淺談數(shù)字安防關(guān)鍵技術(shù)

劉昕鑫

【摘要】 數(shù)字安防，是以維護(hù)社會(huì)公共安全為目的，運(yùn)用數(shù)字安全防范產(chǎn)品和其它相關(guān)產(chǎn)品來(lái)對(duì)人、物進(jìn)行安全保護(hù)，主要包括視頻監(jiān)控、入侵報(bào)警和門禁對(duì)講，其中視頻監(jiān)控是重中之重，本文主要介紹了數(shù)字安防的關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字安防 視頻監(jiān)控 智能視頻分析

一、引言

安全防范系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱安防，是以維護(hù)社會(huì)公共安全為目的，運(yùn)用安全防范產(chǎn)品和其它相關(guān)產(chǎn)品所構(gòu)成的入侵報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、BSV液晶拼接墻系統(tǒng)、門禁消防系統(tǒng)、防爆安全檢查系統(tǒng)等，安防系統(tǒng)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)占有最大比重，其主要是利用視頻技術(shù)探測(cè)、監(jiān)視設(shè)防區(qū)域并實(shí)時(shí)顯示、記錄現(xiàn)場(chǎng)圖像的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。

二、視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展歷程

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程大致如下：

第一代：模擬監(jiān)控系統(tǒng)

20世紀(jì)90年代以前，主要以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，稱為第一代傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)由攝像機(jī)、視頻矩陣、磁帶錄像機(jī)和監(jiān)控器等組成，通常是以街道、小區(qū)或派出所為單位的小范圍封閉的監(jiān)控系統(tǒng)。

其存在的問(wèn)題是：

只適用于較小的地理范圍，與信息系統(tǒng)無(wú)法交換數(shù)據(jù)，監(jiān)控僅限于監(jiān)控中心，應(yīng)用的靈活性較差，不易擴(kuò)展。

第二代：數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)

20世紀(jì)90年代中期，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，人們利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行視頻的采集和處理，利用顯示器的高分辨率實(shí)現(xiàn)圖像的多畫面顯示，從而大大提高圖像質(zhì)量，這種基于pc機(jī)的多媒體主控臺(tái)系統(tǒng)稱為第二代數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

但存在的問(wèn)題是：

由于其傳輸?shù)娜允悄M信號(hào)，因此通常只適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控，系統(tǒng)的擴(kuò)展能力差，對(duì)于已經(jīng)建好的系統(tǒng)，如要增加新的監(jiān)控點(diǎn)，往往是牽一發(fā)而動(dòng)全身，新的設(shè)備也很難添加到原有的系統(tǒng)之中。

第三代：網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展為具有網(wǎng)絡(luò)功能的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即第三代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

它集成了多媒體技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)茸钚录夹g(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)圖像傳輸、遠(yuǎn)程控制、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集等監(jiān)控功能，還可提供高質(zhì)量的監(jiān)控圖像和便捷的監(jiān)控方式。

該系統(tǒng)與上述第一、二代系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)：利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，不需要為新建監(jiān)控系統(tǒng)鋪設(shè)光纜、增加設(shè)備，輕而易舉地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控；系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方增加監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備就可擴(kuò)展新的監(jiān)控點(diǎn)。

第四代：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

第四代智能視頻系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，依托于智能圖像分析及識(shí)別技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，它對(duì)視頻進(jìn)行一系列分析，從視頻中提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息，發(fā)現(xiàn)感興趣目標(biāo)與事件，并根據(jù)預(yù)設(shè)模板或用戶預(yù)設(shè)的規(guī)則，自動(dòng)識(shí)別出感興趣目標(biāo)并得到感興趣的數(shù)據(jù)，將這些信息及時(shí)反饋給監(jiān)控員。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化，是近年來(lái)備受重視的議題，其利用機(jī)器視覺(jué)的方法，在無(wú)需人為干預(yù)的情況下，讓視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)攝像機(jī)所拍攝的視頻圖像序列進(jìn)行目標(biāo)行為分析、人臉檢測(cè)、車輛信息識(shí)別等，幫助刑偵人員高效、精準(zhǔn)地聚焦到所關(guān)注的目標(biāo)，有效地解決目前視頻眾多、信息量巨大等視頻查找的棘手問(wèn)題。

但是其自身發(fā)展也存在諸多缺陷，如由于實(shí)際環(huán)境中光照變化、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性、遮擋、目標(biāo)與背景顏色相似、雜亂背景等都會(huì)增加目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法的難度，但是智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)逐漸成為安防行業(yè)發(fā)展的大方向。

三、國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

為了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的趨勢(shì)非常明顯，“十二五”規(guī)劃的主力建設(shè)內(nèi)容之一的“智慧城市”推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)如海康威視等不斷加大對(duì)智能分析技術(shù)的技術(shù)改革和產(chǎn)品創(chuàng)新，中科院自動(dòng)化所模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海交通大學(xué)等在對(duì)視頻序列的背景去噪、圖像分割、人臉識(shí)別、目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤、在線學(xué)習(xí)上投入了相當(dāng)?shù)难芯烤?，?guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重大科技專項(xiàng)等也將越來(lái)越多的焦點(diǎn)投入在其上，爭(zhēng)取提高國(guó)內(nèi)智能視頻分析技術(shù)的自主研究水平。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 中國(guó)安全防范產(chǎn)品行業(yè)協(xié)會(huì)，中國(guó)安防行業(yè)“十二五”（2011-2015）發(fā)展規(guī)劃 [R]

[2] 李鵬飛 等. 智能視頻分析技術(shù)的最新發(fā)展與應(yīng)用 [J]. 中國(guó)安防. 2013年第12期：39-43。

[3] Honghai Liu 等. Intelligent Video Systems and Analytics： A Survey[J]. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS. 2013年8月：1222-1233.