安防工程中音視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用

唐大全 陳文

摘 要 在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)的日益完善的背景下，安防技術(shù)也在一定程度上得到了改善。但是傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足現(xiàn)階段人們對(duì)安防工程中音視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求，因此就需要在安防工程中應(yīng)用智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 安防工程；音視頻；監(jiān)控系統(tǒng)；具體應(yīng)用；相關(guān)優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）213-0077-02

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)（video surveillance & control system ）是一種利用視頻技術(shù)來對(duì)設(shè)防區(qū)域?qū)崿F(xiàn)探測(cè)、監(jiān)視的電子系統(tǒng)[1]。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)只適用于事后查證，無法自動(dòng)對(duì)安防區(qū)域進(jìn)行預(yù)警，而智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)作支撐，有著高效處理數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，為人們生活質(zhì)量的提高做出了巨大的貢獻(xiàn)。

1 關(guān)于智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)組成

智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端、傳輸、控制及顯示記錄4個(gè)主要組成部分。其中前端包括攝像機(jī)、防護(hù)罩、云臺(tái)、解碼器；傳輸設(shè)備包括光纜、電纜、無線信號(hào)調(diào)制器；控制部分包括云臺(tái)鏡頭控制器、視頻切換器、操作鍵盤、電源、監(jiān)視器柜；顯示記錄設(shè)備包括監(jiān)視器、錄像機(jī)、畫面分割器等[2]。各部分關(guān)系如圖1所示。

1.2 智能音視頻監(jiān)控的特點(diǎn)

1）實(shí)時(shí)圖像隨時(shí)切換：多種客戶端支持電視墻、客戶端、IE客戶端三者之間畫面共享，支持4、6、8、9、13、16、32畫面的全屏顯示[3]。

2）全矩陣切換：一體化主機(jī)，可以同時(shí)調(diào)制云臺(tái)和鏡頭，大屏顯示器可以更好的傳送圖像。

3）控制功能：對(duì)攝像頭的開關(guān)、云臺(tái)的360度旋轉(zhuǎn)、鏡頭光圈、變焦距離、聚焦大小均可以實(shí)現(xiàn)控制。

4）警報(bào)觸發(fā)：報(bào)警畫面會(huì)自動(dòng)切換至顯示屏，并且同時(shí)觸發(fā)云臺(tái)打印相關(guān)報(bào)告。

5）動(dòng)態(tài)圖像傳輸：確保動(dòng)態(tài)圖象的傳輸速度和傳輸質(zhì)量，通過視頻傳輸線控制各個(gè)點(diǎn)的監(jiān)控設(shè)備，形成統(tǒng)一的大型監(jiān)控系統(tǒng)。

6）視頻信息永久保存：采用最先進(jìn)的數(shù)字壓縮式硬盤錄像機(jī)，可以確保已儲(chǔ)存的視頻長(zhǎng)久不失真。

7）瞬間采集視頻信號(hào)：同步采集時(shí)間平均小于1秒，分辨率不低于400萬像素[4]，并且自動(dòng)進(jìn)行背景補(bǔ)光和自動(dòng)平衡等功能。

1.3 智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

利用攝像頭采集監(jiān)控區(qū)域的光學(xué)圖像，在通過A/D將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像并輸出，從而獲取監(jiān)控區(qū)的視頻圖像數(shù)據(jù)信息。

智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控區(qū)圖像的分析和處理包括3個(gè)部分

1）在流動(dòng)視頻中設(shè)定相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并對(duì)此進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)

2）設(shè)備檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)之后要利用傳感器迅速對(duì)其進(jìn)行分類識(shí)別，以此同時(shí)對(duì)云臺(tái)進(jìn)行反饋控制。

3）結(jié)合視頻圖像處理結(jié)果對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)最初的自動(dòng)報(bào)警設(shè)定，利用自動(dòng)報(bào)警裝置對(duì)采集的視頻做出判斷和決策，并在此過程中自動(dòng)同步錄制[5]。

智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作原理如圖2所示。

2 現(xiàn)階段我國(guó)音視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段我國(guó)將音視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用分為3個(gè)階段，即模擬視頻監(jiān)控、半數(shù)字化視頻監(jiān)控、全數(shù)字化視頻監(jiān)控[6]。

