智能視頻監(jiān)控技術(shù)及其在安防領(lǐng)域的應(yīng)用策略

（中國(guó)人民銀行西寧中心支行，青海西寧市，810001）張國(guó)海

在當(dāng)今的安防領(lǐng)域中，智能監(jiān)控技術(shù)具有非常顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，它可以將監(jiān)控范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)畫面顯示在用戶終端，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，以此來顯著提升監(jiān)控范圍的安防效果。因此，在此項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用中，技術(shù)人員一定要對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，然后將其合理應(yīng)用到相應(yīng)的場(chǎng)所中進(jìn)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(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，為安防領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供足具科學(xué)性的技術(shù)支撐。

1 智能視頻監(jiān)控技術(shù)概述

1.1 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本工作結(jié)構(gòu)

在智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，其基本的工作結(jié)構(gòu)包括①視頻采集結(jié)構(gòu)，也就是高清攝像機(jī)，而就目前來看，應(yīng)用到其中的高清攝像機(jī)種類有很多，包括紅外攝像機(jī)、微光攝像機(jī)以及見光攝像機(jī)等，這些攝像機(jī)都具有非常高的分辨率，可實(shí)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(shù)中的核心所在，其主要作用是自動(dòng)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，并將目標(biāo)與系統(tǒng)中的規(guī)則進(jìn)行對(duì)比，若不符合規(guī)則，便會(huì)立即發(fā)出自動(dòng)報(bào)警。③智能化監(jiān)控終端，也就是用戶計(jì)算機(jī)，其主要作用是預(yù)先進(jìn)行報(bào)警規(guī)則的設(shè)置，并對(duì)接收到的報(bào)警信息進(jìn)行處理與分析，以便及時(shí)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(shù)的具體應(yīng)用中，其主要原理是通過攝像機(jī)進(jìn)行被監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻采集，通過網(wǎng)絡(luò)將其傳輸?shù)揭曨l分析系統(tǒng)，在視頻分析系統(tǒng)對(duì)視頻進(jìn)行一系列的分析與處理之后，再通過網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行各種的監(jiān)控規(guī)則設(shè)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(huì)顯示出實(shí)時(shí)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(huì)立即接收到自動(dòng)報(bào)警信息[1]。

2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1 總體框架設(shè)計(jì)

根據(jù)智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)在當(dāng)今社會(huì)中的實(shí)際應(yīng)用需求，在對(duì)其進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的過程中，可將其按照五個(gè)模塊來進(jìn)行劃分，①視頻采集模塊，其中需要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制的設(shè)置，以此來實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)與變焦。②視頻儲(chǔ)存模塊，其主要作用是對(duì)采集到的監(jiān)控視頻信息進(jìn)行儲(chǔ)存，其中需進(jìn)行索引查詢機(jī)制設(shè)置，以便用戶對(duì)監(jiān)控視頻進(jìn)行調(diào)取。③視頻分析模塊，其中需要進(jìn)行自動(dòng)控制機(jī)制的設(shè)置，以此來實(shí)現(xiàn)視頻的自動(dòng)化分析。④系統(tǒng)管理模塊，該模塊的主要作用是對(duì)所有上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控視頻進(jìn)行管理，以便用戶的實(shí)時(shí)觀看和歷史記錄查詢。⑤人機(jī)交互模塊，該模塊的主要作用是實(shí)現(xiàn)用戶和監(jiān)控系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)交互，以此來實(shí)現(xiàn)圖像信號(hào)流的輸入和控制信號(hào)流的輸出。圖1是智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)示意圖。

圖1 智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)圖

2.2 硬件設(shè)計(jì)

在對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求來進(jìn)行硬件選擇與設(shè)置。其中，最主要的硬件形式為攝像頭和基礎(chǔ)平臺(tái)，也就是用戶端的計(jì)算機(jī)。具體設(shè)計(jì)中，攝像頭數(shù)量需要根據(jù)實(shí)際監(jiān)控需求來合理確定，在每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，采集到的監(jiān)控圖像都是模擬信號(hào)，攝像頭分辨率需要按照彩色和黑白進(jìn)行劃分，同時(shí)應(yīng)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(shè)置。

2.3 軟件設(shè)計(jì)

