數(shù)字圖像處理技術在智能博物館安防系統(tǒng)的應用策略

◆姚李虎

數(shù)字圖像處理技術在智能博物館安防系統(tǒng)的應用策略

◆姚李虎

（陜西歷史博物館（陜西省文物交流中心） 陜西 710061）

文章首先闡述了現(xiàn)階段智能博物館安防系統(tǒng)的現(xiàn)狀研究，而后又分析了智能博物館安防系統(tǒng)運行過程中面臨的主要問題，最后探討了數(shù)字圖像處理技術在智能博物館安全系統(tǒng)中的應用策略。

智能博物館；安防系統(tǒng)；數(shù)字圖像；處理技術

在我國文化事業(yè)快速發(fā)展的進程中，我國各地區(qū)的各類博物館已經成為其重要的組成部分，而從單位性質上來看，博物館這類單位的風險等級是非常高的，博物館內的藏品全部都是古代人類所遺留下來的在科學、藝術和歷史等方面有重要研究價值的文物，這就要求了我國的各類博物館都應具備較為完善的安防系統(tǒng)。而為了將安防系統(tǒng)的安全防護作用充分發(fā)揮出來，確保文物存放于博物館中絕對的安全和可靠，并且與博物館的防護級別和風險等級需求相適應，就應以先進的科學技術為基礎，將數(shù)字圖像處理技術科學并且高效地應用在智能博物館安防系統(tǒng)中。下面重點對數(shù)字圖像處理技術在智能博物館安防系統(tǒng)的應用進行分析。

1 現(xiàn)階段智能博物館安防系統(tǒng)的現(xiàn)狀研究

1.1 現(xiàn)階段智能博物館安防系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

首先，博物館這類單位一定要具備強大的防入侵、防破壞、防盜竊和防搶劫的能力，在出現(xiàn)特殊問題和風險隱患時要能夠提前預警并自動報警求救，最大限度地降低非法活動的影響范圍并在事后進行有效查證和追溯，遇到非法行為和活動時應盡可能地將它們控制在博物館的外圍區(qū)域，為打擊各種會對博物館造成嚴重危害的犯罪行為提供便利條件，因此，博物館就必須構建一個較為完善和智能化的安防系統(tǒng)，這一系統(tǒng)一定要能夠滿足整個行業(yè)對其安全防護和風險等級的真實需求。

其次，從智能博物館安防系統(tǒng)的組成情況來看，其最核心的組成部分便是入侵報警系統(tǒng)，通過所構建的視頻監(jiān)控、電子巡查、出入口核查、電子巡查和對講安檢等子系統(tǒng)來保證整個博物館各個區(qū)域安全有序的運行，從結構上來看，各個子系統(tǒng)是相互分離的，但是在先進網絡技術的支持下通過所設置的接口和軟件系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)又形成了一個有機整體，共同保證了博物館安防系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

在博物館的安防系統(tǒng)中，起到最關鍵作用的部分便是視頻監(jiān)控和圖像核查這一子系統(tǒng)，其通過實時監(jiān)控特定區(qū)域的人員和環(huán)境的變化情況來及時發(fā)現(xiàn)風險因素和緊急事件，系統(tǒng)要想取得理想的安全防護效果，不但要求所構建的安防系統(tǒng)要盡可能先進和完善，同時也對管理系統(tǒng)的工作人員提出了較高要求。任何工作人員都不能一直盯著負責監(jiān)控工作的大屏幕，長時間工作會導致人員出現(xiàn)疲勞問題，同時較大規(guī)模的博物館會設置很多監(jiān)控點位，而人員反復觀看不僅會增加人工成本，同時也無法保證時效性，如果能在博物館安系統(tǒng)中有效應用數(shù)字圖像處理技術，其就能逐步轉變安防系統(tǒng)被動防御的現(xiàn)狀，針對不同的清晰度和分辨率都能夠精確識別出所需要的信息和圖像[1]。

