智能視頻監(jiān)控技術及其在安防領域的應用策略

（中國人民銀行西寧中心支行，青海西寧市，810001）張國海

在當今的安防領域中，智能監(jiān)控技術具有非常顯著的應用優(yōu)勢，它可以將監(jiān)控范圍內(nèi)的實時畫面顯示在用戶終端，并對發(fā)現(xiàn)的異常進行及時報警，以此來顯著提升監(jiān)控范圍的安防效果。因此，在此項技術的具體應用中，技術人員一定要對其系統(tǒng)進行科學設計，然后將其合理應用到相應的場所中進行安防監(jiān)控。通過這樣的方式，才可以讓智能化監(jiān)控技術的應用優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，為安防領域的進一步發(fā)展提供足具科學性的技術支撐。

1 智能視頻監(jiān)控技術概述

1.1 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本工作結構

在智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，其基本的工作結構包括①視頻采集結構，也就是高清攝像機，而就目前來看，應用到其中的高清攝像機種類有很多，包括紅外攝像機、微光攝像機以及見光攝像機等，這些攝像機都具有非常高的分辨率，可實現(xiàn)監(jiān)控范圍內(nèi)事物特征的清晰呈現(xiàn)。②智能化視頻分析系統(tǒng)，它是視頻監(jiān)控技術中的核心所在，其主要作用是自動進行目標識別，并將目標與系統(tǒng)中的規(guī)則進行對比，若不符合規(guī)則，便會立即發(fā)出自動報警。③智能化監(jiān)控終端，也就是用戶計算機，其主要作用是預先進行報警規(guī)則的設置，并對接收到的報警信息進行處理與分析，以便及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的異常情況。

1.2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要工作原理

在智能化監(jiān)控技術的具體應用中，其主要原理是通過攝像機進行被監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻采集，通過網(wǎng)絡將其傳輸?shù)揭曨l分析系統(tǒng)，在視頻分析系統(tǒng)對視頻進行一系列的分析與處理之后，再通過網(wǎng)絡將其傳輸?shù)奖O(jiān)控終端。在此過程中，用戶可通過智能控制終端進行各種的監(jiān)控規(guī)則設置，如果監(jiān)控到的畫面符合規(guī)則，監(jiān)控終端界面上便會顯示出實時監(jiān)控畫面；如果發(fā)現(xiàn)了違規(guī)現(xiàn)象，監(jiān)控終端便會立即接收到自動報警信息[1]。

2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計分析

2.1 總體框架設計

根據(jù)智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)在當今社會中的實際應用需求，在對其進行總體設計的過程中，可將其按照五個模塊來進行劃分，①視頻采集模塊，其中需要進行自動調(diào)節(jié)機制的設置，以此來實現(xiàn)攝像機的自動旋轉與變焦。②視頻儲存模塊，其主要作用是對采集到的監(jiān)控視頻信息進行儲存，其中需進行索引查詢機制設置，以便用戶對監(jiān)控視頻進行調(diào)取。③視頻分析模塊，其中需要進行自動控制機制的設置，以此來實現(xiàn)視頻的自動化分析。④系統(tǒng)管理模塊，該模塊的主要作用是對所有上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控視頻進行管理，以便用戶的實時觀看和歷史記錄查詢。⑤人機交互模塊，該模塊的主要作用是實現(xiàn)用戶和監(jiān)控系統(tǒng)之間的實時交互，以此來實現(xiàn)圖像信號流的輸入和控制信號流的輸出。圖1是智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架設計示意圖。

圖1 智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架設計圖

2.2 硬件設計

在對視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的硬件進行設計時，需根據(jù)實際應用需求來進行硬件選擇與設置。其中，最主要的硬件形式為攝像頭和基礎平臺，也就是用戶端的計算機。具體設計中，攝像頭數(shù)量需要根據(jù)實際監(jiān)控需求來合理確定，在每一個監(jiān)控點，采集到的監(jiān)控圖像都是模擬信號，攝像頭分辨率需要按照彩色和黑白進行劃分，同時應具備夜視功能，可為IP協(xié)議提供支持，鏡頭與攝像頭需要分離設置。

