網(wǎng)絡(luò)化智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)01系統(tǒng)摘要應(yīng)用場(chǎng)所系統(tǒng)的意義系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄030204基本信息視頻監(jiān)控系統(tǒng)從最初的模擬閉路電視監(jiān)控開始，經(jīng)歷了數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，正在向分布式、智能化的方向邁進(jìn)。視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化，節(jié)約了大量的存儲(chǔ)空間。系統(tǒng)摘要系統(tǒng)摘要智能視頻監(jiān)控的核心內(nèi)容之一是對(duì)特定目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤。目標(biāo)跟蹤可分為5個(gè)步驟，包括運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、目標(biāo)分類、目標(biāo)跟蹤、行為分析和行為識(shí)別。如對(duì)人體的跟蹤：首先從實(shí)時(shí)圖像序列(即視頻)中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)物體，再判定運(yùn)動(dòng)物體中的人體，然后跟蹤人體的運(yùn)動(dòng)軌跡，并分析和選定有異常行為的人，最后對(duì)行為異常的人進(jìn)行持續(xù)跟蹤。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)是從圖像序列中將變化區(qū)域從背景圖像中提取出來。運(yùn)動(dòng)區(qū)域的有效分割將大大減少后繼過程的運(yùn)算量。然而，背景圖像的不穩(wěn)定性，如陰影、光照、慢移動(dòng)、靜移動(dòng)(樹葉的擺動(dòng))等，也使得運(yùn)動(dòng)檢測(cè)非常困難。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法可按照不同分類標(biāo)準(zhǔn)分為多種。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法歸納為三種：背景消除法，時(shí)間差分法，光流法。背景消除法和時(shí)間差分法都可以看作是差分圖像法。背景消除法是運(yùn)動(dòng)分割中最常用的一種方法，它利用當(dāng)前圖像與背景圖像的差分來檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)區(qū)域。時(shí)間差分方法是在連續(xù)的圖像序列中兩個(gè)或三個(gè)相鄰幀之間采用基于像素的時(shí)間差分并且閾值化來提取出圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?；诠饬鞣椒ǖ倪\(yùn)動(dòng)檢測(cè)采用了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)隨時(shí)間變化的光流特性，通過計(jì)算位移向量光流場(chǎng)來初始化基于輪廓的跟蹤算法，從而有效地提取和跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是在攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)的情況下也能檢測(cè)出獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。目標(biāo)分類的目的是從檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中將特定類型物體的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取出來。根據(jù)利用的信息的不同，目標(biāo)分類可以分為基于運(yùn)動(dòng)特性的分類和基于形狀信息的分類?；谶\(yùn)動(dòng)特性的識(shí)別利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的周期性進(jìn)行識(shí)別，受顏色、光照的影響較小?；谛螤钚畔⒌淖R(shí)別利用檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的形狀特征與模板或者統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行匹配。系統(tǒng)的意義系統(tǒng)的意義隨著人們對(duì)社會(huì)安全的重視，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開始廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)呈現(xiàn)出明顯的4P(Platform平臺(tái)+Product產(chǎn)品+Provision服務(wù)+People大眾)融合趨勢(shì)。社會(huì)各行業(yè)需要實(shí)施遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的范圍已逐步擴(kuò)大，面向管理監(jiān)控和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)監(jiān)控發(fā)展，中國(guó)的視頻監(jiān)控集中在行業(yè)用戶，個(gè)人用戶市場(chǎng)特別是家庭安全領(lǐng)域的需求具備較大潛力。電信運(yùn)營(yíng)商寬帶升級(jí)，使得現(xiàn)有的寬帶網(wǎng)絡(luò)能夠滿足用戶多方面的需求，在傳統(tǒng)的以文字和圖片為主的內(nèi)容服務(wù)上，能夠提供具有視頻和音頻的多媒體內(nèi)容服務(wù)。這是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也為視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的平臺(tái)支持。