試析智能視頻監(jiān)控技術在博物館中的應用

俞炳揚

摘要：技術防范已成為當前博物館安全管理必不可缺的防范手段，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是其重要組成部分。然而，投入大量資金建成的博物館視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由于無法同時顯示所有攝像機畫面、值班人員無法長時間盯住屏幕等原因，往往建而不監(jiān)、監(jiān)而不控，僅僅作為事后調閱取證的工具。隨著科學技術的發(fā)展，智能視頻監(jiān)控可以較好地解決傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題。本文結合博物館安防系統(tǒng)的功能需求，分析智能視頻監(jiān)控技術在博物館中的具體應用。

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

博物館收藏、陳列的文物因具有獨特性、稀缺性、不可再生性等特征，其歷史價值、研究價值等都非常高。近年來很多犯罪分子盯上了博物館的館藏文物，展藏品遭盜遭搶的案件時有發(fā)生；而隨著博物館免費開放政策的執(zhí)行，觀眾流量大增，博物館面臨著巨大的安全防范風險。當前，博物館除了在加強人防力量、夯實物防基礎外，都采取一定的技防手段，安裝了包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)在內的博物館安全技術防范系統(tǒng)，以提升整體防范能力。然而在實際使用中，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐步顯現(xiàn)出了諸多的問題，投入大量資金建成的博物館視頻監(jiān)控系統(tǒng)往往建而不監(jiān)、監(jiān)而不控，不能及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場的異?；蜻`法行為，僅僅作為事后調閱取證的工具，錯過了案情的最佳處置時機。

1傳統(tǒng)的博物館視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

首先，系統(tǒng)過于依賴人工監(jiān)控。博物館視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端攝像機數(shù)量通常比較多，少則幾十臺，多則幾百臺，單靠一兩個值班人員的肉眼很難做到多個畫面的實時不間斷監(jiān)視，無法及時撲捉監(jiān)控現(xiàn)場的異常信息，而且極易造成眼睛疲勞、思想麻痹，失去監(jiān)控的實時性效果。據(jù)國際權威的電子行業(yè)研究機構IMS Research實驗結果顯示，在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式下，值班人員需要監(jiān)視太多的視頻畫面，遠遠超出人的接受能力，導致實際監(jiān)控效果低下，當盯著視頻畫面僅僅10分鐘之后，人眼將對視頻畫面里45%以上的活動信息視而不見，22分鐘后，人眼會錯過畫面里95%以上的活動信息。在很多項目中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)難以真正發(fā)揮效用，僅僅成為高科技的象征，監(jiān)控顯示墻也成了花瓶。

其次，受客觀條件的限制，監(jiān)控中心監(jiān)視器的數(shù)量遠遠小于前端攝像機的數(shù)量。一個監(jiān)視器必須分時、輪巡顯示多個監(jiān)控攝像機的畫面，每個監(jiān)控場景實際上只有很少一部分時間處于值班人員注視下。犯罪分子作案時間短，如果現(xiàn)場監(jiān)控攝像機剛好沒有顯示在監(jiān)視器上，則值班人員無法得知現(xiàn)場情況，漏報的概率非常高。

另外，由于無法做到值班人員實時監(jiān)視所有畫面，為了不漏掉任何視頻信息，一般都配置多個硬盤，采取7*24小時不間斷視頻錄像，以便事后調閱、復核。然而，硬盤錄像機保存的絕大部分信息實際上都是無用視頻，由于錄像信息量太大，視頻檢索查詢困難。而且硬盤經常處于工作狀態(tài)，影響使用壽命，容易發(fā)生故障。

從博物館的風險等級及其安防系統(tǒng)現(xiàn)狀看，應結合當前視頻監(jiān)控技術發(fā)展的大趨勢，利用智能視覺監(jiān)控技術可以大大改善博物館技術防范效果，同時減輕監(jiān)控值班人員的負擔。