在該系統(tǒng)軟件中，主要的模塊可分為四個(gè)，①采集控制模塊，該模塊可通過智能程序的控制來實(shí)現(xiàn)視頻采集質(zhì)量的進(jìn)一步改善；②智能視頻模塊，該模塊可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)的檢測(cè)與跟蹤，或者是按照用戶指令來執(zhí)行預(yù)定義工作；③錄像儲(chǔ)存模塊，該模塊主要借助于配套的智能檢測(cè)信息進(jìn)入到索引服務(wù)器中，從而實(shí)現(xiàn)檢索服務(wù)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(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)框架圖：

圖2 智能化監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)框架圖

2.4 智能視頻模塊設(shè)計(jì)

在智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，智能視頻模塊是最為關(guān)鍵的部分。根據(jù)目前的智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用來看，其智能視頻模塊設(shè)計(jì)通常需要包含運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、多目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)分類統(tǒng)計(jì)和自動(dòng)化證據(jù)視頻檢索。

2.4.1 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)模塊

運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)主要是在攝像機(jī)捕捉到的序列圖像中對(duì)感興趣的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，其主要的檢測(cè)方法有減背景法和光流法。因?yàn)楹笳咴谟?jì)算中需要耗費(fèi)很多時(shí)間，并不具有足夠的實(shí)用性，所以當(dāng)前的目標(biāo)檢測(cè)方法主要是減背景法。具體應(yīng)用中，主要將前后幀的色彩、紋理以及運(yùn)動(dòng)差異作為依據(jù)，對(duì)每一個(gè)視頻的輸入幀與背景圖像進(jìn)行對(duì)比，如果其相同位置上的像素特點(diǎn)、區(qū)域特點(diǎn)或者是其他特點(diǎn)存在不同，新視頻幀中的像素區(qū)域或各個(gè)像素點(diǎn)便可組成一個(gè)前景運(yùn)動(dòng)形式的目標(biāo)區(qū)域，對(duì)前景像素點(diǎn)做進(jìn)一步的處理，便可對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)具體的位置、形狀以及大小等各項(xiàng)信息進(jìn)行獲取，以此來達(dá)到良好的目標(biāo)跟蹤以及視頻內(nèi)容解析效果。

2.4.2 多目標(biāo)跟蹤模塊

多目標(biāo)跟蹤主要是借助于目標(biāo)物外觀及其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)建立，它相當(dāng)于在連續(xù)圖像幀之間進(jìn)行位置、形狀、速度、色彩以及紋理等各種特點(diǎn)的對(duì)應(yīng)與匹配。具體匹配中，其常用的工具包括動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、Condensation算法以及卡爾曼濾波技術(shù)等，通過這些技術(shù)的應(yīng)用，可對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的各個(gè)目標(biāo)所在區(qū)域、輪廓及其特征進(jìn)行跟蹤監(jiān)控[3]。

2.4.3 目標(biāo)分類統(tǒng)計(jì)模塊

該模塊的主要功能是對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的出現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)及其形狀進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，以此來實(shí)現(xiàn)風(fēng)吹動(dòng)樹木、門的開關(guān)、動(dòng)物運(yùn)動(dòng)、車輛以及行人等的快速區(qū)分。具體應(yīng)用中，該模塊可以將事物的形狀特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度以及運(yùn)動(dòng)周期等作為依據(jù)，按照個(gè)人、人群以及車輛等對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)事物進(jìn)行劃分。借助于時(shí)間連貫信息或者是費(fèi)希爾線性判別式，便可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有目標(biāo)的分類和統(tǒng)計(jì)。

2.4.4 自動(dòng)證據(jù)視頻檢索模塊

該模塊的主要功能是借助于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤檢測(cè)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物位置、類型、大小、形狀、色彩、運(yùn)動(dòng)速度以及其他相關(guān)標(biāo)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(biāo)事件以及特定視頻檢索需求。