需求與平臺(tái)的結(jié)合，使得視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)形成巨大的發(fā)展?jié)摿?。視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為所有安全保衛(wèi)工作的眼睛，是第一信息收集來源。視頻監(jiān)控點(diǎn)的多少、架設(shè)范圍直接決定了信息收集的程度，也決定了在處理突發(fā)事件和預(yù)防突發(fā)事件的效率和能力。為了能夠全面監(jiān)控，通常需要在監(jiān)控點(diǎn)及其周邊地區(qū)架設(shè)大量的攝像機(jī)，數(shù)量如此眾多、范圍如此廣的視頻監(jiān)控點(diǎn)的無論是設(shè)備安裝，還是機(jī)動(dòng)性要求，現(xiàn)有的系統(tǒng)都無法滿足要求，在降低成本、提高工作效率、增加機(jī)動(dòng)性上只有使用移動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)才是解決這些矛盾的最佳選擇。在現(xiàn)實(shí)活中，大量的有意義的視覺信息包含在運(yùn)動(dòng)之中。盡管人類視覺既能看見運(yùn)動(dòng)又能看見靜止的物體，但是在許多場(chǎng)合，比如說交通流量的監(jiān)測(cè)、重要場(chǎng)所的保安、航空和軍用飛行器的制導(dǎo)、汽車的自動(dòng)駕駛或輔助駕駛等，我們往往對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體更感興趣。因此研究只對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)敏感的檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)是很有意義的。此外，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的研究對(duì)象是圖像序列，而研究圖像序列的困難性一般要比單幀圖像分析大。應(yīng)用場(chǎng)所應(yīng)用場(chǎng)所1、周界警戒及入侵檢測(cè)：在復(fù)雜環(huán)境中精確的偵測(cè)和識(shí)別單個(gè)物體或多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤，包括運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)特征等；2、物品被盜或移動(dòng)檢測(cè)：計(jì)算機(jī)將自動(dòng)檢測(cè)物體移動(dòng)情況，用于重要物品和設(shè)備的監(jiān)視；3、遺留、遺棄物品檢測(cè)：當(dāng)一個(gè)物體(如箱子、包裹、車輛、人物等)在警戒區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間停留，或超過了預(yù)定的時(shí)間，系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警信息。典型應(yīng)用場(chǎng)景包括機(jī)場(chǎng)、火車站、地鐵站等。4、自動(dòng)跟蹤：偵測(cè)到移動(dòng)物體之后，根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，發(fā)送控制指令，使攝像機(jī)能夠自動(dòng)跟蹤物體，當(dāng)物體超出該攝像機(jī)監(jiān)控范圍之后，自動(dòng)通知物體所在區(qū)域的攝像機(jī)繼續(xù)進(jìn)行追蹤，可用于不同攝像機(jī)對(duì)同一目標(biāo)的關(guān)聯(lián)跟蹤；5、高級(jí)視頻移動(dòng)偵測(cè)(AdvancedVMD)：在復(fù)雜的天氣環(huán)境中(例如雨雪、大霧、大風(fēng)等)精確的偵測(cè)和單個(gè)物體或多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，包括運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)特征等。6、非法滯留(ObjectPersistence)：當(dāng)一個(gè)物體(如箱子、包裹、車輛、人物等)在警戒區(qū)域停留的時(shí)間過長(zhǎng)，或超過了預(yù)定的時(shí)間就報(bào)警。典型應(yīng)用場(chǎng)景包括機(jī)場(chǎng)、火車站、地鐵站等。系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，還能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控范圍網(wǎng)絡(luò)化、存儲(chǔ)容量擴(kuò)容化、監(jiān)控智能化等，一旦選定目標(biāo)，系統(tǒng)即可進(jìn)行目標(biāo)實(shí)時(shí)自主跟蹤，通過攝像頭和云臺(tái)監(jiān)控目標(biāo)行為，存儲(chǔ)可靠信息。由于均值偏移算法（MeanShift）是一種基于Bayes濾波的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，具有很好的抗遮擋性。故采用均值偏移算法，實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤功能。硬件實(shí)現(xiàn)圖1網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)適用于任何支持TCP/IP的10/100Base－T以太網(wǎng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的各種監(jiān)控功能有：語(yǔ)音報(bào)警、抓圖錄像、輪巡監(jiān)控、目標(biāo)人物跟蹤等。系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)視頻前端監(jiān)控設(shè)備（VideForwardSupervisedevice，VFSD）、視頻服務(wù)器（Videserver，VS）和網(wǎng)絡(luò)客戶終端（NetworkGuestUnit，NGT）三部分組成。硬件平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。客戶可以