1.2 智能博物館安防系統(tǒng)的發(fā)展趨勢分析

（1）博物館安防系統(tǒng)的智能化程度將不斷提升。安防系統(tǒng)智能化程度的最重要價值便是能夠提前并且準確地發(fā)現(xiàn)博物館安防工作中存在的問題和異常情況，并做出相應的應急處理策略，從而有針對性地改進博物館安防系統(tǒng)中存在的問題和不足。以往人工視頻監(jiān)控是存在著明顯問題的，工作人員很難時刻保證高度集中的注意力，并且出現(xiàn)問題也無法立即有效地快速反應，而智能分析則能夠將多個監(jiān)控點位的視頻錄像情況調取出來并產生關聯(lián)，并控制聲光報警設備提醒相關人員，還能夠以彩信、短信、電話和郵件等多種方式讓博物館的管理者知道安防系統(tǒng)中的問題；

（2）安防系統(tǒng)的結構將更為簡單化。對于博物館來說，系統(tǒng)的專業(yè)化和集成化發(fā)展確實為安防工作提供了完善的功能和工作上的便利，但是整個系統(tǒng)的復雜程度也越來越高，系統(tǒng)的易用性就會隨之降低。結構簡約化發(fā)展將是博物館安防系統(tǒng)的一個主要發(fā)展方向，安防系統(tǒng)的供應商應主要負責簡化系統(tǒng)結構這一工作任務，根據(jù)博物館現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的運轉情況對安防系統(tǒng)結構進行重新設計，通?？梢圆捎酶兄獙雍头治鰧觾蓪拥慕Y構設計方式，在保證能夠收集到智能化信息的基礎上，還能夠對信息進行有效過濾，在源頭上做好信息的計算和分析工作。

2 智能博物館安防系統(tǒng)運行過程中面臨的主要問題

2.1 安防系統(tǒng)中所設置的各個子系統(tǒng)彼此較為孤立，無法整體發(fā)揮作用

在智能博物館的安防系統(tǒng)中是設置了多個子系統(tǒng)的，如常見的智能系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)等，各個子系統(tǒng)都是可以獨立進行工作的，然而在安防系統(tǒng)整體運行的過程中卻暴露出了一個顯著問題，即各個子系統(tǒng)之間還沒有建立高效的聯(lián)動機制，彼此之間的工作過程都是較為獨立的，舉例來說，如果博物館中的文物出現(xiàn)了異常風險，安防系統(tǒng)中的報警子系統(tǒng)就會發(fā)出警報，但其并沒有與門禁子系統(tǒng)產生聯(lián)動，正常來說報警系統(tǒng)應該將風險消息傳送給門禁系統(tǒng)，而門禁系統(tǒng)則應立即關閉所有出入口，只有單位內部的高級管理人員才可以同行；還比如說報警系統(tǒng)發(fā)出報警信息后，視頻監(jiān)控子系統(tǒng)也沒有與其形成聯(lián)動，正常情況下應是視頻監(jiān)控子系統(tǒng)接收到報警信息后應立即鎖定周圍的監(jiān)控區(qū)域，并通過智能化的分析來確定非法人員可能會選擇的逃跑路線，并將路線反饋給博物館的管理者；如果有文物的位置發(fā)生改變，報警系統(tǒng)還應聯(lián)通公安系統(tǒng)并立即對相應文物進行定位和追蹤，只有各個子系統(tǒng)之間獨立工作并有密切聯(lián)系，整個安防系統(tǒng)才能發(fā)揮出最大功效。

2.2 博物館所安裝的安防系統(tǒng)更多的還是被動成分

目前來看，在各類博物館中安裝安防系統(tǒng)的最重要作用還是進行視頻監(jiān)控和對風險因素的預警和報警，然而隨著博物館規(guī)模的不斷增大，在博物館中要設置更多的監(jiān)控點位，出現(xiàn)緊急事件時只是依靠查看監(jiān)控視頻來找到非法人員是非常困難的，視頻監(jiān)控更多的是被用來取證，在事中預防中并沒有發(fā)揮太大作用。在博物館的開放區(qū)域中安裝了很多具有較高靈敏度的報警探頭，這也會隨之帶來很多錯誤報警信息，其保護文物的作用也就大大降低了[2]。

