視頻監(jiān)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

范建福

[摘 要]視頻監(jiān)控技術(shù)在很大程度上體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的安全防護(hù)水平，視頻監(jiān)控技術(shù)為保障國(guó)家重要場(chǎng)所的安全起到了重要作用。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛運(yùn)用，視頻監(jiān)控技術(shù)也在眾多重要的公共場(chǎng)所得到了廣泛的運(yùn)用。本文首先概括了視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷程，接著闡述了視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了目前視頻監(jiān)控技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最后，對(duì)視頻監(jiān)控技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，希望能讓讀者更了解視頻監(jiān)控技術(shù)以及其發(fā)展現(xiàn)狀。

[關(guān)鍵詞]視頻監(jiān)控;技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展;對(duì)策

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.11.201

1 視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷程

視頻監(jiān)控技術(shù)自誕生以來，在過去的二十多年里，大致經(jīng)歷了三代的發(fā)展。視頻監(jiān)控技術(shù)是多種技術(shù)綜合運(yùn)用與結(jié)合的產(chǎn)物，綜合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)，正朝著數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向繼續(xù)發(fā)展?？傮w來說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的三代分別為：第一代本地模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、第二代多媒體數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及第三代分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷程進(jìn)行回顧和總結(jié)，摸清其發(fā)展脈絡(luò)，有助于加強(qiáng)對(duì)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，有針對(duì)性地根據(jù)發(fā)展需求采取有效措施。

1.1 模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)

模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)又稱閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，是第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是以模擬信號(hào)為基礎(chǔ)，通過采用多路模擬攝像機(jī)，經(jīng)過圖像的處理和傳輸，產(chǎn)生的模擬信號(hào)，采用視頻電纜，通過模擬的方式進(jìn)行傳輸。這種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，只適用于小范圍的監(jiān)控，無法應(yīng)用于遠(yuǎn)距離的信號(hào)運(yùn)輸。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)所儲(chǔ)存的信息不能長(zhǎng)時(shí)間地保存，由于大量的視頻資料沒有形成完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，也不方便對(duì)其進(jìn)行查詢和檢索。除此之外，由于模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)是采用同攬同軸的方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，導(dǎo)致傳輸距離受到阻礙與限制。第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)與報(bào)警系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，操作管理復(fù)雜，不能對(duì)前端進(jìn)行控制，很難實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)控的要求。

1.2 多媒體數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)

多媒體數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要采取全數(shù)字或者混合數(shù)模的視頻傳輸方法，采用多媒體數(shù)字壓縮技術(shù)，將視頻圖像完全數(shù)字化。這種視頻監(jiān)控系統(tǒng)為了獲取圖像信息，在遠(yuǎn)端設(shè)置多個(gè)檢測(cè)探頭、數(shù)據(jù)設(shè)備、攝像機(jī)等。再將獲取到的圖像信息匯聚到多媒體監(jiān)控的終端上，通過多媒體的主機(jī)進(jìn)行專業(yè)處理，將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。多媒體數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾能力較第一代監(jiān)控系統(tǒng)來說，有了很大程度的提升，能夠做到不受傳輸線路信號(hào)的影響。并且，多媒體數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用自動(dòng)視頻分析技術(shù)，通過識(shí)別異常情況，并通過聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警，提高公共場(chǎng)所的安全性。與第一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)不同，多媒體數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)視頻數(shù)據(jù)建立索引后，方便對(duì)信號(hào)進(jìn)行查詢和檢索。

1.3 分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)

第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)是分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過利用高性能低價(jià)位的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體通信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行監(jiān)控信號(hào)的傳輸和處理。分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，采用攝像機(jī)等傳感器，通過實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來有效傳送視頻信息。傳輸過程結(jié)束后，系統(tǒng)前端自動(dòng)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行分析處理，再將有價(jià)值的信息輸送到監(jiān)控中心。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，具有方便靈活、監(jiān)控距離長(zhǎng)、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，這代視頻監(jiān)控系統(tǒng)重視對(duì)彩色圖像的處理，將研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)放在Web服務(wù)器的開發(fā)上?；赪eb服務(wù)器的分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠省去電纜費(fèi)用，無須使用專業(yè)軟件，節(jié)約了大量使用費(fèi)用。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)與運(yùn)用，意味著視頻監(jiān)控技術(shù)正朝著數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

2 視頻監(jiān)控技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1 用戶自定義報(bào)警

現(xiàn)階段，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶自定義報(bào)警，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際情況和實(shí)際需要，自定義報(bào)警系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的報(bào)警設(shè)置，將視頻監(jiān)控區(qū)域?qū)嵭袑?shí)時(shí)報(bào)警設(shè)置，維護(hù)公共場(chǎng)所的安全，防止不必要的安全事故的發(fā)生。用戶自定義報(bào)警設(shè)置方式可分為一般報(bào)警、特殊報(bào)警以及行為報(bào)警。一般報(bào)警是指根據(jù)監(jiān)控區(qū)域物體的運(yùn)動(dòng)屬性的異常情況，實(shí)施報(bào)警，通常有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)報(bào)警、無人照看的武體報(bào)警、運(yùn)動(dòng)特征檢測(cè)報(bào)警以及武體的移位報(bào)警等方面。特殊報(bào)警是指，利用物體的特性和類型進(jìn)行報(bào)警，通常分為以下幾個(gè)方面：區(qū)別特殊運(yùn)動(dòng)物體、人員數(shù)量超過報(bào)警以及特殊人員的報(bào)警這三個(gè)方面。而行為報(bào)警則是指，通過對(duì)運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行分析，當(dāng)發(fā)生于運(yùn)動(dòng)正常模型不匹配的情況時(shí)，實(shí)施報(bào)警。

