【正文】 器入，最終有可能人機融合，其媒體實驗室與 HP 公司合作進行情感計算的研究。 IBM 公司“藍眼計劃”，可使計算機知道人想干什么，如當人的眼瞄向電視時，它競知道人想打開電視機，它便發(fā)出指令打開電視機，此外該公司還研究了情感鼠標，可根據(jù)手部的血壓及溫度等傳感器感知用戶的情感。 可見外國在視頻分析和計算機視覺領(lǐng)域已取得了較大的成績。 4 國內(nèi) 研究現(xiàn)狀 目前在國內(nèi)的研究機構(gòu)中，中國科學(xué)院北京自動化研究所模式 識別 國家重點實驗室的視覺監(jiān)控研究組處于領(lǐng)先地位。他們對交通場景的視 覺監(jiān)控 (基于三維線性模型定位、基于擴展卡爾曼濾波器的車輛跟蹤算法 )，人的運動視覺監(jiān)控 （基 于步態(tài)的遠距離身份識別 )和行為模式識別 (提出了對目標運動軌跡和行為特征學(xué)習(xí)的模糊自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法 )進行了深入研究．取得了一定的研究成果。國內(nèi)其它一些高校也進行了這方面的研究，如上西北工業(yè)大學(xué)，浙江大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。 國內(nèi)也有相當多的公司在作相關(guān)研究和運用， 合肥博微就是 由中國電子科技集團公司第 38研究所麾下的安徽四創(chuàng)電子股份有限公司和合肥歐特斯科技有限公司合資創(chuàng)立的新型高科技公司 ，專門從事 智能 視頻分析以及計算機 視覺研究 。 國內(nèi)于 2021年 5月召開了第 一 屆全國智能視覺監(jiān)控學(xué)術(shù)會議，對圖像序列分析、目標定位、識別和跟蹤、高層語義理解、系統(tǒng)構(gòu)建與集成、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的視頻監(jiān)控等內(nèi)容進行了多方面探討。 2021 年的深圳安博展也顯示出一個趨勢，現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)越來越偏向于具有智能分析能力的視頻監(jiān)控。 發(fā)展趨勢 自 20 世紀 90年代智能視頻分析技術(shù)誕生以來，經(jīng)過 近二十年 的發(fā)展，這項起源于計算機視覺的技術(shù)伴隨著商業(yè)化的逐步應(yīng)用正日益受到人們的普遍重視。一些國內(nèi)外專業(yè)的視頻分析研究廠家都相繼推出了各種不同形態(tài)的產(chǎn)品，如智能視頻服務(wù) 器、智能網(wǎng)絡(luò)攝像機、智能分析硬盤錄像機、智能視頻分析軟件等。作為視頻監(jiān)控的高端應(yīng)用，像周界檢測、行為分析、視頻故障診斷等功能業(yè)已在各重點行業(yè)中成功應(yīng)用，并逐步顯現(xiàn)威力。拿平安城市監(jiān)控系統(tǒng)來說，其一方面主要體現(xiàn)在一些重要的路段、社區(qū)、公共場所等，以通過視頻監(jiān)控方式對出現(xiàn)的可疑目標進行監(jiān)控報警。另一方面則集中在監(jiān)控系統(tǒng)的后期運營管理過程中，以通過視頻分析技術(shù)檢測前端攝像頭常見故障與視頻圖像質(zhì)量的低下 等問題 ，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的有效維護。 參考文獻： [1] 許洲 .基于動態(tài)圖像序列的運動目標檢測與跟蹤 [D].廣東， 華 南農(nóng)業(yè)大學(xué) ， 2021， 5 [2] 王成儒，顧廣華．一種采用背景統(tǒng)計技術(shù)的視頻對象分割算法 [J]．光電工程，2021， 8(3I)： 57— 60． [3] MAE Y， SHIRAI Y， MIuRA J， et a1． 0bject Tracking in Cluttered Backgammon based on 0ptic8l Flow and Edge8[c]／／ Proceeding of the 13th Imitational conferee on Patten Recon foliation， 1996： 196— 200． [4]MEIER T， Nunn K N． Video segmentation for content— based coding[J]． IEEE Trans． on circuits and systems Video Technology， 1999， 9(8)： 11901203． [5] 譚暨元，吳成東，周蕓，侯俊，王俏俏 智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)異常目標檢測算法研究木 [J], 機電工程 , 2021: 26(3) 1315. [6] 宋野 . 基于目標檢測的 SAR 圖像變化檢測方法研究 [D] 中國科 學(xué)院電子學(xué)研究所 , 2021 [7] 彭贊 視頻監(jiān)視與圖像分析系統(tǒng)研究 [D] 中南大學(xué) ， 2021 [8] 張凱 , 羅鳴 , 潘國盛 . 泰克最新的數(shù)字視頻分析 _測試和診斷產(chǎn)品 [J]. 時代電氣 . 2021: 4(12) 7273. 三、 立項的背景和意義（含科技發(fā)展、應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化前景） 立項的背景 隨著平安城市工程在全國范圍內(nèi)的迅速推進，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，并取得顯著成效，由其產(chǎn)生的帶動效應(yīng)也逐步在全國許多地方不同程度、不同范圍的得到拓展。 而視頻圖像采集、傳輸、顯示、存儲、平臺綜合管理等功 能正逐步能夠滿足城市視頻監(jiān)控的一些基本要求。典型的城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端已經(jīng)有足夠數(shù)量的攝像機能監(jiān)視所轄地段 。有視頻矩陣能將高質(zhì)量的圖像切換到專門監(jiān)控室的電視墻上，能實時控制云臺攝像機快速跟蹤可疑目標 。有錄像機進行錄像存檔，有綜合管理平臺進行聯(lián)網(wǎng)報警綜合處理等。大規(guī)模視頻監(jiān)控系統(tǒng)已逐步成為科技強警的重要組成部分和維護社會治安的有力手段。 然而監(jiān)控攝像機數(shù)量的不斷增加，監(jiān)控時間的不斷延長，也給監(jiān)控系統(tǒng)的維護工作帶來了新的挑戰(zhàn)。如何及時了解前端視頻設(shè)備的運行情況，保證大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的長期穩(wěn)定使用 ?這將是平安城市 建設(shè)后期值得長遠關(guān)注的問題。 6 就目前來說，平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運營維護工作一般是由人工完成。維護人員在中心監(jiān)控室，通過模擬矩陣或數(shù)字視頻流媒體服務(wù)器將遠端視頻調(diào)出到監(jiān)視屏中，人工判斷每路視頻的質(zhì)量，并將有問題的視頻記錄到維護報表中。這項工作十分耗時繁重，因此一般維護工作會以半個月或一個月為周期定期檢查，視頻故障只能在檢測的時候才能發(fā)現(xiàn)。 由于監(jiān)視屏數(shù)量有限，維護人員往往在一個監(jiān)視屏同時監(jiān)看多臺攝像機或隨機抽取攝像頭顯示，造成部分監(jiān)控點被漏看或被忽視 。另外，維護人員存在一定的不穩(wěn)定性、隨意性和局限性，加上人 的注意力有限、容易疲勞，會被其他事物干擾，使得這樣的人工檢查結(jié)果也不具客觀性。這種人工維護工作不僅費時費力，而且效果不好，視頻信號在出現(xiàn)不同的常見故障后，往往不能及時地被維護人員發(fā)現(xiàn)，形成了部分的攝像機要么沒有錄像資料被保存，要么即便有錄像資料，也是質(zhì)量很差，無法從中獲取有價值的信息內(nèi)容。在這種情況下，沒有完好的錄像信息，一旦發(fā)生突發(fā)事件或案情時，想要調(diào)看當時的錄像信息時，卻因為拿不到足夠完好的錄像信息而使視頻監(jiān)控系統(tǒng)不能發(fā)揮良好的作用。而智能視頻分析技術(shù)的不斷成熟為解決這一問題提供了更加完善解決方案。 智能視頻 (IV， Intelligent Video)源自計算機視覺 (CV， Computer Vision)技術(shù) (計算機視覺技術(shù)是人工智能研究的分支之一 )，它是在圖像及圖像描述之間建立關(guān)系，從而使計算機能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容，達到自動分析和抽取視頻源中關(guān)鍵信息的目的，也就是智能視頻分析技術(shù) (IVS)。 立項的意義 視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)作為安防領(lǐng)域的革新產(chǎn)品，是視頻分析技術(shù)在平安城市監(jiān)控系統(tǒng)運營維護方面的典型應(yīng)用，也是應(yīng)用性相對普遍的一種產(chǎn)品。它主要應(yīng)用在大型監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心，通 過控制監(jiān)控中心矩陣主機的視頻切換輸出或連接數(shù)字視頻流媒體管理服務(wù)器來獲取前端所有攝像機的視頻信號，對視頻圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡和云臺失控等常見攝像頭故障以及惡意遮擋和破壞監(jiān)控設(shè)備的不法行為做出準確判斷并發(fā)出報警信息 。在視頻監(jiān)控設(shè)備日益增多的今天，其在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，必然更加有利于幫助用戶快速掌控前端設(shè)備運行情況，輕松維護大型的安防系統(tǒng)。 7 四、 研究內(nèi)容（主要包括研究重點與開發(fā)內(nèi)容，含研究方案、技術(shù)路線、組織方式。） 視頻 圖像狀態(tài)自動識別、分析 診斷系統(tǒng)采用了視頻圖像分析的方法來檢測監(jiān) 控系統(tǒng)中存在的各種視頻常見故障。從現(xiàn)在普遍出現(xiàn)的攝像頭故障類型來看，影響視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻質(zhì)量的因素有很多，主要概括來說有以下幾點： ? 攝像機的設(shè)置不當或器件老化失效，包含攝像機的分辨率、攝像機對光照的靈敏度、鏡頭聚焦調(diào)整、色彩校正等 。 ? 大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中視頻信號通過長距離電纜傳輸、多級矩陣切換以及多級網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，電源、控制器等多種干擾信號可能對視頻信號產(chǎn)生強烈的干擾，線路老化、接頭松動等現(xiàn)場環(huán)境的變化可能帶來視頻噪聲 。 ? 大量使用 PTZ 球機，長期的運動變焦有可能讓部分球機發(fā)生方向錯誤、不可控等故障。 針對以上提到的種 種視頻故障，可將故障類型分成視頻信號缺失、視頻清晰度異常、視頻亮度異常、視頻噪聲、視頻雪花、視頻偏色、畫面凍結(jié)、 PTZ 運動失控 8種。這其中，視頻信號缺失、畫面凍結(jié)兩種故障可通過人工設(shè)計基于視頻圖像比對的方法得出結(jié)論 。PTZ 運動失控則是由故障檢測系統(tǒng)發(fā)出運動指令，然后通過對視頻圖像的運動分析來檢測是否有故障 。而對于其他的 5種故障，很難通過人工設(shè)定規(guī)則的方法來檢測，這就需要通過機器學(xué)習(xí)的方法，讓機器來模擬人的視覺反應(yīng)，檢測