截至目前，模擬視頻監(jiān)控已經(jīng)被淘汰，數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為主流產(chǎn)品。被廣泛應(yīng)用于各個(gè)重大安防區(qū)。雖然一小部分企業(yè)選擇了半數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是由于受到成本的制約，導(dǎo)致半數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用并不完全；并且傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)無法適應(yīng)安防去的廣泛性，不能很好的對(duì)安防區(qū)進(jìn)行覆蓋，并且集中應(yīng)用于政府部門、銀行系統(tǒng)、公安系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)，所以無法實(shí)現(xiàn)大范圍的普及。

3 智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)在安防工程中的具體應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于區(qū)域智能追蹤

根據(jù)所選區(qū)域進(jìn)行模式識(shí)別并對(duì)區(qū)域圖像的變化做出響應(yīng)，在安防工程中進(jìn)行區(qū)域預(yù)警和警示，轉(zhuǎn)換被動(dòng)監(jiān)控局面為主動(dòng)監(jiān)控[7]。

利用智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)的物體進(jìn)行監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)追蹤，并且自動(dòng)發(fā)送智能解碼指令；當(dāng)所檢測(cè)物體移動(dòng)到監(jiān)控以外的區(qū)域時(shí)，便會(huì)自動(dòng)發(fā)送指令控制相應(yīng)區(qū)域的攝像機(jī)跟蹤物體。除此之外，還可以利用智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)遺留或者是無人看管的物品進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而確保安防區(qū)域的公共安全。

3.2 應(yīng)用于合成表情

人臉的特性決定了智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)人臉識(shí)別的難度，每當(dāng)人臉的表情發(fā)生變化時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)判斷的準(zhǔn)確性也在發(fā)生變化，這就需要智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)在安防工程中以視頻和圖像為基礎(chǔ)，根據(jù)不同臉部表情來建立起標(biāo)準(zhǔn)化的表情模型[8]；并且特定的時(shí)間段內(nèi)將視頻樣本進(jìn)行壓縮，整合時(shí)間和空間因素實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化表情模型的建立，并在測(cè)試階段與其他人臉進(jìn)行匹配，以確保智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)人臉識(shí)別時(shí)不受表情的影響。

3.3 應(yīng)用于動(dòng)作識(shí)別

人群聚集、快速移動(dòng)等肢體動(dòng)作對(duì)安防區(qū)的智能音視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作帶來了一定的困難，這就需要相關(guān)科研人員能從行為動(dòng)作中對(duì)不安全因素做匹配，從而判斷行為人的肢體動(dòng)作知否帶有危險(xiǎn)性，如若檢測(cè)到危險(xiǎn)行為則會(huì)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警。在建立危險(xiǎn)肢體動(dòng)作模版時(shí)，就要對(duì)不同人的肢體動(dòng)作進(jìn)行采集，建立起與之匹配的肢體動(dòng)作模型，從而對(duì)行為人的具體動(dòng)作具體分析，并自動(dòng)進(jìn)行預(yù)警或報(bào)警[9]。

3.4 應(yīng)用于目標(biāo)監(jiān)測(cè)

通過光流法、背景減法、響鈴幀查法[10]對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；光流法：主要是對(duì)圖像序列的光溜場(chǎng)所進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)好的數(shù)據(jù)結(jié)果與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比之后再得出相應(yīng)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，但是這種方法耗時(shí)長(zhǎng)，并且對(duì)相關(guān)的硬件設(shè)備要求較高，所以很難在短時(shí)間內(nèi)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確無誤的監(jiān)測(cè)。背景減法：是一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)中最常用的方法，其原理是利用當(dāng)前的每幀圖像減去背景模版中的時(shí)幀圖像之后計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)值，但是在實(shí)際計(jì)算中會(huì)出現(xiàn)計(jì)算區(qū)域與背景出現(xiàn)偏離的現(xiàn)象，而且偏離程度通常會(huì)超出預(yù)定的運(yùn)動(dòng)值。響鈴幀查法：在對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通過對(duì)序列中兩幀及兩幀以上的目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)比之后得出相應(yīng)數(shù)據(jù)這種方法雖然適應(yīng)性較強(qiáng)，但是在實(shí)際運(yùn)用中產(chǎn)生無效數(shù)據(jù)的頻率較高，所以實(shí)際檢測(cè)中很少涉及到。

4 結(jié)論

綜上所述，由于數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)寬帶的建立，安防工程成為了新技術(shù)革命的先鋒，而只能監(jiān)控系統(tǒng)在安防工程中的應(yīng)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還能在目標(biāo)發(fā)生危機(jī)時(shí)自動(dòng)報(bào)警通知相關(guān)部門采取應(yīng)對(duì)措施從而減少對(duì)安防工程危害。在不久的將來，將智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，一定能整體提升公共安防區(qū)域的安全性。

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