智能视频监控技术及其在安防领域的应用
智能视频监控技术及其在安防领域的应用
【摘要】随着经济发展的需求和科学技术的进步，传统的电视监控因其具有不够精确等特点，已被新型的智能视频监控技术逐渐替代。作为新时代新科技成果的智能视频监控，其利用计算机视觉技术对监控对象进行智能监控与分析，更加能满足人们对安防的需求。本文通过对智能视频监控技术的分析，阐述其在安防领域的实际应用。
【关键词】智能视频；监控技术；安防领域；实际应用
科学技术总是在经济需求的推动下不断地飞速发展，每种技术都有其辉煌灿烂的高峰期，但随着时间的推移，总会被新兴的科学技术所代替。传统视频监控系统在当年不甚发达的时代背景下，数字化远程操控的特点也曾被人所赞扬。然而，随着科技的进步和系统的使用，人们发现传统的监控技术拥有太多的弊病，越来越难以满足人们的现实需求，由此，我们引进计算机技术研发出智能视频的监控系统。
一、传统视频监控技术的弊病
传统视频监控是一种被动型的系统。这种系统具有同步监视和远程控制的特点，可以在事后有需要时调出影像进行事件回放。由于其缺乏智能特性，所以要求必须有监控人员进行实时监视，通过人为的分析对事件作出判断，发出报警。可以说，不管是影像回放、实时监管、发出报警，都是以人的作用为关键。然而，随着监控设备的和监控对象的不断增加，监控数据大规模增长，人的精力有限，无法做到一直保持效率，实时的全方面监控难以达成，更不用说根据实时监控作出判读报警。
另外，录像数据的大规模增加，也为网络的传输与数据的保存带来了非常大的负担。网络带宽和服务器承载力的限制导致传统视频监控系统只能采用高压缩率的数字压缩技术，压缩技术对数据的损害表现出来就是图像不清晰。且传统网络容易受周围环境干扰，这为后期的处理带来很大的问题。为解决这些难题，相关部门只好采用网速高的光纤专网来进行数据传输，以保证视频的清晰度。这样的措施在解决问题的同时，却造成了技术成本的提高。
二、智能监控系统的优点
传统监控系统分模拟和数字监控两个阶段。初代模拟监控系统缺点非常明显，其监控范围、切换性能、数据存储都受到很大的局限。次代数字系统虽然功能增强了很多，也简化了操作难度，但欠缺稳定性，其布线复杂，监控范围依然有限。相比之下，最新的智能视频监控系统则摒弃了前两代传统监控的所有缺点，表现出了极大的优越性。智能视频监控技术以互联网平台为依托，以数字化和信息化为发展方向，通过计算机视觉技术对视频进行智能分析和处理，在无人条件下进行全程自动化的监控。其优点如下：
(一)7x24小时无间断监控
机械只要保证能源充足就可以无间断地工作，不必如人一样受到精力的限制。智能视频系统可以大大解放监控系统对人力的需求，系统通过计算机视觉与机器视觉的综合应用，摒弃人的主观思维特性，客观的分析视频中所含的信息，对异常事件或疑似问题进行判定，并决定是否要报警。报警的瞬发性可以避免人为操作时进行再编码保存发出报警的延时性。
(二)精确报警
智能终端系统与高精细前端设备集成智能视频监控系统，对图像高度捕捉后强化
显示效果，再由计算机系统进行高速运算分析，精确定义事件的安全与否，实时发现，实时报警。既降低了错报、漏报的比例，也节省了数据传输的流量。
(三)提高反应速度
计算机通过智能系统识别异常事件，或通知相关人员进行处理，以避免危险问题的发生；或根据系统定义的程序，执行相关预案。智能系统的执行不受主观思想干扰，客观公正，要比人为操作精确迅速的多。
(四)扩大视频共享范围
智能监控系统的视频资源可以共享至其他非安全领域，如商场可以利用智能系统的视频资源识别不同等级的客户，并对之进行个性化的服务，还可以对客流量进行统计以便事后分析总结做出营销策略。
三、智能视频监控系统的发展方向
(一)传输网络化
随着信息技术与互联网平台的有机结合，视频监控系统慢慢转向网络化的发展方
向，网络的带宽和承载力进一步提高，前端设置网络摄像机，对视频信号进行数字化编码压缩，通过网络方式传输后，再由高技术设备进行解码分析，比摄像机直接输出高清信号的成本更加节省。
(二)网络安全化稳定化
传统的监控方式以及监控视频的传输方式容易受到外部条件的干扰，视频资源容易丢失或被人盗取。网络化的智能监控系统通过特殊技术对数据的网络传输进行加密，没有授权的外部人员无法破解，保证了安全性和稳定性。
(三)监控系统多功能化
随着视频监控系统的不断发展，传统的监视设备已经跟不上时代的需求，新兴的智能视频监控可以主动进行智能检索分析，功能更加多样化。