3 智能視頻監(jiān)控技術(shù)在安防領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

3.1 在住宅區(qū)監(jiān)控中的應(yīng)用

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

其中，住宅智能視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，它可以對(duì)煤氣泄漏、火災(zāi)以及陌生人入侵等情況進(jìn)行監(jiān)控，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。將監(jiān)控?cái)z像頭設(shè)置在住宅室內(nèi)，根據(jù)實(shí)際的監(jiān)控需求來進(jìn)行監(jiān)控點(diǎn)布置，以此來確保監(jiān)控覆蓋范圍，對(duì)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(huì)及時(shí)監(jiān)測(cè)到，并及時(shí)將相應(yīng)的報(bào)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(dāng)有陌生人闖入或視圖以非法手段進(jìn)入住宅的情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的報(bào)警會(huì)立即傳達(dá)到小區(qū)保安室中，以此來實(shí)現(xiàn)居民人身安全和財(cái)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(shù)主要包括錄像監(jiān)控、巡更管理、自動(dòng)報(bào)警以及安防報(bào)警這四個(gè)方面。具體應(yīng)用中，可通過錄像監(jiān)控的方式對(duì)小區(qū)中的各種視頻信息進(jìn)行獲取與整合，并對(duì)巡更人員與其巡更路線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.2 在銀行安防中的應(yīng)用

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

在銀行大廳中，智能化視頻監(jiān)控技術(shù)通過監(jiān)控?cái)z像頭的合理設(shè)置，可將銀行大廳劃分成若干個(gè)區(qū)域，以此來實(shí)現(xiàn)整個(gè)銀行大廳的全面監(jiān)控。對(duì)銀行大廳中各個(gè)區(qū)域內(nèi)的人員及其流動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤與監(jiān)控，以此來實(shí)現(xiàn)人員動(dòng)向的全面掌握，以便及時(shí)對(duì)異常情況作出針對(duì)性的反應(yīng)。借助于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的自動(dòng)化報(bào)警裝置，可對(duì)銀行大廳中出現(xiàn)的人員斗毆等情況及時(shí)發(fā)出報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)銀行大廳安全隱患的及時(shí)消除。

在ATM機(jī)安防中，智能化視頻監(jiān)控技術(shù)將智能化視頻圖像處理方式落實(shí)到ATM機(jī)監(jiān)控中，對(duì)操作平臺(tái)中采集的視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行全面整合，以此來實(shí)現(xiàn)ATM機(jī)操作平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并自動(dòng)對(duì)違規(guī)行為發(fā)出報(bào)警。通過智能化監(jiān)控設(shè)備對(duì)ATM機(jī)的出鈔口位置進(jìn)行監(jiān)控，以此來實(shí)現(xiàn)不法行為的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和報(bào)警，從而達(dá)到良好的安全保障效果。將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)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(duì)操作人員進(jìn)行全程的跟蹤檢測(cè)，讓異常情況得以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，以此來實(shí)現(xiàn)不法分子信息的充分獲取，為相應(yīng)的案件取證提供有效依據(jù)。

3.3 在公共商業(yè)場(chǎng)所監(jiān)控中的應(yīng)用

在公共商業(yè)場(chǎng)所的監(jiān)控過程中，智能化視頻監(jiān)控技術(shù)通過智能化視頻監(jiān)控?cái)z像頭對(duì)公共商業(yè)場(chǎng)所中的各個(gè)專柜進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)商品被盜或者是非法移動(dòng)等情況，系統(tǒng)將會(huì)立即發(fā)出報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)商品被盜和丟失情況的有效防止?？赏ㄟ^智能化監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行公共商業(yè)場(chǎng)所的擁擠監(jiān)控，尤其是在當(dāng)今的疫情防控過程中，更應(yīng)該在收銀臺(tái)、導(dǎo)購(gòu)臺(tái)等位置進(jìn)行此類監(jiān)控?cái)z像頭的設(shè)置，對(duì)于人員密集和擁擠等的情況，智能化系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并通過監(jiān)控?cái)z像頭發(fā)出相應(yīng)的疏散提醒，以此來為疫情防控工作提供良好保障。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)今安防管理工作中，智能化視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用。因此，在智能化視頻監(jiān)控技術(shù)及其系統(tǒng)的具體應(yīng)用中，技術(shù)人員一定要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行監(jiān)控點(diǎn)的布設(shè)，并將智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)和其他相關(guān)系統(tǒng)之間進(jìn)行連接，以此來達(dá)到良好的聯(lián)動(dòng)效果。通過這樣的方式，才可以讓智能化視頻監(jiān)控技術(shù)及其系統(tǒng)在安防監(jiān)控中發(fā)揮出充分優(yōu)勢(shì)，為安防效果的良好保障提供足夠科學(xué)、先進(jìn)的技術(shù)支撐。