試論煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)關鍵技術

1、    試論煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)關鍵技術    高穆摘 要：當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在朝著數(shù)字化以及智能化的方向發(fā)展，并且在許多領域之中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)都已經得到了非常廣泛的應用。對于煤礦企業(yè)而言，在進行煤礦開采的過程中，對于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)加以引進，往往能夠更好地保證煤礦開采活動的進行。而在將智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用于煤礦之中的時候，必須要掌握其關鍵技術，煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵技術主要包括塵霧圖像清晰化技術、運動目標檢測技術以及單目標跟蹤技術等，因此在本文的研究中，主要就煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵技術進行了相應的說明，以期智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠在煤礦開采的過程中

2、得到更好地應用。關鍵詞：煤礦；智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)；關鍵技術中圖分類號：tp391 文獻標識碼：a1.智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)自出現(xiàn)至今，已經取得了較好的發(fā)展，而且在許多領域之中都得到了廣泛的應用，比如說在公共安全監(jiān)控、交通管理、運動跟蹤以及智能家居等諸多領域都有著非常深入的應用。而就智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用領域而言，主要可以將其劃分為安全相關類的應用和非安全相關類的應用兩個方面。其中安全相關類的應用主要包括高級視頻運動檢測、運動跟蹤、人物面部識別、車輛識別以及智能監(jiān)護等，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在這些安全相關類應用中的主要作用就是保證安全。而非安全相關類的應用則主要包括人數(shù)統(tǒng)計與人群控制

3、、交通流量控制等，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的非安全相關類應用依據其具體用途的不同，所發(fā)揮的作用也不一樣。由此可見，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)無論是在生活安全方面、交通方面，還是在軍事方面都有著非常廣泛的應用，而且其也有著得天獨厚的優(yōu)勢。2.煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體設計2.1 系統(tǒng)結構煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由4個部分構成，分別是前端視頻的采集、網絡傳輸、視頻控制管理以及視頻顯示記錄，其中全段視頻的采集主要是完成對于視頻信號的采集，而網絡傳輸則是對于采集的視頻信號進行傳輸以及切換，視頻控制管理以及視頻顯示記錄則是完成視頻的顯示以及存儲等監(jiān)控功能。在整個煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)之中，前端設備主要包括網絡攝像機以及交換機

4、，而智能視頻分析服務器、監(jiān)視器以及報警設備等則主要負責完成對于前端設備采集的視頻信息進行傳輸、轉換、處理以及儲存。2.2 系統(tǒng)的主要功能煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能包括警戒線入侵報警、警戒線跨越報警、目標出現(xiàn)報警以及目標離開報警。其中警戒線入侵報警指的是在有運動目標進入到設置的警戒區(qū)域時，系統(tǒng)會自動進行報警并且提示工作人員，而且煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠對警戒區(qū)中多個需要關注的目標做出報警提示。而警戒線跨越報警則是指在視頻圖像之中設定一條警戒線，一旦有人或者是物超過了該警戒線，系統(tǒng)就會進行報警提示，而且對于警戒線的穿越發(fā)現(xiàn)也可以設置成為單向穿越或者是雙向穿越。目標出現(xiàn)報警所指的是在設置的區(qū)域內

5、如果出現(xiàn)了人或者是其他的運動物體，系統(tǒng)將會自動進行報警，而且煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還支持警戒區(qū)中多個所需要關注的目標同時進行報警。最后目標離開報警則是指的當目標離開指定的區(qū)域的時候系統(tǒng)自動進行報警提示。3 煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)關鍵技術3.1 塵霧圖像清晰化技術因為在進行煤礦生產的過程中，由于開采以及運輸活動的進行，往往會使得礦井中存在大量的粉塵顆粒，而且隨著當前煤礦開采過程中機械化程度的不斷提高，礦井中的粉塵濃度也變得越來越大。而為了使得空氣中的粉塵的含量得到有效地控制，許多煤礦企業(yè)往往會在礦井中設置大量的噴霧降塵裝置，而這些噴霧裝置會產生大量的霧氣以及水滴，從而使得光線在到達監(jiān)控成像設備之前就