2.3 軟件設計

在該系統(tǒng)軟件中，主要的模塊可分為四個，①采集控制模塊，該模塊可通過智能程序的控制來實現(xiàn)視頻采集質量的進一步改善；②智能視頻模塊，該模塊可對目標進行自動的檢測與跟蹤，或者是按照用戶指令來執(zhí)行預定義工作；③錄像儲存模塊，該模塊主要借助于配套的智能檢測信息進入到索引服務器中，從而實現(xiàn)檢索服務的良好改善；④交互監(jiān)控模塊，該模塊的主要作用是日常管理與告警事件管理[2]。圖2是智能化監(jiān)控系統(tǒng)軟件結構總體設計框架圖：

圖2 智能化監(jiān)控系統(tǒng)軟件結構總體設計框架圖

2.4 智能視頻模塊設計

在智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，智能視頻模塊是最為關鍵的部分。根據(jù)目前的智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用來看，其智能視頻模塊設計通常需要包含運動目標檢測、多目標跟蹤、目標分類統(tǒng)計和自動化證據(jù)視頻檢索。

2.4.1 運動目標檢測模塊

運動目標檢測主要是在攝像機捕捉到的序列圖像中對感興趣的運動目標進行檢測，其主要的檢測方法有減背景法和光流法。因為后者在計算中需要耗費很多時間，并不具有足夠的實用性，所以當前的目標檢測方法主要是減背景法。具體應用中，主要將前后幀的色彩、紋理以及運動差異作為依據(jù)，對每一個視頻的輸入幀與背景圖像進行對比，如果其相同位置上的像素特點、區(qū)域特點或者是其他特點存在不同，新視頻幀中的像素區(qū)域或各個像素點便可組成一個前景運動形式的目標區(qū)域，對前景像素點做進一步的處理，便可對運動目標具體的位置、形狀以及大小等各項信息進行獲取，以此來達到良好的目標跟蹤以及視頻內(nèi)容解析效果。

2.4.2 多目標跟蹤模塊

多目標跟蹤主要是借助于目標物外觀及其運動特點來實現(xiàn)多個目標之間的關聯(lián)建立，它相當于在連續(xù)圖像幀之間進行位置、形狀、速度、色彩以及紋理等各種特點的對應與匹配。具體匹配中，其常用的工具包括動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡、Condensation算法以及卡爾曼濾波技術等，通過這些技術的應用，可對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的各個目標所在區(qū)域、輪廓及其特征進行跟蹤監(jiān)控[3]。

2.4.3 目標分類統(tǒng)計模塊

該模塊的主要功能是對運動目標的出現(xiàn)、運動及其形狀進行分類統(tǒng)計，以此來實現(xiàn)風吹動樹木、門的開關、動物運動、車輛以及行人等的快速區(qū)分。具體應用中，該模塊可以將事物的形狀特點、運動方向、運動速度以及運動周期等作為依據(jù)，按照個人、人群以及車輛等對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的目標事物進行劃分。借助于時間連貫信息或者是費希爾線性判別式，便可實現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有目標的分類和統(tǒng)計。

2.4.4 自動證據(jù)視頻檢索模塊

該模塊的主要功能是借助于運動目標跟蹤檢測技術來實現(xiàn)目標物位置、類型、大小、形狀、色彩、運動速度以及其他相關標志信息的獲取，并在監(jiān)控視頻內(nèi)形成視頻索引，以此來滿足用戶的目標事件以及特定視頻檢索需求。

3 智能視頻監(jiān)控技術在安防領域中的應用分析

3.1 在住宅區(qū)監(jiān)控中的應用

在住宅區(qū)的監(jiān)控中，智能化視頻監(jiān)控技術的主要應用范圍包括住宅和小區(qū)安防兩個方面。

其中，住宅智能視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)相當于一個報警系統(tǒng)，它可以對煤氣泄漏、火災以及陌生人入侵等情況進行監(jiān)控，并及時發(fā)出報警信號。將監(jiān)控攝像頭設置在住宅室內(nèi)，根據(jù)實際的監(jiān)控需求來進行監(jiān)控點布置，以此來確保監(jiān)控覆蓋范圍，對于室內(nèi)出現(xiàn)的煤氣泄漏、起火以及陌生人闖入等情況，系統(tǒng)將會及時監(jiān)測到，并及時將相應的報警信息發(fā)出。將智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)和小區(qū)保安室連接，當有陌生人闖入或視圖以非法手段進入住宅的情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的報警會立即傳達到小區(qū)保安室中，以此來實現(xiàn)居民人身安全和財產(chǎn)安全的良好保障[4]。