2智能視頻監(jiān)控技術的特點與優(yōu)勢

智能視頻監(jiān)控技術從20世紀90年代初開始出現(xiàn)，經過幾個階段的發(fā)展已逐漸成熟。它是利用圖像處理、模式識別和計算機視覺技術，借助計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力自動分析序列圖像在監(jiān)控場景中的變化，過濾掉視頻畫面無用的或干擾信息，自動識別不同物體并進行定位、識別和跟蹤，快速準確地定位事故現(xiàn)場，判斷監(jiān)控畫面中的異常情況，并以最快和最佳的方式發(fā)出警報或觸發(fā)其它動作，從而有效進行事前預警，事中處理，事后及時取證的全自動、全天候、實時監(jiān)控的智能系統(tǒng)。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，具有如下主要特點和優(yōu)勢：1）實現(xiàn)7×24全天候可靠監(jiān)控 ，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)徹底改變了以往完全由值班人員對監(jiān)控畫面進行監(jiān)視和分析的模式，它通過智能視頻功能模塊對所監(jiān)控的畫面進行7×24不間斷的分析，并采用智能算法與用戶定義的安全模型進行對比，一旦發(fā)現(xiàn)安全威脅立刻向監(jiān)控中心報警。2）提高報警精確度，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)產品集成了強大的圖像處理能力，并運行高級智能算法，使用戶可以更加精確地定義各類安全威脅的特征。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效提高報警精確度，降低誤報和漏報現(xiàn)象的發(fā)生。3）提高報警實時性，智能視頻系統(tǒng)擁有比普通視頻監(jiān)控系統(tǒng)更加強大的智能特性，它能夠識別可疑活動，如有人在公共場所遺留了可疑物體或者在敏感區(qū)域停留的時間過長等情況，因此在安全威脅發(fā)生之前就能夠提示值班人員關注相關監(jiān)控畫面，使安全保衛(wèi)部門有足夠的時間對潛在的威脅做好準備工作。4）有效擴展視頻資源的用途，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)不但可用于安防目的，也可用于其他用途。例如基于智能視頻監(jiān)控的人數(shù)統(tǒng)計功能，可用于博物館每天的觀眾流量統(tǒng)計。

3博物館智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結構與典型應用

在博物館安防系統(tǒng)中合理地運用智能視頻監(jiān)控技術，可以有效地增強系統(tǒng)效能，減輕值班人員工作強度，提高安全防范管理水平。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成結構與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本相同，除了前端視頻采集、傳輸以及控制、顯示、記錄等內容外，還有作為智能視頻監(jiān)控技術關鍵載體的視頻分析部分。對于采用傳統(tǒng)模擬監(jiān)控方式的已建或新建系統(tǒng)，可以在監(jiān)控中心端通過增加視頻分析設備（智能監(jiān)控服務器）進行系統(tǒng)升級，選擇需要智能監(jiān)控的前端攝像機信號進入智能監(jiān)控服務器，完成視頻分析功能，實現(xiàn)主動監(jiān)控，并將預警、警情實時發(fā)給模擬視頻矩陣，完成快速切換和錄像等功能。其系統(tǒng)結構圖如下：

而對基于網絡視頻監(jiān)控模式的博物館數(shù)字化安防系統(tǒng)，則可以增加視頻分析編解碼設備的解決方案進行系統(tǒng)升級，實現(xiàn)智能視頻監(jiān)控功能。其系統(tǒng)結構圖如下：

博物館智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)建成后，只是增加了極少量的設備，沒有改變博物館安防系統(tǒng)原有線路，沒有摒棄原有系統(tǒng)，原有的監(jiān)控系統(tǒng)依然可以起到作用，而且絲毫不會影響原有系統(tǒng)的功能和報警準確性，兩個系統(tǒng)即相對獨立又相互統(tǒng)一，相輔相成，優(yōu)勢互補。尤其在以下幾個方面，具有非常突出的應用價值。

周界入侵防護，在博物館建筑的圍墻或外周界，建立智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過軟件設定警戒條件、報警防區(qū)，系統(tǒng)監(jiān)測是否有人員、物體靠近或進入，自動識別入侵目標，并觸發(fā)報警及錄像，提前預知非法人員的闖入，以便保衛(wèi)人員有足夠的時間進行處理。尤其是博物館閉館或夜間，保衛(wèi)力量相對薄弱，利用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)對周界的入侵監(jiān)測，可以大大提高報警準確率，減輕值班人員負擔。

