論基于數(shù)字圖像處理的智能監(jiān)控系統(tǒng)

杜俊蓉延邊大學

論基于數(shù)字圖像處理的智能監(jiān)控系統(tǒng)

杜俊蓉
延邊大學

監(jiān)控系統(tǒng)是國家、城市、企業(yè)、單位以及家庭各領域中廣泛應用的設施，具備查詢、收集、提取、保存、跟蹤、分析等功能。而傳統(tǒng)的監(jiān)控技術應用主要是依托信息記錄以及事后分析來完成監(jiān)控目的，大量的數(shù)據(jù)增大了工作量，并且需要足夠的人力來完成工作，同時監(jiān)控分析效果還不夠理想，很難滿足用戶要求。隨著科學技術不斷發(fā)展，利用數(shù)字圖像處理的智能監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效彌補上述不足，通過智能化自動分析，使監(jiān)控信息更加準確。

數(shù)字化；圖像處理；智能監(jiān)控；控制系統(tǒng)

利用智能視頻監(jiān)控功能可以實現(xiàn)對事物畫面拍攝與錄制，并經(jīng)過自動調(diào)節(jié)與分析，并結(jié)合計算機視覺、圖像處理、分析技術等功能可以實現(xiàn)及時報警功能，更能夠?qū)W(wǎng)絡異地信息狀況進行視頻查詢，對分析事態(tài)趨勢有一定的輔助作用。同時有效的節(jié)省儲存設備容量空間，降低工作量。下面文章中將針對數(shù)字圖像處理的智能監(jiān)控系統(tǒng)進行分析，對智能監(jiān)控技術、監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件設計等進行介紹。

一、智能監(jiān)控技術

智能化分析處理系統(tǒng)是智能監(jiān)控系統(tǒng)中主要應用技術，在運用過程中可以利用有很多種智能算法來對所收集的數(shù)據(jù)信息處理，這樣就大大的提高了目標檢測技術功能，下面對智能檢測以及控制中的主要應用技術進行介紹：

1、運動目標檢測技術

運用目標檢測技術主要是針對用戶所需要了解的運動區(qū)域的提取，在視頻圖像列表中將指定提取的內(nèi)容從背景圖像內(nèi)截取，該項技術主要應用特點是可以對目標視頻分類、跟蹤、分析等提供可參考的數(shù)據(jù)依據(jù)。但是由于時間、背景、環(huán)境之間有著互變的關系，隨著時間的變動，背景圖像的清晰度以及環(huán)境都會經(jīng)常處于運動狀態(tài)，這樣就會使檢測效率相對降低。當前時間差分法、光流法以及背景排除法是運動目標檢測技術中常用的方法。

2、目標跟蹤技術

目標跟蹤技術是針對用戶指定的目標進行跟蹤，跟蹤技術為用戶了解視頻監(jiān)控中某一運動區(qū)域的全程信息有很大的幫助，可以說目標跟蹤技術是智能監(jiān)控系統(tǒng)中重要的應用技術之一。目標跟蹤主要分為四種，分別是：特征跟蹤、輪廓跟蹤、外表跟蹤和特征跟蹤，四種跟蹤方法都有各自的跟蹤原理與依據(jù)，其中特征跟蹤中還需要包括特征提取和匹配環(huán)節(jié)，才能夠促進特征跟蹤效果更佳。

3、行為模式分析技術

行為模式分析技術是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中重要的組成部分，目前，這項技術已經(jīng)被視頻監(jiān)控技術研究中心作為重點研究的對象。該技術可以在海量信息與數(shù)據(jù)中進行全方位分析，其分析準確度非常高。在行為模式分析技術應用過程中，它可以有效規(guī)避一些無用的信息，根據(jù)用戶需求，直接有效的進行相關信息提取。對發(fā)現(xiàn)問題具有及時性，更能夠有效對預發(fā)事件進行分析，提高監(jiān)控水平，使信息更具有真實性與準確性，行為模式分析技術可以將傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中的事后查詢功能成功的轉(zhuǎn)變現(xiàn)代事前預測功能，降低異常事項發(fā)生幾率，突出視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能特點。

4、視頻檢索技術

該項技術具有自動篩選功能，可以將用戶想要得知的視頻片段從大量的數(shù)據(jù)中有效提取。目前，我國視頻監(jiān)控研究中心針對這項技術還在不斷研究中，著重對識別和描述圖像所應用到的元素進行研究，例如：顏色、形狀、紋理等多方面相關元素。能夠?qū)︾R頭邊緣進行有效檢測，同時還能夠?qū)κ挛镞\動情況進行恢復與重構。

