图像识别技术在安全防范系统中的应用

摘要： 本文通过对图像识别技术在安全防范系统中的应用现状分析，提出在不增加硬件成本的基础上融入图像识别技术及软件支持，能够提高安全防范系统的智能程度和自动化控制能力，为智能建筑的使用者提供更为安全、快捷、舒适的工作生活环境。

Abstract： This paper analyzed the application of image recognition technology in security & protection system， proposed to introduce the image recognition technology and software support on the basis of without additional hardware cost， to improve the intelligent degree and automatic control ability of security & protection system and provide more safe， fast， comfortable working and living environment for users of intelligent building.

关键词： 安全防范系统；图像识别技术；门禁控制；车辆管理

Key words： security & protection system；image recognition technology；access control；vehicle management

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）23-0218-02

0 引言

安全防范系统（SPS，security & protection system），是以维护社会公共安全为目的，运用现代电子技术、视频采集技术、传感器技术、计算机技术和网络技术构建的集散型控制系统或网络，具有防止非法入侵、防火、防盗、人员出入控制、防爆安全检查等功能，主要应用于楼宇智能化系统和一些特殊安全保护的场所。楼宇智能化中的安全防范系统主要有视频监控系统、入侵报警系统、出入口控制系统、停车场管理系统、消防系统、巡更系统等几个子系统构成。

图像识别技术主要指通过计算机，应用数学技术方法，对一个系统前端获取的像按照特定目的进行相应的处理，是人工智能中的一个重要领域。随着计算机技术与信息技术的发展，图像识别技术已在各个技术领域获得了广泛的应用。近年来随着图像识别技术的进步和推广应用以及楼宇智能化技术的发展，图像信息在楼宇智能化系统中占所获取信息数据的比例越来越大，比如在安全防范系统的信息数据中，视频图像信息量占据了其中最大的一部分。因此，鉴于图像识别技术在安全防范系统中的重要性及可适用性，本文将着重阐述图像识别技术在安全防范系统中应用的现状以及未来发展的趋势。

1 图像识别技术在安全防范系统中应用的现状分析

1.1 图像识别技术在门禁系统的应用 门禁控制系统中的关键技术是身份识别，身份识别的途径主要有无线射频卡识别、密码识别和生物特征识别三大类。目前在智能建筑门禁系统中应用的主流方式是无线射频卡识别和密码识别。无线射频卡识别和密码识别的主要优点在于可靠性高、操作方便、识别快速、加密性能好等。但是无线射频卡的缺点在于属于实物，丢失和被盗的可能性就导致安全性降低；而密码识别的缺点在于容量有限、无进出记录、只能单向控制、容易忘记和泄露，尤其对老人和儿童的适用性较低。为了解决上述问题，门禁控制系统引入了生物特征识别技术。由于生物特征呈现唯一性且终生不变，作为身份识别来说具有很高的可靠性。例如指纹识别，通过特殊的光电转换设备和图像分析技术，将采集到的指纹和预先保存的指纹数据进行比对，可以自动、迅速、准确地鉴别出个人身份，具体的应用就是指纹门禁。指纹门禁把指纹比对结果作为输入信号引入到门禁执行机构的输入端，作为执行机构的控制信号来执行开门动作，从而完成人员出入的智能控制。但指纹识别作为安防系统的控制手段也存在一定的缺陷。目前除了在公安刑侦领域还将指纹作为罪犯基础资料以外，指纹识别设备因安全性不足已经逐渐退出了中高端安防市场，转向了低端安防市场和消费电子领域。

1.2 图像识别技术在入侵报警系统中的应用 图像识别技术在入侵报警领域中的应用是指采用图像识别技术对监控范围内目标的活动进行提取和分析，然后获取活动目标的运动特征，这种应用通常称之为行为识别。此技术通常分为两个应用方向，①将监控目标作为一个整体进行研究，分析其运动轨迹，从运动路线的方面来判断其是否违反了既定路线。②以监控目标的局部肢体运动特征作为研究对象，根据其肢体运动的动作来判断其肢体运动的性质。安防中的视频监控和防盗报警就是对防范区域周界、一般防范区域、重点防范区域的人或物体通过行为识别，来判断是否存在危害性，继而决定发出报警信息，提醒安保人员到现场进行处理；也可以实现根据危害的严重级别来决定是否与110联网报警处理。由于安防级别及成本的原素，行为识别主要应用在博物馆、档案馆、军事单位等安防要求较高的场所。