2.2 有效實(shí)行目標(biāo)分類

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)很重要的作用和最終目標(biāo)，是對(duì)監(jiān)控視頻中的場(chǎng)景目標(biāo)的行為進(jìn)行判斷與分析，對(duì)場(chǎng)景目標(biāo)進(jìn)行分類。目前，視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，能夠根據(jù)不同場(chǎng)景中的目標(biāo)的特效，實(shí)現(xiàn)有效地對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類的方法。例如在交通系統(tǒng)中，視頻監(jiān)控技術(shù)能夠根據(jù)場(chǎng)景目標(biāo)的外表，根據(jù)是否有周期運(yùn)動(dòng)，來分辨不同的汽車類型和人群?，F(xiàn)階段，目標(biāo)分類的發(fā)展不僅僅只是停留在監(jiān)控視頻中運(yùn)動(dòng)物體的表面特征上，更注重對(duì)人的行為進(jìn)行分析，從更深層上對(duì)物體特征進(jìn)行分析，有效實(shí)行目標(biāo)分類。

2.3 有效進(jìn)行目標(biāo)跟蹤

當(dāng)前的視頻監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)有效地目標(biāo)跟蹤，傳統(tǒng)的跟蹤分類方法有基于模型的跟蹤、基于特征的跟蹤方法以及基于輪廓的跟蹤方法等。但是在視頻監(jiān)控技術(shù)中，單單憑借這些傳統(tǒng)的跟蹤方法是絕對(duì)不夠的，還必須根據(jù)可能出現(xiàn)的目標(biāo)相互遮擋的問題，實(shí)行有效的目標(biāo)跟蹤方法?，F(xiàn)階段，視頻監(jiān)控技術(shù)中根據(jù)視頻中的遮擋問題，主要存在兩種跟蹤方法，一類是直接穿透方法，另一類是合并分裂方法。這兩種方法的實(shí)施，能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行有效的跟蹤。

3 視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 視頻監(jiān)控技術(shù)趨向數(shù)字化發(fā)展

為了實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的視頻監(jiān)控效果，視頻監(jiān)控技術(shù)必然趨向數(shù)字化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控，解決監(jiān)控盲點(diǎn)問題。通過數(shù)字化信息技術(shù)的運(yùn)用，可將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)安裝在更廣闊的地區(qū)。視頻監(jiān)控技術(shù)趨向數(shù)字化發(fā)展，系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)方便，有利于多個(gè)系統(tǒng)例如報(bào)警、門鈴等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)控，可以根據(jù)實(shí)際需要，靈活設(shè)置前端設(shè)備，可調(diào)節(jié)性強(qiáng)，能夠分級(jí)對(duì)所有監(jiān)控?cái)z像機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)管理。視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化能夠提高監(jiān)控效果的質(zhì)量和效率，視頻監(jiān)控技術(shù)數(shù)字化能夠解決視頻傳輸信號(hào)的過程中出現(xiàn)的圖像質(zhì)量不穩(wěn)當(dāng)、容易受環(huán)境干擾的問題，能夠提供穩(wěn)定度高的高質(zhì)量視頻圖像，無論信號(hào)傳輸距離有多遠(yuǎn)，視頻圖像都不會(huì)出現(xiàn)衰減的情況。

3.2 視頻監(jiān)控技術(shù)趨向無線化發(fā)展

現(xiàn)階段，視頻監(jiān)控技術(shù)仍然沒有實(shí)現(xiàn)完全全方位的無線化，視頻監(jiān)控技術(shù)的無線化程度還不夠高，而科技的進(jìn)步要求視頻監(jiān)控技術(shù)朝著更便捷更全面的方向發(fā)展，因此，視頻監(jiān)控技術(shù)也正趨向無線化方向發(fā)展。視頻監(jiān)控如何只通過傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的方式，那將存在著極大的缺陷，給正常的監(jiān)控帶來極大的不便，無法實(shí)現(xiàn)全面有效的監(jiān)控，例如當(dāng)一些被監(jiān)控對(duì)象不固定時(shí)，往往會(huì)削弱監(jiān)控的力度。除此之外，監(jiān)控點(diǎn)分散的情況下繼續(xù)采用有線監(jiān)控方式，會(huì)導(dǎo)致高額的成本和維護(hù)費(fèi)用。而視頻監(jiān)控技術(shù)智能化能彌補(bǔ)通過有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的缺陷，具有監(jiān)控靈活并且不受地域限制的優(yōu)點(diǎn)。基于此，在不久的將來，視頻監(jiān)控技術(shù)必然會(huì)實(shí)現(xiàn)全面、系統(tǒng)的無線化，無線視頻監(jiān)控技術(shù)也將得到更為廣泛的運(yùn)用，促進(jìn)視頻監(jiān)控技術(shù)的不斷提升。

3.3 視頻監(jiān)控技術(shù)趨向智能化發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也得到了深入的發(fā)展，這也就意味著視頻監(jiān)控技術(shù)朝著智能化方向發(fā)展，即將進(jìn)入到視頻監(jiān)控技術(shù)的智能化階段。視頻監(jiān)控技術(shù)智能化，意味著系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷并識(shí)別監(jiān)控可能出現(xiàn)的問題，并且能夠迅速做出正確判斷，及時(shí)采取有效、快速的措施。要真正實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控技術(shù)智能化，必須通過內(nèi)置的計(jì)算機(jī)軟件來對(duì)視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行系統(tǒng)處理，通過采取核心技術(shù)，將視頻源的有效信息進(jìn)行有效地抽取，通過科學(xué)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

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