5、圖像處理技術

圖像處理技術主要應用于對監(jiān)控現(xiàn)象的靜態(tài)拍攝，并能夠?qū)λ臄z的圖像進行有效處理，可以實現(xiàn)圖像畫面增強、灰度、變換、剪切、編輯、分割等處理，同時還能夠利用形態(tài)學進行分析，對特征提取有很好的效果。利用模式識別技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術等多種技術，實現(xiàn)圖像處理技術的識別功能，這樣就加大了圖像處理技術對監(jiān)控信息的判斷能力。

6、智能存取技術

此項技術作用的發(fā)揮主要以圖像處理技術對所拍攝圖像處理的結(jié)果為基礎，能夠分析出某一時段中監(jiān)控系統(tǒng)是處于錄制狀態(tài)還是拍攝狀態(tài)，還能夠?qū)ε臄z與錄制進行調(diào)整，實現(xiàn)對視頻分辨率、時間等方面的進行實時控制。

7、智能控制技術

根據(jù)圖像處理分析結(jié)果，通過控制運動控制器，控制云臺的運動，實時地跟蹤監(jiān)控目標．并通過聲光報警，或拔打值班人員電話，發(fā)送異常狀態(tài)信息。

二、智能監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設計

1、智能監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計

隨著電子技術的發(fā)展和計算機硬件成本的不斷降低，智能監(jiān)控系統(tǒng)的計算機硬件價格已大幅度減低，利用計算機作為主要的控制中心已成為可能。采用大容量的硬盤來存儲實時攝取的靜態(tài)圖像及視頻數(shù)據(jù)，通過對圖像進行壓縮和灰度化處理，可以大大節(jié)省磁盤空間。通過設置無異常場景圖像、舊圖像自動刪除的周期，現(xiàn)代硬盤完全可以無須更換就可以使系統(tǒng)長時間地工作。

2、智能監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計

主要由定時器、鍵盤及紅外探頭觸發(fā)模塊，圖像管理模塊，圖像存儲模塊，圖像查詢模塊，圖像分析模塊，圖像傳輸模塊，圖像處理算法模塊等功能模塊組成．其中圖像管理模塊可以實現(xiàn)視頻或圖像的分辨率管理及控制；信號源設置；壓縮率級灰度化處理；圖像備份及圖像刪除等功能．圖像查詢模塊可實現(xiàn)按文件名查詢，按日期時間查詢，多條件鏈接查詢，異常事件查詢等。進行圖像處理的關鍵是：鎖定靜態(tài)內(nèi)存，獲得內(nèi)存指針；創(chuàng)建用戶自己的圖像緩沖區(qū)；將靜態(tài)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)讀入圖像緩沖區(qū)，對內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)進行處理，圖像保存或圖像回顯。

三、侵入圖像偵測的方式和實現(xiàn)算法

數(shù)字化圖像監(jiān)控系統(tǒng)的最大優(yōu)點在于分辨率高，并且可調(diào)．對于智能監(jiān)控和自動化監(jiān)控是最理想的首選。侵入圖像偵測的原理是，把監(jiān)視場景的背景圖像或前一時刻的圖像作為監(jiān)控的原始標準圖像，監(jiān)控過程中如果有侵入事件發(fā)生，那么這幅作為標準的圖像就會發(fā)生變化。即攝入的圖像在部分像素上與原背景圖像相比發(fā)生了一定的變化，而根據(jù)兩幅圖像的變化率大小和變化分布特點區(qū)域，利用一定的判定規(guī)則、人工智能、機器學習等算法，就可以判斷侵入事件發(fā)生的真?zhèn)巍亩瓜到y(tǒng)自動進入最佳分辨率，最佳間隔時間的圖像拍攝及影像錄制，或報警提示或其他處理例程。

結(jié)語

本文數(shù)字圖像處理智能監(jiān)控系統(tǒng)，克服以前系統(tǒng)的一些缺點，更具有實時性強，反應速度更快，外存儲器容量要求小，智能化程度高等優(yōu)點。為分散式小型監(jiān)視系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一個簡易而方便的構建方案。它適應于不同層次的家庭防盜、小區(qū)保安、醫(yī)療監(jiān)視和教學等。

[1]郝麗敏.基于數(shù)字圖像處理的智能交通控制系統(tǒng)的研究[J].武漢理工大學,2012;

[2]劉超.基于數(shù)字圖像處理技術的智能瑕疵檢測系統(tǒng)的開發(fā)與應用[J].吉林大學,2014

[3]李戈.基于數(shù)字圖像處理的智能檢測系統(tǒng)，山東理工大學學報，2013年06期