小區(qū)安防中，智能化視頻監(jiān)控技術主要包括錄像監(jiān)控、巡更管理、自動報警以及安防報警這四個方面。具體應用中，可通過錄像監(jiān)控的方式對小區(qū)中的各種視頻信息進行獲取與整合，并對巡更人員與其巡更路線進行實時監(jiān)控。

3.2 在銀行安防中的應用

在銀行的安防管理中，智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)可應用到銀行大廳和ATM機的安防中。

在銀行大廳中，智能化視頻監(jiān)控技術通過監(jiān)控攝像頭的合理設置，可將銀行大廳劃分成若干個區(qū)域，以此來實現(xiàn)整個銀行大廳的全面監(jiān)控。對銀行大廳中各個區(qū)域內(nèi)的人員及其流動情況進行實時的跟蹤與監(jiān)控，以此來實現(xiàn)人員動向的全面掌握，以便及時對異常情況作出針對性的反應。借助于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的自動化報警裝置，可對銀行大廳中出現(xiàn)的人員斗毆等情況及時發(fā)出報警，從而實現(xiàn)銀行大廳安全隱患的及時消除。

在ATM機安防中，智能化視頻監(jiān)控技術將智能化視頻圖像處理方式落實到ATM機監(jiān)控中，對操作平臺中采集的視頻監(jiān)控圖像進行全面整合，以此來實現(xiàn)ATM機操作平臺的實時監(jiān)控，并自動對違規(guī)行為發(fā)出報警。通過智能化監(jiān)控設備對ATM機的出鈔口位置進行監(jiān)控，以此來實現(xiàn)不法行為的及時發(fā)現(xiàn)和報警，從而達到良好的安全保障效果。將人臉識別技術應用到智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻分析處理模塊中，對操作人員進行全程的跟蹤檢測，讓異常情況得以及時發(fā)現(xiàn)，以此來實現(xiàn)不法分子信息的充分獲取，為相應的案件取證提供有效依據(jù)。

3.3 在公共商業(yè)場所監(jiān)控中的應用

在公共商業(yè)場所的監(jiān)控過程中，智能化視頻監(jiān)控技術通過智能化視頻監(jiān)控攝像頭對公共商業(yè)場所中的各個專柜進行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)商品被盜或者是非法移動等情況，系統(tǒng)將會立即發(fā)出報警，從而實現(xiàn)商品被盜和丟失情況的有效防止?？赏ㄟ^智能化監(jiān)控攝像頭進行公共商業(yè)場所的擁擠監(jiān)控，尤其是在當今的疫情防控過程中，更應該在收銀臺、導購臺等位置進行此類監(jiān)控攝像頭的設置，對于人員密集和擁擠等的情況，智能化系統(tǒng)可及時發(fā)現(xiàn)，并通過監(jiān)控攝像頭發(fā)出相應的疏散提醒，以此來為疫情防控工作提供良好保障。

4 結語

綜上所述，在當今安防管理工作中，智能化視頻監(jiān)控技術發(fā)揮出了至關重要的作用。因此，在智能化視頻監(jiān)控技術及其系統(tǒng)的具體應用中，技術人員一定要根據(jù)實際情況來進行監(jiān)控點的布設，并將智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)和其他相關系統(tǒng)之間進行連接，以此來達到良好的聯(lián)動效果。通過這樣的方式，才可以讓智能化視頻監(jiān)控技術及其系統(tǒng)在安防監(jiān)控中發(fā)揮出充分優(yōu)勢，為安防效果的良好保障提供足夠科學、先進的技術支撐。