智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)20多年來,隨著計算機技術的發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)歷了3代：以視頻矩陣為代表的摹擬系統(tǒng)、以硬盤錄相機為代表部份數(shù)字化的系統(tǒng)和以視頻服務器為代表的徹底數(shù)字化的系統(tǒng),在這一發(fā)展過程中,視頻監(jiān)控系統(tǒng)與設備雖然在功能和性能上得到了極大的提高,但是仍然受到了一些固有因素的限制,從而導致整個系統(tǒng)在安全性和實用性的不高,無法發(fā)揮具體的作用。主要包括如下不盡如人意的地方：)保安值班人員具有人類自身的弱點,在值班時間內(nèi),注意能力不可能向來高度集中,不可能全天24小時進行有效的監(jiān)視,有時無法察覺安全威脅。)圖象不能長期顯示,幾乎沒有一個視頻監(jiān)控系統(tǒng)會按照和攝像機數(shù)目相同的模式配置顯示設備,在中大型系統(tǒng)中,均采用摹擬視頻矩陣或者數(shù)字視頻矩陣采用成組切換或者通用巡視的方式把視頻圖象切換到顯示設備上。在這種情況下,很可能有大量的攝像機采集的視頻圖象,傳輸?shù)奖O(jiān)控中心以后,值班人員無法看到,而剛好在不顯示某路視頻圖象的時間內(nèi)就有值得注意的異?，F(xiàn)象浮現(xiàn),由于值班人員并未當場發(fā)現(xiàn)并處理,這時,只能通過事后回放錄相文件才干查找到相應的圖象信息。這是由于監(jiān)控視頻圖象的海量數(shù)據(jù)和相對較少的顯示設備造成的矛盾。)數(shù)據(jù)分析艱難,傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏智能因素,錄相數(shù)據(jù)無法被有效的分類存儲,最多只能打上時間標簽,或者按照某一通道的外接報警信號或者者簡單的視頻挪移報警觸發(fā)錄相,數(shù)據(jù)分析工作變得非常耗時,很難獲得.全部的相關信息。4)傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種被動監(jiān)控目前的監(jiān)控系統(tǒng)大部份情況下都僅起到一個錄相的工作,即將一段時間內(nèi)的視頻圖象傳輸?shù)接脖P錄相機進行保存,在發(fā)生異常情況或者突發(fā)事件后,需要查找錄相,找出時間發(fā)生時的視頻圖象,但此時損失和影響已經(jīng)造成,無法挽回,徹底是一種亡羊補牢式的被動監(jiān)控。在這種意義上說,傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)還沒有入侵報警系統(tǒng)實時性高和實用。個人認為,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以定義為第四代視頻監(jiān)控。智能視頻能夠在圖象及圖象描述之間建立映射關系,從而使計算機能夠通過數(shù)字圖象處理和分析技術來理解視頻畫面中的內(nèi)容。視頻監(jiān)控中所說的智能視頻技術主要指的是：自動的分析和抽取視頻源中的關鍵信息。如果把攝像機看做人的眼睛,而智能視頻系統(tǒng)或者設備則可以看做人的大腦。智能視頻技術借助計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力,對視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)進行高速分析,過濾掉用戶不關心的信息,而僅僅為用戶提供實用的關鍵信息,并依據(jù)設定的規(guī)則進行判斷和報警,是視頻監(jiān)控技術發(fā)展的趨勢和方向。智能視頻監(jiān)控技術以常見的網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控技術為基礎,具備大家熟知的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的優(yōu)勢,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還具有更大的優(yōu)勢：)全天候監(jiān)控：借助智能視頻監(jiān)控系統(tǒng),可以全天候24小時可靠監(jiān)控,徹底改變以往徹底由值班人員對監(jiān)控畫面進行監(jiān)視和分析的模式,通過嵌入在前端設備中的智能視頻模塊、或者中心安裝的智能分析服務器,對所監(jiān)控2 / 8.