3 數(shù)字圖像處理技術在智能博物館安全系統(tǒng)中的應用策略

3.1 準確地獲取數(shù)字圖像

對于博物館的智能安防系統(tǒng)來說，門禁、監(jiān)控和報警是其三大核心子系統(tǒng)，而系統(tǒng)中的數(shù)字圖像通常都是從所設置的監(jiān)控攝像頭中得到的，對于博物館這類單位來說，在其出入口和各個開放區(qū)域中都會設置安裝大量的監(jiān)控攝像頭，從而有效避免文物和館藏被盜竊或是被損壞的問題。而依托于數(shù)字圖像處理技術就可以將更具科技性的圖像傳感設備內置在監(jiān)控攝像頭中，從而更加清晰并且準確地獲取數(shù)字圖像，并將所獲取的圖像信息迅速傳回給系統(tǒng)主機[3]。

其次，借助于數(shù)字圖像處理技術還能夠對警情進行及時處理。當博物館在開放時間內出現(xiàn)了非法入侵或是有人排放有毒有害氣體時，系統(tǒng)獲取到數(shù)字圖像后就會立即發(fā)出聲光報警信息，安裝時進行人工設置，當系統(tǒng)遇到此類問題時能夠自動發(fā)送彩信、短信或是撥打報警電話，同時還能夠將所獲取的圖片傳送給多個指定手機。當博物館的管理者接收到報警和求助信息后就可以立即查看監(jiān)控畫面，同時通過電腦等移動終端設備來實時有效地控制報警器和監(jiān)控攝像機等設備。

3.2 對數(shù)字圖像進行預處理

借助于數(shù)字圖像處理技術還可以對所獲取的數(shù)字圖像進行有效的預處理工作，第一，對圖像進行灰度降解。對于博物館的安防系統(tǒng)來說，其對視頻監(jiān)控工作的實時性是有著很高要求的，而要想更好地提升圖像信息的處理速度，應利用數(shù)字圖像處理技術提前對其進行灰度降解；第二，對數(shù)字圖像進行圖解增強。外界的很多因素都可能影響到攝像頭所獲取的數(shù)字圖像質量，在實際工作中通常都不會使用原始圖像，此時就必須對其進行降噪和校正灰度等預處理工作，利用數(shù)字圖像處理技術可以有針對性地增強圖像中的突出特征，而那些不需要體現(xiàn)出來的圖像特征則可以采取誤差處理的方式。

3.3 對目標進行精準檢測

在博物館安防系統(tǒng)觀測區(qū)域內所出現(xiàn)的一切風險因素都可以稱之為運動目標，而利用數(shù)字圖像處理技術則可以對運動目標進行精準檢測，而通常采用的都是背景減法這種目標檢測方法。

首先，應將所獲取的數(shù)字圖像存放到安防系統(tǒng)的背景模型庫中，而如果背景發(fā)生變化還應及時更新背景模型庫，提前建立前景模型；

其次，應準確地設置背景減法。針對不同的安全等級要求，安防系統(tǒng)能設置相應的背景減法間隔時間，同時確定相對應的運算頻率，當然間隔時間越小，安防系統(tǒng)的成本就越高；

最后，安防系統(tǒng)進行目標檢測時會根據(jù)二值化的背景減圖進行，并只檢測背景減圖中有用的數(shù)字圖像，不同位置的攝像頭有著各自的監(jiān)控內容，其監(jiān)控的危險目標也有很大差別，因此，應對每一個攝像頭設備都進行目標檢測預設工作[4]。

4 結語

通過以上的論述，我們對現(xiàn)階段智能博物館安防系統(tǒng)的現(xiàn)狀研究、智能博物館安防系統(tǒng)運行過程中面臨的主要問題及數(shù)字圖像處理技術在智能博物館安全系統(tǒng)中的應用策略三個方面的內容進行了詳細的分析和探討。

數(shù)字圖像處理技術在智能博物館安防系統(tǒng)中具有重要的應用價值，其能夠更加快速并且精準地處理數(shù)字圖像，過濾無效信息，對博物館及時處理各類突發(fā)事件具有很大幫助，大大提升了博物館文化遺產的安全性。

[1]羅超. 技術推動新發(fā)展——智慧博物館正向我們走來[J]. 中國公共安全，2017（07）：86-90.

[2]韓雯. 略論博物館安防系統(tǒng)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及應對措施[J]. 絲綢之路，2019（20）：60-61.

[3]張敏. 視頻監(jiān)控中運動目標檢測與清晰化方法的研究[D].江蘇大學，2017.

[4]尹子業(yè). 智能視頻分析技術在博物館安防系統(tǒng)中的應用[J]. 電子科學技術，2018，04（04）：69-72.