视频监控有不同的需求，如个人和企业、室内和室外、公开与隐蔽、大场景和小范围、移动和固定等，导致产品品种繁多难以扩大规模，大批量生产难以统一标准。

(2) "运营"重于"生产"。监控产品的服务成分很大，并非只限于帮用户安装完成（如消费电子类产品）的环节。至少还应像通信运营商那样经营、维护、更新，为用户提供持续的服务，服务的复杂程度甚至要超运营商。例如，由于通信运营商建立面向社会的通用视频监控系统，建立面向特定部门的专用监控平台，开展运营级视频监控服务，就是一个很好的产业化发展模式。有数据统计，受运营级视频监控市场影响，从2006年开始，全球网络摄像终端市场的年增长速度达到70%以上。

(3) 有效服务时间短。绝大部分的视频监控所感兴趣的是小概率事件，获得的有效数据占总数据的比例小，"备用"时间长。因此，需要具备海量数据存储能力、对无效数据的判断和丢弃能力，并同时在有效服务时间内确保有效服务，不允许轻易失误（如民用通信中用户信息有时会被无故中断）。

(4) 涉及范围广。一是潜在用户涉及范围广，几乎没有单位和家庭不需要视频监控，只是需求的程度有所不同，以及现有的视频监控功能能否满足客户需要；二是配合单位涉及范围广，某一场景的监控常常涉及报警，报警又必然要涉及公安部门；监控大多涉及传输，传输必然涉及通信部门；环境监控必然涉及环保部门；交通监控当然要涉及公安和保险等部门等。没有多部门的配合，监控的作用将会大大缩减。

智能视频监控产业的发展，必须针对这些特点采用新的符合智能监控要求的体系结构，如采用新的经营方式和服务方式，建立灵活的模块化的硬件平台和软件平台，具有多重保护的信息安全机制等。

4 IVS的发展前景

视频监控技术正值蓬勃发展阶段，主要有以下几个发展趋势[7-8]：

一是视频质量向高清化发展。这和整个数字视频高清化发展趋势是一致的。随着视频的采集、处理和显示器件的快速发展，随着传输带宽的增加和视频压缩技术的进步，高清晰度的视频监控，如720p、1080i、1080p甚至更高分辨率的视频质量，也将逐步实现。

二是传输方式向网络化、无线化发展。这和整个通信网络的IP、无线、宽带化的发展趋势相一致。随着网络和通信技术的发展，为视频监控提供灵活的IP传输方式、方便的无线连接和足够的传输带宽等问题有望逐步得到解决，如基于3G网络、WiFi的视频监控系统等。

三是视频监控技术向标准化发展。尽管这项工作在视频监控领域有相当大的困难，至今仍缺少统一的国际和国内标准，但是视频监控的标准化工作目前已在艰难中启动。在中国国内如中国电信"全球眼"和中国联通"宽视界"监控标准，国际上如安讯士、博世、索尼等企业联合推出的开放型网络视频接口论坛(ONVIF)，思科、IBM、ObjectVideo、松下等企业推出的实体安防互通联盟(PSIA)面向全球的标准。

从总体上说，智能视频监控技术还处在发展的初级阶段。随着世界范围内对安全防范的重视，随着中国"国家应急体系"、"平安城市"、"科技强警"、"全球眼"、"宽视界"、"智慧小区"等重大工程项目的不断推进，以及亚运会、世博会等重要国际活动的开展，智能视频监控技术必然会加速发展。只要智能化程度足够高、足够可靠，其产品的市场前景会越来越好。IVS是一个充满技术瓶颈的产业，是一个充满变数的产业，但同时也是一个充满憧憬的产业。

5 参考文献
[1] TSAI???Luo Wei, HSIEH Jun Wei. Vehicle Detection Using Normalized Color and Edge Map[J]. IEEE Transactions on Image Processing, 2007, 16(3):850-864.
[2] AHMAD I, HE Z, LIAO M,et al. Special Issue on Video Surveillance[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 2008, 18(8):1001-1005.
[3] NGHIEM A T, BREMOND F, THONNAT M, et al. ETISEO, Performance Evaluation for Video Surveillance Systems [C]// Proceedings of the IEEE International Conference on Advanced Video and Signal Based Surveillance (AVSS’07), Sep 5-7,2007,London,UK. 2007: 476-481.
[4] GELASCA E D, EBRAHIMI T. Application Dependent Video Segmentation Evaluation: A Case Study for Video Surveillance [C]// Proceeding of the 14th European Signal Processing Conference(EUSIPCO’06),Sep 4-8, 2006, Florence, Italy.2006.
[5] 李鹏飞, 陈朝武, 李晓峰. 智能视频算法评估综述[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2010, 22 (2):352-360.
[6] 王素玉, 沈兰荪. 智能视觉监控技术研究进展[J]. 中国图像图形学报, 2007, 9 (12):1506 -1510.
[7] LIN Weiyao,SUN Ming Ting, Poovendran r, et al. Group event detection for video surveillance[C]// Proceedings of International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS’09), May 24-27, 2009, Taipei, China. New York,NY, USA:IEEE,2009: 2830-2833.
[8] MoSSgraber j, Reinert f, Vagts h. An Architecture for a Task-Oriented Surveillance System: A Service-and Event-Based Approach[C]// Proceedings of the 5th International Conference on Systems (ICONS’10),Apr 11-16,2010, Menuires, France. Piscataway, NJ,USA:IEEE,2010: 145-151.

朱秀昌，南京邮电大学教授、博导、"图像处理与图像通信江苏省重点实验室"主任、电子学会广播电视分会理事、"中国多媒体通信"杂志编委；长期从事图像与多媒体通信方面的研究与教学工作；曾获国家政府特殊津贴，国家科技进步3等奖和原邮电部科技进步1等奖；编著出版了"数字图像通信"等教材或著作9本，发表专业技术论文60余篇。