的畫面進行不間斷分析。2)提高報警精確度：不同于簡單的視頻挪移檢測報警功能,可以大大提高報警精確度,前端設備可以集成強大的圖象處理能力,并運行高級智能算法,使用戶可以更加精確的定義一個安全威脅的特征,有效降低誤報和漏報現(xiàn)象,減少大量的無用視頻數(shù)據(jù)。3)突發(fā)事件處置：通過設置規(guī)則并識別可疑活動〔例如有人在公共場所遺留了可疑物體,或者有人在敏感區(qū)域停留的時間過長,在安全威脅發(fā)生之前就能夠提示值班人員關注相關監(jiān)控畫面以提前做好準備,在特定的安全威脅浮現(xiàn)時采取相應的預案,有效防止在混亂中由于人為因素而造成的延誤。)提高安全部門的保護級別：協(xié)助政府或者其他機構的安全部門提高室外區(qū)域或者公共環(huán)境的安全防護。此類應用主要包括：高級視頻挪移偵測、物體追蹤、人物面部識別、車輛識別、和非法滯留等。5)視頻資源的其他應用：除了安全相關類應用之外,智能視頻還可以應用到一些非安全相關類的應用之中。此類應用主要包括：人數(shù)統(tǒng)計、人群控制、注意力控制和交通流量控制等,可以利用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程視頻會議的參加人數(shù)統(tǒng)計等功能。智能監(jiān)控的浮現(xiàn),轉被動為主動,真正實現(xiàn)了實際應用意義上的7×24全天候?qū)崟r監(jiān)控,能盡可能發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的最大效力,有效的提高值班人員工作效率與利用率。3 / 8.通過對攝像機采集的視頻圖象進行智能分析,可以進行多種檢測：驀地入侵檢測、挪移物體檢測、運動路徑檢測、遺留物體檢測、運動方向檢測和移走物體檢測等,從而可以對人或者物體進行分析,可以定義越界、浮現(xiàn)、增加、遺留、長期逗遛、聚眾、違反出入規(guī)則、車輛逆行等等報警規(guī)則。1)驀地入侵檢測：在視頻圖象的設定區(qū)域內(nèi),檢測驀地浮現(xiàn)和入侵的物體并及時報警。可以應用在軍事重地、軍械庫、監(jiān)獄,國家領導人、重要人物住所,涉槍防爆和劇毒化學等重點單位。目前在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中時常使用的視頻挪移報警技術就是一種初步的驀地入侵檢測技術。圖31驀地入侵檢測)挪移物體檢測：在視頻圖象設定的區(qū)域內(nèi),對挪移物體進行動態(tài)跟蹤,可以檢測設定區(qū)域內(nèi)是否有可疑人物進入,逗遛或者徘徊,對檢測到的目標跟蹤并且提出報警。同樣可以應用在軍事重地、軍械庫、監(jiān)獄,國家領導人、重要人物住所,機場、高速公路、火車站和港口等。32挪移物體檢測3)運動路徑檢測：在視頻圖象設定的區(qū)域內(nèi),集中監(jiān)控人,車或者其他物體是否沿著某一方向穿越進入某一指定區(qū)域,對進入設定區(qū)域內(nèi)的目標物進行探測,跟蹤并及時報警?？梢詸z測車輛是否逆行,人是否從禁止進入的出口進入等?？梢詰迷谲囕v逆行、違章掉頭、違章左轉、違章右轉、闖紅燈,人在機場,海關出入口逆行等行為檢測。圖33運動路徑檢測4)遺留物體檢測：在視頻圖象設定的區(qū)域內(nèi),檢測車輛或者其他目標物?？? / 8.或者滯留超過一定的時間,對被蓄意放在設定區(qū)域的物品進行探測并報,比如有人遺留包裹或者爆炸物等?？梢杂糜谠跈C場,地鐵等交通要塞的反恐行為偵測或者應用在復雜環(huán)境的公共場合,并且可以應用于隧道,高速公路違章停車的檢測。34遺留物體檢測5)運動方向檢測：在視頻圖象設定的區(qū)域內(nèi),監(jiān)控車輛或者行人按預定義的多個方向朝確定目標的接近或者背離運動。能夠?qū)ξ矬w的運動方向進行準確識別和判斷。可以應用在軍事重地,軍械庫,監(jiān)獄,油田,國家重要辦公機關、國家領導人、重要人物住所等場合。圖35運動方向檢測6)移走物體檢測：當設定的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)目標物被移走,替代或者惡意遮擋時發(fā)出報警?？梢杂脕肀Ｗo財產(chǎn)安全。非常適合應用在博物館、珠寶店、展覽會等放置貴重物品的場所。在前幾屆北京舉辦的安防展會上,時?？梢砸姷疥P于放置在展臺上充電的手機被盜,然后通過查找錄相找到盜竊者的報導,而使用了智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)以后,在手機被盜的短期內(nèi)就可以報警,避免手機丟失。