重要展藏品看護，博物館展藏品非常多，有些是陳列在展臺、展柜內展出，而有些是裸展。特別是書畫展品，大多直接懸掛墻上展出，一些參觀者往往對館內的警告指示牌視而不見，跨過一米線或防護欄進入展陳區(qū)拍照，甚至用手觸摸展品，極易造成展品損壞或失竊。對于此類情形，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式可能無法及時發(fā)現(xiàn)并制止，而往往在遭受嚴重損失后才發(fā)現(xiàn)。通過建立智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在軟件上設置重要展臺、展柜或展藏品四周的虛擬警戒線，形成相應的警戒區(qū)域，實現(xiàn)警戒線穿越監(jiān)測、警戒區(qū)域闖入監(jiān)測、靜止物品異常移動與丟失監(jiān)測、視頻圖像驟變監(jiān)測等功能。監(jiān)控中心值班人員可以及時獲悉現(xiàn)場報警信息，并可聯(lián)動現(xiàn)場聲光報警器、音響設備設置、呼叫現(xiàn)場保安人員協(xié)同處置。

火災智能監(jiān)測，俗話說：賊偷一半，火燒全完。火險是博物館的大敵，一旦發(fā)生火災，對展藏品的損壞是無法補救的。博物館內部空間普遍比較高、面積大，雖然都安裝了消防報警系統(tǒng)，但在火災初期階段由于煙霧較少，很容易隨風驅散，火災報警探測器不能及時發(fā)出報警。智能視頻監(jiān)控技術可以作為消防報警系統(tǒng)的有力補充，減少火警漏報、誤報等情況。在博物館參觀大廳、藏品庫房等區(qū)域安裝智能圖像處理攝像機，在視場范圍內可根據(jù)需要設置警戒區(qū)域，一旦警戒區(qū)域內自動監(jiān)測到煙霧、火焰，則系統(tǒng)自動產生告警，并用告警框標識出煙霧、火焰發(fā)生范圍，第一時間直觀地提示值班人員明確火警信息。

群體事件預防，博物館作為反映當?shù)厣鐣v史文化的公益性文化事業(yè)機構，漸已成為所在城市對外宣傳的一個重要窗口。隨著免費開放政策的深入推行，參觀者絡繹不絕，若短時間內入館參觀者過多，造成人員擁擠，極易發(fā)生群體性傷害事件。智能視頻監(jiān)控技術通過檢測人群密度、群體運動特征，自動監(jiān)測人群移動監(jiān)測人群的聚集、排隊、擁擠、游行、集會等活動，值班人員可以及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場情況，并作出應急處置，有效防止群體事件的發(fā)生。

出入口人流量統(tǒng)計，博物館免費開放之前，觀眾量一般通過售出的門票數(shù)量來統(tǒng)計，而免費開放后，大多采取技術統(tǒng)計手段，當前應用比較多的就是基于智能視頻監(jiān)控技術的統(tǒng)計方案。在博物館觀眾出入口或重要通道的視頻畫面上設定監(jiān)測區(qū)域，自動進行進出區(qū)域內的人頭識別，可以準確統(tǒng)計單一方向或雙向的人員流動數(shù)據(jù)，為博物館開放的科學管理提供有力依據(jù)。

4結語

智能視頻監(jiān)控技術經過十余年的發(fā)展，目前已成功應用到多個行業(yè)和領域中，其優(yōu)勢顯而易見。然而，技術所依賴的因素也很多，比如視頻圖像質量、清晰度是否達到視頻分析的最低要求，圖像信號是否遭到人為干擾或破壞等等，這些外部條件都影響智能視頻監(jiān)控功能的發(fā)揮。特別是對風險等級和安全防護級別高的文物系統(tǒng)博物館而言，其安全防范系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性都有非常高的要求，在進行前端攝像機及智能視頻分析設備的選型、安裝、配置等方面應從實際應用需求出發(fā)，認真分析外部影響因素，不斷改進優(yōu)化，使博物館安全防范達到更高的水平。

參考文獻

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