四、智能视频监控系统的分类、技术与系统构成
(一)分类
l、智能视频分析前端系统；
2、三维全景多视监控系统；
3、视频警戒系统；
4、视频图像甄别处理系统；
5、高空嘹望监控系统；
6、时间连续的监控点接力跟踪监视和目标事件关联性分析与检索系统
(二)技术分析
1、对象检测
对象检测主要为后期的对象分类、对象行为分析打下基础，这一阶段一般采用背景减法、光流法、帧差法进行运算。主流的背景减法通过对每一帧的图像进行相加减的运算来确定阙值特异的运动区域；帧差法与背景减法的区别在于对帧图像提取的数目差，背景减法是许多帧，帧差法则是对相邻的两帧或几帧，帧差法比背景减法有更强的自适应性。前两种运算方法是对图像的单纯检测，而光流法的计算则非常复杂，是对图像的光流场进行检测分析，虽然数据更精确，却耗时耗力，无法做到实时完成，难以普及开来。
2、对象分类
智能系统对监控对象进行分类时主要依靠各种分类器，其特征量涉及时间和空间
两个方面。时间特征关注监视对象的运动轨迹和速度变化，空间特征则偏向对大小、形状、位置等特征的关注。
3、对象跟踪
智能系统对监视对象的跟踪主要通过匹配法来实现，在结合对象所处环境的前提
下，以监视对象的某一特征作为比较标准，在图像的后续帧中搜索相同或相似的结果，得出结果后进行跟踪。智能系统的监视特征有3D模型、主动轮廓、运动对象几种。
4分析图像
虽然和检测阶段一样都是对图像进行处理，但是分析这一阶段更加高级。系统通过智能化的分析，对监视对象的行为进行进一步识别。
(三)系统构成
智能视频监控系统不是单一的简单设备，而是由一系列的的各种功能的设备集合而成。
1、表现设备
表现设备类似于计算机的输出设备，以显示功能为主，主要包括电视墙、监视器、报警喇叭等。
2、控制设备
控制设备是视频监控系统中最重要的功能设备，利用计算机的进行数字控制，把传统的模拟操作转换为鼠标操作，将传统模式中大量的电缆简化为串行电话线，实现网络上的远程监控。
3、处理设备
处理设备的工作对象是音频和视频，设备通过对音频和视频的剪切、分割、放大、分配操作来进行数据信息的处理。其数据来源自传输层。
4、传输设备
传输设备即日常所说的视频线、音频线、网线、光纤、微波等，纯数字视频系统
由于其数字化特征和对视频清晰度的高要求，传输的数据量非常大，因此其传输的介质只能选择光纤
5、执行设备
执行设备主要包括镜头和解码器等。
6、支撑设备
这类设备很好理解，非常显而易见，就是支架和防护罩等支撑性设备，用于保护后端设备。
7、采集设备
采集设备的好坏非常重要，后端的分析效果就受到采集设备品质的极大影响，主要包括摄像头和传感器等。
五、智能监控与安防领域
智能视频监控系统在安防领域和非安防领域都有应用，其中安防领域是智能监控系统的主要应用领域。智能视频监控系统可以与传统监控系统适当结合，二者结合可以在更广范围内发挥出更大的效果。
以下是智能视频监控系统在安防领域中的应用：
1、复杂天气如大风、雨雪下对移动对象的屋里运动进行侦测。
2、进行人物面部特征的识别，以便与系统数据进行比对来验证身份。
3、在监控范围内定义敏感区，对停留在敏感区中时间过长的物品进行智能监测，这一功能多于机场、车站等人流密集处应用。
4、对车辆的外形和牌照进行检测和识别，主要用于追回被盗车辆。
5、对人体斗殴、抢劫等危险行为进行监测分析，若有人突然倒地，立刻智能报警或报医。
6、监控设备联动，通过联网发布对物体的持续追踪指令，追踪对象一旦脱离单个的视频监控设备的监控范围，只要进入其他设备的监控范围，就能进行连续的追踪。
7、在军事基地、银行或博物馆等对安防有极高要求的区域对入内的人或物体进行探测，防止突然入侵。
8、在火车站等人流量大的场所进行人流速度与方向的监测，以便进行及时疏导，避免拥塞现象。
9、对贵重物品或高精细高价值设备进行防盗性质的监测，若有移动，立刻发现，立刻报警。
10、监测烟火的变化，以避免火灾的发生。
六、结语
智能视频监控系统是视频监控技术发展的必然产物，其网络化、数字化、智能化的特色使其极大地优于传统监控技术。随着不断发展的科学技术作为支撑，智能系统在安防领域的应用也一定会越来越广泛。
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作者简介：伊国栋(1962一)，男，内蒙古赤峰人，哈尔滨全新中联电子有限责任公司工程师，研究方向：视频监控。