2 图像识别技术在未来安全防范系统中的应用前景分析

2.1 图像识别技术在门禁控制系统中的应用 人体的生物特征除了指纹还有面部、虹膜、手型、笔迹、静脉图像等特征，可以将这些特征的识别引入到门禁控制系统中。就像指纹一样，每种生物特征在识别方面都有其自身的优缺点，有其自身的适用范围。例如，有些人的静脉特征由于病理原因发生了改变，患白内障的人虹膜会发生变化等等。为此，在对安全有严格要求的应用领域中，人们往往需要融合多种生物特征来实现高精度的识别系统。多种生物特征相融合是一种更准确、更安全的身份识别方法。随着图像分析技术和楼宇智能化技术的发展以及安防市场需求的扩大，这种身份鉴别方法将会成为在安防系统领域中未来发展的必然趋势。

2.2 图像识别技术在消防系统中的应用 目前市场上常见的火灾报警系统主要是依靠各类火灾探测器将探测到的信号传递到火灾报警控制器中，再由火灾报警控制器向报警系统和联动控制系统发出报警及控制指令。在这些系统中常用的火灾探测器主要是感烟探测器、感温探测器、感光探测器、可燃气体探测器等。根据火灾发生初期的特点和火灾探测器的探测原理综合分析可知，这类火灾探测方法在火灾初期很难实现及时报警，并且误报率高、检测时间较长，而且对某些特殊火灾情况无法预报，比如无烟火焰等，所以说目前智能建筑的消防报警系统的设置重在灭火及联动控制部分。

而图像识别技术应用于火灾探测中，主要是对摄像机获取的现场图像进行光谱分析或者燃烧特性分析，一幅火焰图像的特征可以表现在光谱、灰度、方差、火焰丰度、能量等多个参数上，这些特征参数较全面地反映了燃烧火焰的基本特征，根据图像分析数据就能够在火灾发生早期做出准确判断，从而提高火灾探测的时效性。

2.3 图像识别技术在车辆管理系统中的应用 停车场管理系统作为智能大厦和智能小区安全防范的一个重要组成部分。随着智能建筑及建筑群的日益增多，图像识别技术在国内停车场管理系统得到了普遍的应用。车辆管理系统是通过计算机、摄像机、网络、车道管理设备搭建的平台对车辆出入认证、场内车流引导、收取停车费等进行管理的网络系统。高效、安全与科学管理是车辆管理系统的目标。在目前的停车场管理系统市场上应用的主流技术是采用射频卡作为车辆身份标识，通过卡片来对出入的车辆进行识别。这种近距离读卡的方式需要驾驶员停车刷卡，存在诸多不便，而且停车刷卡更有通行速度慢的缺点，尤其是在进出高峰期时易造成拥堵。不停车通行停车场管理系统就能够比较好的解决以上问题。不停车通行系统可以有两种实现途径，一种是采用有源射频卡，能够远距离识别从而实现不停车通行。另一种就是采用图像识别技术提取车牌号码在系统中进行标识实现不停车通行。从节能环保、便捷快速及技术发展的角度来说，第二种途径必将是未来在车辆识别应用方面发展的方向。车牌号码提取可以在停车场系统原有硬件设备的基础上融入图像识别车牌号码的相关软件来解决，可以充分利用现有资源而避免资源的重复建设。如果在未来图像识别提取车牌号码技术与网络化的账号授权收费系统以及其它先进技术能够结合起来，在城市车辆管理与高速公路运输中得到广泛应用的话，将会完全改变现有人工收费方式的低效率，以及高速公路收费站车流量低的现状等等。

3 小结

安防系统中很重要的一个部分就是包含了大量的摄像机和视频图像处理设备的视频监控系统，此系统已为图像识别技术的应用搭建了一个技术应用的平台。所以说，图像识别技术完全可以在原有智能建筑硬件平台的基础上融合图像识别软件和辅助设备来实现，不需要在设备和综合布线方面做大的增加和改动就能完成技术的升级和改造。这样既迎合了安防市场应用的发展方向，又符合用户对高品质、低成本的需求。随着图像识别技术商业化应用越来越成熟，图像识别技术将会给我们带来更为舒适、高效、便捷、安全的工作和生活环境。

参考文献：

[1]周军盈，杜啸晓.图像识别技术在火灾探测中的应用[J].消防科学与技术，2007（4）.

[2]袁佳，郭建钢.车辆牌照图像识别技术研究进展[J].机电技术，2008（1）.

[3]陈彪，吴成东，郑君刚.智能建筑中人脸识别与报警的应用[J].低压电器，2009（2）.