圖36移走物體檢測目前市場上的智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品主要有2類：一類是純軟件方式的產(chǎn)品,需要在一臺通用計算機上進行安裝并通過視頻采集卡接收輸入視頻并進行分析；5 / 8.此外一類則是一個專用的嵌入式系統(tǒng),直接有視頻輸入接口,并在DSP上完成視頻的分析和報警,該類產(chǎn)品相對于純軟件的方式有多方面的優(yōu)勢,并且在進行視頻智能分析的同時,還可以進行視頻壓縮、編碼,然后進行網(wǎng)絡傳輸。本部份主要分析嵌入式智能分析產(chǎn)品和中控設備的整合問題。嵌入式智能分析產(chǎn)品設置了報警規(guī)則、對視頻圖象進行分析后,如果滿足了報警條件,除了在視頻圖象上疊加報警信息進行報警以外,還可以通過繼電器輸出、串口輸出和網(wǎng)絡輸出進行報警,通過這3種報警接口均可以和中控設備或者其它設備進行集成。1)繼電器輸出這是最簡單的報警信號輸出方式,可以連接任何類型的中控主機。這種應用方式雖然簡單,但是要占用主機的一路輸入,在大型系統(tǒng)中應用有所不便。2)串行接口在和中控主機進行集成時,從實現(xiàn)的可能性來看,短期內(nèi),利用串行接口和中控主機進行通訊,是視頻智能分析設備和中控設備進行集成的比較好的方法。只需要獲得嵌入式智能分析產(chǎn)品的串口通訊協(xié)議,就可以通過中控設備對視頻分析模塊進行管理,接收分析模塊的報警信息。3)網(wǎng)絡接口從長遠考慮,視頻分析設備和中控設備通過網(wǎng)絡接口進行集成,或者單獨開辟一套視頻分析管理軟件,是一個必然的發(fā)展方向。通過管理軟件,可以對視頻分析設備、報警信號進行管理,并可以進行報警信息查詢的工作。使用這種方式,需要獲得視頻分析設備的SDK,而對于國外產(chǎn)品,SDK大多不是免費贈送。6 / 8.從市場的需求情況來看,隨著反恐形勢的不斷嚴峻,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在越來越多的引起人們的關注,需求量處于不斷上升的過程之中。從總體上看,國外的智能視頻應用市場正在從概念驗證階段向規(guī)模應用階段轉化,智能視頻已經(jīng)慢慢開始形成為一個產(chǎn)業(yè)。在智能視頻應用的概念模型浮現(xiàn)后不久,一些國外的公司就已經(jīng)開始著手研發(fā)相關的軟硬件產(chǎn)品。例如,網(wǎng)絡視頻市場的全球領導廠商瑞典Axis網(wǎng)絡通訊就已經(jīng)推出其智能視頻產(chǎn)品,其中包括AXIS242SIV視頻服務器和AXISIVM120人數(shù)統(tǒng)計智能視頻應用模塊。AXIS242SIV集成為了專用DSP芯片〔TIDM642,具備強大的圖象處理能力,并可支持第三方應用軟件模塊的運行和開辟。AXISIVM120人數(shù)統(tǒng)計智能視頻應用模塊可以使視頻監(jiān)控設備通過對監(jiān)控畫面的分析自動為用戶計算進/出特定區(qū)域的人數(shù),能夠有效匡助服務、零售等行業(yè)的管理者分析營業(yè)情況或者提高服務質(zhì)量。國內(nèi)最早浮現(xiàn)的視頻分析系統(tǒng),應該叫做圖片智能分析系統(tǒng),在交通行業(yè)有大量使用,例如電子警察、智能卡口系統(tǒng)等,可以通過攝像機采集的視頻圖象,抽取其中的單幀圖象進行分析,可以獲得圖片內(nèi)車輛的車牌號碼。航天部第二研究院有一款目前已經(jīng)在交通行業(yè)應用的產(chǎn)品,可以對視頻圖象進行智能分析,識別出交通可疑事件〔〔如事故、超速、遺撒、闖入禁區(qū)、逆行、滯留等的發(fā)生,與國外相比,國內(nèi)的智能視頻市場還有很大的差距,普通在監(jiān)控系統(tǒng)中提到的智能視頻監(jiān)控實際上還停留在普通的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控〔IP監(jiān)控、數(shù)字化監(jiān)控的概念上,但隨著市場上開始浮現(xiàn)了與國外類似的智能視頻應用需求,已經(jīng)有研究機構7 / 8.推出了該類產(chǎn)品但是距離產(chǎn)品化和規(guī)模應用還有一定的差距。智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化是視頻監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢智