1 系统概述
随处可见的视频监控，无非就是摄像头不停地抓拍录像。然而，一旦须要检索视频中的特定目标，人们面对的往往是在成千上万个小时的海量视频中大海捞针，传统上须要投入的人力和时间，简直让人不敢想象，也很不现实。因此，如何通过计算机程序快速从海量视频中搜索特定目标，已经成为当前视频检索和视频侦查迫切须要解决的问题。
当前市场存在的视频侦查系统，普遍仅仅是依赖于传统局限的“帧差法”、“背景建模法”、“颜色分类法”等，从视频中检测所有运动目标，开发出的系统大多停留在“视频摘要”、“视频浓缩”、“拌线检测”、“人车分类”等非常初期、浅显的检索阶段，并没有进行特定目标的搜索，在海量视频检索任务中，人工筛选工作量仍然非常巨大，甚至无法接受。此类视频检索系统，尽管有关公司宣传如何地增强案件侦查能力，实际应用效果却非常有限，经受不住实际案件的检验。
因此，近年来，越来越多的开发者将重点投入到“以图搜图”这一热点主题的研究上，希望能够取得明显进展成果。然而，因技术方面主要存在很大的困难和挑战，如同类别差异、视点变化、光照差异、遮挡问题、复杂背景等，指望单纯通过“以图搜图”计算的“图像相似度”搜索海量视频中的特定目标，研究进展举步维艰，实际应用效果也非常局限，满足不了复杂多变的海量视频侦查任务。
作者完全自主研发的“梯度视频搜索系统”，继承并突破传统图像处理技术，允许用户根据实际情况，自定义视频侦查任务，创新性地提出并构建“级联检测器检测+验证器校验”的多级多个神经网络组成的神经计算专家系统，实现海量视频“多目标多场景”的同时搜索。
2 系统特点
不同于单纯的“以图搜图”，“梯度视频搜索系统”根据侦查任务的N（N≥1）个已知场景或M（M≥1）张已知图像，提取、处理和扩充已知视频或已知图像中的特征图像序列，将其作为样本集合训练搜索系统内核（多级多个神经网络组成的神经计算专家系统），实现海量视频“多目标多场景”的同时搜索，并且根据案件侦查的深入推进，支持已知场景的增加、删除和修改等。
“梯度视频搜索系统”首先根据已知的嫌疑人视频场景片段（已知场景可通过“梯度视频浓缩系统”检索等其它辅助方法得到），自动提取关键特征图像序列，并经一序列预处理和后处理，将关键特征图像序列扩充成不同光照、不同角度、不同变形等多种情况，形成更多的特征图像序列，将其作为样本集合，模拟人类大脑思维训练人工神经网络，最后使用经过训练的搜索系统内核，对海量视频执行搜索任务。
3 运行环境
电脑型号 华硕 All Series 台式电脑
操作系统 Windows 7 旗舰版 64位 SP1 ( DirectX 11 )
处 理 器 英特尔 Core i7-4770 @ 3.40GHz 四核
主 板 华硕 Z97-C (英特尔 Haswell)
内 存 16 GB ( 金士顿 DDR3 1600MHz )
主 硬 盘 西数 WDC WD10EZEX-08M2NA0 ( 1 TB / 7200 转/分 )
显 卡 Nvidia GeForce GTX 750 ( 1 GB / 七彩虹 )
显 示 器 三星 SAM0915 S22B310 ( 21.7 英寸 )
光 驱 东芝-三星 CDDVDW SH-224DB DVD刻录机
声 卡 瑞昱 ALC892 高保真音频
网 卡 英特尔 Ethernet Connection (2) I218-V / 华硕
4 使用说明
4.1 定义侦查任务
4.2 定义已知场景
4.3 选取视频片段
4.4 预处理已知场景
4.5 分割目标区域
4.6 后处理已知场景
4.7 训练神经网络
4.8 执行搜索任务
4.9 浏览搜索结果
4.10 生成报告视频
4.11 播放报告视频
5 案件实测
截至2014年08月31日，“梯度视频搜索系统”已先后经过3个案件的实测：2013年04月06日江夏杀妻抛尸案、2013年08月07日武昌小区盗窃案、2014年04月11日武汉大学强奸案。
5.1 2013年04月06日江夏杀妻抛尸案
5.2 2013年08月07日武昌小区盗窃案
5.3 2014年04月11日武汉大学强奸案
5.4 实测总结
