淺析智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用

1、淺析智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用 淺析智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用 【摘要】本文首先介紹了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開展、智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀，然后深入討論了智能監(jiān)控系統(tǒng)昀根本結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技水及應(yīng)用，本文的討論對于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開展起一定的推動作用。相信未來的智能系統(tǒng)能大大提升視頻監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量、功能和實(shí)用性。 【關(guān)鍵詞】智能；視頻監(jiān)控；應(yīng)用 中圖分類號：TN948.64文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 一、前言 隨著我國經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速開展，信息技術(shù)取得巨大成就，智能監(jiān)控系統(tǒng)是時代開展的產(chǎn)物，在很多行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。智能視頻監(jiān)控技術(shù)取代了監(jiān)控任務(wù)中人的大局部工作，是新一代的具有高度智能的監(jiān)控技術(shù)。使得很多

2、人類難以完成的任務(wù)成為了可能。 二、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開展 1、在20世紀(jì)90年代初及其以前，主要是以模擬設(shè)備為主的閉路系統(tǒng)，稱為第一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。圖象信息通過視頻電纜，以模擬方式傳輸，一般傳輸距離不能太遠(yuǎn)，主要應(yīng)用于小范圍內(nèi)的監(jiān)控，監(jiān)控圖象一般只能在控制中心查看。這種系統(tǒng)具有很多局限性，如有線模擬視頻信號的傳輸對距離十分敏感；無法聯(lián)網(wǎng)，只能以點(diǎn)對點(diǎn)的方式監(jiān)控現(xiàn)場，布線工程量大；圖象數(shù)據(jù)存儲消耗大量的存儲介質(zhì)(如錄像帶)，檢索內(nèi)容時十分繁瑣。 2、20世紀(jì)90年代中期，隨著多媒體技術(shù)、視頻編碼壓縮技術(shù)的飛速開展，以數(shù)字技術(shù)為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起。利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理

3、能力進(jìn)行視頻的采集和處理，大大提高了圖象質(zhì)量，增強(qiáng)了視頻監(jiān)控的功能。 該類系統(tǒng)一般在遠(yuǎn)端有假設(shè)干個攝像機(jī)、各種檢測和報(bào)警探頭與數(shù)據(jù)設(shè)備，獲取圖象信息通過各自的傳輸線路匯接到多媒體監(jiān)控終端上，然后再通過通信網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳到一個或多個監(jiān)控終端。 3、進(jìn)入二十一世紀(jì)后，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬增加、計(jì)算機(jī)處理能力的迅速提高和存儲容量的增大，以及各種實(shí)用視頻信息處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控進(jìn)入了全數(shù) 字化的網(wǎng)絡(luò)時代伴隨大量的攝像頭被應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中，被監(jiān)控的地理區(qū)域也不斷的拓寬。人們已日益要求視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能不僅是對監(jiān)控環(huán)境的簡單記錄和簡單的報(bào)警。而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會使監(jiān)控人員從枯燥重復(fù)性的勞動中解放出來。借助

4、計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以幫助監(jiān)控人員實(shí)時的鑒別場景中異常，實(shí)現(xiàn)自動報(bào)警。 三、智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀 在國內(nèi)，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究起步較晚，但也已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。中科院自動化研究所模式識別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立了智能視頻監(jiān)控研究組，開展這方面的研究，研究內(nèi)容包括基于移動攝像機(jī)的智能視覺監(jiān)控技術(shù)，快速準(zhǔn)確的運(yùn)動檢測，魯棒性、實(shí)時性的基于三維模型的行人與車輛的定位、識別和跟蹤，異常現(xiàn)象的檢測、報(bào)警和目標(biāo)的行為預(yù)測，事件的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，對目標(biāo)運(yùn)動情況給出語義解釋，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)動態(tài)場景集成分析演示系統(tǒng)并最終推向應(yīng)用。第一屆全國智能視覺監(jiān)控學(xué)術(shù)會議于2002年在北京成功舉行。 目前，國內(nèi)外對智能視頻監(jiān)

5、控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用正處于蓬勃開展的階段。由于國外在這方面的研究開展的較早，軟件和硬件設(shè)備齊全，因此國外的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在理論和應(yīng)用平臺上都比擬成熟、完善。國內(nèi)起步較晚，理論和技術(shù)都有待進(jìn)一步提高。通過對智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)做深入的理論研究，充分利用國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)成果，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對我國監(jiān)控行業(yè)的快速開展具有很大的促進(jìn)作用。 四、智能監(jiān)控系統(tǒng)昀根本結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技水 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作過程為：視頻攝像機(jī)輸出的信號傳輸?shù)揭曨l控制中心，進(jìn)入錄像機(jī)的同時也進(jìn)入視頻分析效勞器。視頻分析效勞器實(shí)時報(bào)警并產(chǎn)生視頻索引，報(bào)警的類型和參數(shù)由操作人員自行配置，用戶可以通過索引進(jìn)行視頻檢索

