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

李濱

浙江大華技術(shù)股份有限公司 浙江杭州 310051

1 音視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

至今為止，音視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體水平已日趨網(wǎng)絡(luò)化、高清化和智能化，同時(shí)音頻監(jiān)聽也經(jīng)過了由無到有的過程。目前，智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了音頻和視頻的有效融合，可音視頻全方位檢測(cè)目標(biāo)的安全狀況。

1.1 模擬視頻監(jiān)控

所謂的模擬視頻監(jiān)控，是以人工方式監(jiān)督視頻畫面，集中控制矩陣主機(jī)、分割設(shè)備，以及包括多媒體管理控制，通過485串行接口、R S232和報(bào)警裝置相連接，再以設(shè)定的程序代碼進(jìn)行緊急錄影、聯(lián)動(dòng)控制等，從而建立統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2 數(shù)字視頻監(jiān)控

數(shù)字視頻監(jiān)控是基于數(shù)字視頻技術(shù)，采取嵌入式操作系統(tǒng)，依據(jù)國際上統(tǒng)一的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，集成了互聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化控制、傳感器等技術(shù)的一種先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)。

2 安防工程中音視頻監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用分析

2.1 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)捕捉

第一，背景減法。這是一種最簡單的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別算法，同時(shí)也是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的主流方法。該方法將每一幀圖像與背景模型圖像進(jìn)行相減，當(dāng)?shù)玫降膱D像和背景之間的偏差超過一定閾值后，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的判定。第二，相鄰幀差法。該方法與上面介紹到的背景減法并不相同，它是通過對(duì)視頻圖像序列中前后圖像間的差異進(jìn)行捕捉和提取來實(shí)現(xiàn)的，通常比對(duì)對(duì)象是兩幀或幾幀。該方法具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性，在未來擁有巨大的發(fā)展?jié)摿Α５谌?，光流法。該方法與前兩種方法有著本質(zhì)的差異，因?yàn)樗⒉皇菍?duì)視頻圖像進(jìn)行單純的檢測(cè)，而是對(duì)圖像序列的光流場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，該方法的優(yōu)勢(shì)是可以獲得精確的數(shù)據(jù)，缺陷就是計(jì)算分析過程太過復(fù)雜，一般難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，因此也沒能成為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別的主流方法。

2.2 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)分類

在捕捉到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)后，就可以利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及支持向量機(jī)等算法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類。對(duì)于音視頻監(jiān)控系統(tǒng)而言，目標(biāo)分類的特征主要體現(xiàn)在時(shí)空兩個(gè)方面。其中，時(shí)間特征與目標(biāo)跟蹤過程密切相關(guān)，主要關(guān)注的是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的移動(dòng)速度變化；而空間特征則主要體現(xiàn)在圖像中的一些特征，比如目標(biāo)的大小和形狀等等。

2.3 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤

所謂運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤，是指結(jié)合目標(biāo)所處的環(huán)境，選擇一項(xiàng)能夠表征運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的特征，然后在后續(xù)的圖像幀中搜索與該特征最為匹配的目標(biāo)位置。目標(biāo)跟蹤算法主要有基于特征的跟蹤、基于三維模型的跟蹤、基于運(yùn)動(dòng)輪廓模型的跟蹤等方法。

2.4 視頻內(nèi)容分析

當(dāng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別、分類和跟蹤后，就可以對(duì)其行為進(jìn)行分析，這是體現(xiàn)智能視頻監(jiān)控技術(shù)特點(diǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。通過智能化的分析和判斷，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的身份進(jìn)行識(shí)別，最常見的方法就是人臉識(shí)別和步態(tài)識(shí)別技術(shù)。然后結(jié)合身份識(shí)別結(jié)果以及特定的行為定義，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)行為的智能判定。

3 音視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 實(shí)時(shí)報(bào)警

目前，監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)報(bào)警基本上可以分為兩種：①用戶自身報(bào)警；②系統(tǒng)異常行為報(bào)警。用戶自動(dòng)報(bào)警指的是用戶根據(jù)自己的實(shí)際情況，面對(duì)一些緊急情況時(shí)及時(shí)地進(jìn)行報(bào)警以尋求幫助的一種處理辦法。用戶自定義報(bào)警分為一般報(bào)警和特殊報(bào)警。一般報(bào)警方式大多數(shù)都是根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)變化來進(jìn)行報(bào)警。目前，大多數(shù)都是被監(jiān)控的特定區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行報(bào)警，這種報(bào)警方式主要運(yùn)用于一些倉庫等地區(qū)。另一種報(bào)警形式就是當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體的屬性發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行報(bào)警，主要適用于一些公路上超速行駛的車輛等。特殊報(bào)警指的是利用物體的類型進(jìn)行報(bào)警。特殊報(bào)警通常有以下幾種情況：①對(duì)各種特殊的運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行區(qū)別；②及時(shí)跟隨監(jiān)控區(qū)內(nèi)人的運(yùn)動(dòng)方式；③對(duì)監(jiān)控區(qū)內(nèi)的人員數(shù)量和人員密度進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)。例如，可以把設(shè)備安裝在過道內(nèi)，用設(shè)備統(tǒng)計(jì)通過的人數(shù)，如果人數(shù)超過一定數(shù)量及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

3.2 自動(dòng)視頻檢索

在日常監(jiān)控過程中，監(jiān)控人員要想從監(jiān)控系統(tǒng)所記錄的視頻材料中尋找有用的視頻片段十分困難，如果需要把當(dāng)時(shí)的情景進(jìn)行再現(xiàn)，就需要不斷地對(duì)視頻進(jìn)行分析，這個(gè)分析的過程比較煩瑣。因此，在實(shí)際的操作過程中，可以建立一些視頻索引關(guān)鍵詞，這些視頻索引關(guān)鍵詞在對(duì)視頻進(jìn)行查詢時(shí)能夠發(fā)揮作用。如果想要尋找一定類型的視頻，就可以輸入關(guān)鍵詞進(jìn)行查詢。通過目標(biāo)的查詢顯示對(duì)應(yīng)物體期間的活動(dòng)，對(duì)一些比較感興趣的地方可以進(jìn)行位置查詢，與此同時(shí)也可以查詢此地區(qū)多邊區(qū)域內(nèi)發(fā)生的所有活動(dòng)，這種索引的查詢模式給監(jiān)控視頻的查詢帶來了更多的便利。

3.3 擴(kuò)大監(jiān)控區(qū)域，進(jìn)行多角度監(jiān)控

在指定的區(qū)域內(nèi)可以在各角度安裝一定數(shù)量的監(jiān)控?cái)z像頭，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域全方位的監(jiān)控。這種監(jiān)控方法更加有利于這片區(qū)域的安全保障，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用監(jiān)控?cái)z像頭的大片區(qū)域覆蓋增強(qiáng)了監(jiān)控的覆蓋范圍，使該區(qū)域的更多角度出現(xiàn)在監(jiān)控畫面中。這種監(jiān)控方法多應(yīng)用于一些路段比較復(fù)雜的地區(qū)，一旦出現(xiàn)事故能夠?qū)ω?zé)任進(jìn)行明確的劃分。

總之，視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)是一種利用音視頻技術(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)。傳統(tǒng)的音視頻監(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)。