6、被散射或者是吸收，使得監(jiān)控場景的能見度嚴重地降低。而且在視頻監(jiān)控圖像的采集以及傳輸?shù)倪^程中，往往也會受到其他隨機噪聲的干擾，進而使得監(jiān)控圖像的質量嚴重下降，不利于對運動目標的檢測、識別以及跟蹤。所以要想取得更好地監(jiān)控效果，就必須要使得塵霧圖像變得更加清晰化，而近些年來所提出的基于單幅圖像去霧的方法取得了良好的復原效果，利用該方法能夠獲得較好的去霧圖像，從而使得原本模糊的圖像能夠變得更加的清晰。所以塵霧圖像清晰化技術是煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個關鍵技術，其對于提高監(jiān)控的質量有著非常重要的意義。3.2 運動目標檢測技術當前許多煤礦企業(yè)在選用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，往往都是采用的固定式攝像機進行定點監(jiān)

7、測，其拍攝的背景也屬于相對靜止不變的類型，在此基礎之上，利用運用背景減除算法就能夠較為容易地實現(xiàn)對于完整運動目標的捕獲。但是由于煤礦工作環(huán)境較為復雜，監(jiān)控圖像常常會受到自然光照以及人工照明的影響，所以在對于前景進行檢測的過程中，往往不僅僅包含了運動目標，同時還伴隨著相應的陰影區(qū)域，而陰影又與背景有著較為明顯的區(qū)別，并且其是與目標相連通的，也與目標具有相同的運動規(guī)律，這樣在對于運動目標進行檢測的過程中，就非常容易使得前景中運動目標的幾何形狀出現(xiàn)較大的偏差，使得多個運動目標粘連融合在一起，甚至導致目標丟失以及虛假目標的出現(xiàn)等情況。因此在對于運動目標進行檢測的過程中，陰影的檢測與去除技術是一個非常關

8、鍵的問題。正是考慮到采用傳統(tǒng)的背景減除法的運動目標檢測存在許多的問題，同時結合煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)背景環(huán)境的特點以及目標檢測的實際需求，在對于前景進行檢測的過程中，一方面可以采用聯(lián)合信息來進行前景檢測，進而減少前景和背景之間的錯檢，另一方面也可以自動進行差分閾值的設置，從而獲得較高的前景檢測率，除此之外，在對于運動陰影進行檢測的過程中，還可以設計多特征融合的陰影檢測方法，從而使得運動目標檢測的結果更為準確。3.3 單目標跟蹤技術在煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)之中，單目標跟蹤技術也是一個非常重要的技術，通過對于該技術的應用，可以對于感興趣運動目標實現(xiàn)魯棒的目標跟蹤。但是對于煤礦視頻監(jiān)控圖像來說，因為其目

9、標的運動情況往往較為復雜，而且光照也會發(fā)生變化，同時還存在遮擋等問題，所以使得目標以及背景可能會隨時發(fā)生變化，所以要事先建立起恰當?shù)耐庥^模型對于有效的目標進行描述往往較為困難。為了實現(xiàn)單目標跟蹤，近年來基于二元分類的單目標跟蹤方法得到了廣泛的關注，通過對于該方法的應用，能夠同時對于目標與背景信息加以考慮，通過判別邊界使得運動目標能夠從背景中被分辨出來，從而實現(xiàn)對于單目標的跟蹤。在煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)之中對于單目標跟蹤技術有效地加以應用，可以獲得更為全面和準確的監(jiān)測目標的情況，從而更加有利于煤礦生產活動的開展。結語在煤礦生產的過程中，通過對于煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用，能夠更好地提高煤礦生產管理的水平。但是在對于煤礦智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)加以應用的過程中，必須要掌握系統(tǒng)的基本結構，同時還要把握實現(xiàn)智能監(jiān)控的一些關鍵技術，比如說塵霧圖像清晰化技術、運動目標檢測技術、單目標跟蹤技術等，只有合理地對于這些關鍵技術加以應用，才能夠更好地保證監(jiān)控的質量。參考文獻1趙艷芹，王振翀，付喜輝，等.基于煤礦視頻監(jiān)控系