6、。 從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上講，根本智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由視頻數(shù)據(jù)采集、視頻數(shù)據(jù)編碼、視頻數(shù)據(jù)傳輸及視頻數(shù)據(jù)分析處理四局部組成。 1、視頻數(shù)據(jù)采集 視頻采集主要由安裝在監(jiān)控現(xiàn)場的高分辨率攝像機(jī)完成。高分辨率攝像機(jī)以一定頻率不斷地對原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號。在視頻采集系統(tǒng)中，最重要的是頻率到達(dá)一定的值才能滿足實(shí)時監(jiān)控的需要。研究說明當(dāng)頻率到達(dá)25fps時，畫面是比擬連續(xù)的。符合人眼的視覺需要。 2、視頻數(shù)據(jù)壓縮編碼 從視頻采集系統(tǒng)獲得的原始視頻數(shù)據(jù)量很大，如果不進(jìn)行壓縮而實(shí)時傳輸將會增加用戶在存儲介質(zhì)和傳輸信道方面的總體擁有本錢，而活動視頻序列的幀內(nèi)以及幀與幀之間包含很大的

7、空間冗余和心理視覺冗余，可以通過挖掘這些冗余信息，對圖像視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮以適應(yīng)信道要求，即視頻壓縮和編碼。 3、視頻數(shù)據(jù)傳輸 目前，在監(jiān)控系統(tǒng)中用來傳輸圖像信號的介質(zhì)主要有同軸電纜、雙絞線和光纖。要獲得有效的、高質(zhì)量的傳輸視頻流，除了傳輸介質(zhì)外，在視頻傳輸過程中還需要應(yīng)用層質(zhì)量控制技術(shù)、媒體同步技術(shù)等多種技術(shù)的支持。應(yīng)用層質(zhì)量控制技術(shù)主要為了保證視頻流在網(wǎng)絡(luò)中低時延、高質(zhì)量地傳輸。包括擁塞控制和過失控制等技術(shù)，擁塞控制的目的是防止因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)致包喪失而造成的質(zhì)量下降。但是擁塞控制只能減少包的喪失，而無法防止包的喪失，在這種情況下就需要過失控制機(jī)制。媒體同步機(jī)制技術(shù)包括流內(nèi)同步、流間同步和對象

8、問同步三種。媒體同步機(jī)制的核心是在媒體內(nèi)或者媒體間說明時間關(guān)系。說明時間關(guān)系的方法包括基于間隔的方法、基于軸的方法、基于控制流的方法和基于時間的方法。 4、視頻數(shù)據(jù)分析處理 視頻分析主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、模式識別、人工智能等技術(shù)對攝像頭獲得的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析，獲得決策信息。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻分析處理主要包括對圖像序列運(yùn)動目標(biāo)的檢測定位、識別和跟蹤，并在此根底上對監(jiān)視場景中目標(biāo)行為的理解與描述，從而做到既能完成日常管理又能在異常情況發(fā)生的時候及時作出反響。運(yùn)動目標(biāo)檢測是指通過監(jiān)控畫面識別監(jiān)控區(qū)域的圖像變化，從監(jiān)控場景中將目標(biāo)提取出來。運(yùn)動目標(biāo)檢測通常有背景減除、時間差分、光流法、不變

9、矩特征檢測法等方法。目標(biāo)跟蹤是結(jié)合物體的外表和運(yùn)動特性，實(shí)現(xiàn)對不同形狀、不同顏色、不同背景的動態(tài)目標(biāo)進(jìn)行智能識別的技術(shù)。常用的方法有基于3D的跟蹤、基于運(yùn)動估計(jì)的跟蹤、基于主動輪廓的跟蹤和基于特征的跟蹤等。 五、智能視頻監(jiān)控的應(yīng)用 智能視覺監(jiān)控技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景，可以應(yīng)用于交通場景，如十字路口、高速公路、停車場、飛機(jī)場等監(jiān)控、軍事場景監(jiān)控、國家重要平安部門，如軍事基地、銀行等監(jiān)控、敏感的公共場合，如天安門廣場、火車站等等。智能視覺監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)顯示了巨大的市場價值。以智能交通系統(tǒng)為例。據(jù)Philip Sayeg和Philip Charles預(yù)測，到2021年，中國和南亞五國的智能交通系統(tǒng)市場

10、潛力估計(jì)在38億美元左右。特別是美國91l恐怖襲擊事件以后，各國都高度重視這樣一個問題，即如何對國家重要安壘部門和敏感的公凝場合進(jìn)行全天候、自動的、實(shí)時的監(jiān)控，而智能視覺系統(tǒng)就是解決這一同越的有效手段之一。 除了平安相關(guān)類應(yīng)用之外，智能視頻還可以應(yīng)用剁一些非平安相關(guān)類的應(yīng)用當(dāng)中。這些脫用主要面向零售、效勞等行業(yè)?？梢员豢醋龉芾砗托诘妮o助工具，用以提高效勞水平和營業(yè)額。此類應(yīng)用主要包括：人數(shù)統(tǒng)計(jì)、人群控制、注意力控制和交通流量控制等。 六、結(jié)束語 智能監(jiān)控技術(shù)近年來得到了廣泛應(yīng)用，不僅成為平安行業(yè)重要的工具。而且在很多效勞行業(yè)也得到了應(yīng)用。對智能監(jiān)控技術(shù)的學(xué)習(xí)有重要的意義，我們應(yīng)該更加努力的學(xué)習(xí)智能監(jiān)控的相關(guān)內(nèi)容，使智能監(jiān)控技術(shù)在我們的生活中得到更好地應(yīng)用，為我們的生活效勞。 參考文獻(xiàn) 【1】鐘玉琢,王琪,賀玉文.基于對象的多媒體壓縮編碼國際