基于智能视频分析的安防监控系统设计

摘要：随着我国社会经济的不断进步，公众对安全防范的意识也在逐步提升，视频监控系统越来越多的被应用于大型公共场所。但是目前，多数的视频监控系统都只是提供实时图像给工作人员，由人工监视处理，这样的监控方式存在着诸多的不足。为了有效的减少人工工作量和监控的准确性，我们应用智能视频监控的安防系统设计方案．利用智能视频监控系统，智能地管控安防区域．

关键词：智能；视频监控系统；安防；设计

中图分类号：S611文献标识码： A

引言

智能视频监控系统是采用人工智能、模式识别、概率论和图像处理技术．借助计算机强大的数据处理能力来分析视频数据，过滤掉图像中的无用信息或干扰信息、抽取视频源中的关键信息、判断有无异常情况，并以最快、最佳的方式进行处理．智能视频监控系统能有效进行事前预警、事中处理、事后及时取证．是全自动、全天候、实时监控的智能系统．

1 智能视频监控系统功能分析

1.1智能视频监控系统可以对采集到的视频数据进行智能分析，并在此基础上实现各种应用，例如。当侦测到有目标进入监控区域时，系统自动锁定该目标、并进行跟踪拍摄录像、同时触发相应报警联动：可以实现人脸识别和车牌识别，智能记录人员和车辆的出入情况；结合图像融合算法，实现红外光和可见光图像的融合，增强夜间监控的可靠性．

1.2智能视频监控系统能有效集成其他安防设备。例如门禁系统、红外探测器、烟温感探头、警铃等，实现安防工作的一体化、集成化，充分发挥系统的最大效能．比如当红外探测器发现不明目标进入监控区域，系统会迅速发出指令要求相应的网络摄像机转到对应的预置位，拉响警铃，并提示管理员查看该路视频信号．这种集成的系统监测方式多样．能大大降低误报率，提高安防工作的效率．第三，智能视频监控系统能感知前端摄像机的工作状态，如视频模糊、视频遮挡、视频丢失、视角变换等．

1.4智能视频监控系统对录像提供自动证据视频检索．该功能利用目标侦测技术获得目标的类型、形状、大小、速度、位置、颜色、以及其他特定的目标标志信息，从而生成丰富的视频索引，实现特定视频段检索或者目标事件检索．

2 智能视频监控系统的架构设计

2．1系统架构设计

文中提出的智能视频监控系统架构设计可分成软件和硬件两大部分．软件部分由系统后台监控端、管理端、服务端和数据库四部分组成：硬件部分主要包括：网络视频摄像机、I／0电子控制器、各类报警传感器、探照灯、门禁读卡器、门禁控制器等．

2．1，1软件部分组成

(1)监控端：它是智能视频监控系统的信息处理单元．承担着连接用户与中心服务器的任务，是信息的中转站，也是确保用户能第一时间接收到视频信息和报警的关键．它的主要功能有：查看实时监控图像，接收报警提示，查询历史告警记录，遥控操作各类报警设备．

(2)管理端：主要用于人员权限配置，硬件设备配置．系统联动报警方案设定、定时计划方案管理．

(3)服务端：作为智能视频监控系统的神经中枢．它承担着硬件设备的管理、数据通信、历史视频记录管理、网络拥塞控制、报警智能处理等众多职责．为了保证系统的安全性、稳定性及易用性，监控端、管理端、服务端均采用C#语言编写，运行于微软的WINODWS操作系统之上．

(4)数据库：采用微软的SQL2005数据库，它的性能较为优异，操作相对简单．有比较高的安全性．系统里所有的硬件信息、人员信息、报警处置方案、报警历史记录、视频索引全储存在这里，便于修改调用例．

2．1．2硬件部分组成

(1)网络摄像机：由镜头、图像／声音采集器、数字图像／声音编码器、网络控制服务器等部分组成．它内置SD卡等储存设备，有一定的存储能力；图像视频／二音频输出信号质量较好，支持流行的M―JPEG／H．264编解码[61．最重要的是网络摄像机拥有内置处理器，能够借助先进的图像分析算法．实现对视频图像的目标识别、提取、分类及行为分析，一旦检测到出现异常状况，能通过网络及时向系统服务端发出告警信息．

(2)I／0控制器：即输人输出(Input andOutput)控制器，它能接收并转换其他设备发来的电信号．也能向这些设备发送适当的电信号序列：具有网络通信接口，支持TCP／IP等常见的网络通信协议，能与其他设备通过网络交换信息：拥有一定容量的报警数据存储功能，在网络不通畅的情况能够在本地记录报警信息；接口较为丰富，拥有RS一232／RS一485等通讯接口，能够兼容市场上常见的报警设备．

(3)门禁控制器：拥有内置卡号数据库，支持本地刷卡验证；可以远程开、关门禁：当门禁控制器f_}；现意外情况时能够向用户发出报警信号川．

(4)各类报警设备，如电子围栏、红外探测器火警探测器、辅助照明、报警按钮等．

2．2系统工作流程

前端摄像机采集到视频信号后，由内置的嵌入式处理器直接做数字图像分析，提取出有价值的目标．对其的形态及行为趋势做分析判断，如果认定有异常情况出现，便向服务端发送相关的异常告警信息，由服务端参照用户预先设定的报警规则，对异常告警做详细分析，如果符合预设的报警条件，系统向工作人员发出报警信息，同时按照预设告警处置方案发送控制指令给相关I／0控制器、门禁控制器，进行安全管控．系统预设报警规则的目的．是为了能够在各种环境下，对其监控地点发生的异常状态进行分析时，都能尽量准确，减少漏报、误报的发生．为此，首先要根据监控系统所处环境类型，将预警设置的场景划分为室内、室外、白天以及夜晚四个大类，对待监控的目标则可以划分为人、机动车、非机动车以及动物等几大类．其次，在完成现场环境类型与预警目标的设置之后，要对监控的区域进行划分，具体来说可划分为警戒区、非警戒区、监视区等多种警戒类型．将警戒类型与目标类型巧妙的结合起来，可以充分发挥智能视频监控系统在信号采集与数据处理方面的优势，在不同的环境下、针对不同的警戒类型、根据不同的实际情况、及时准确地发出预警．从而有效地提高预警的针对性与准确性．

3 智能视频分析的实现

对视频图像的采集、分析工作主要由前端摄像机内置的嵌人式微处理器来完成．这种数据处理方式可以使得系统对原始或最接近原始的图象进行分析，第一时间做出快速而准确的判断[8J．

一个完整的视频图像分析处理过程需要融合图像处理技术、模式识别技术等多种技术手段才能达到较好的实践效果．其工作过程包括图像的预处理、图像分割、特征提取和图像分类。

系统的图像识别设计借鉴运动检测的思路来实现：首先根据各坐标的像素值在整个序列中的统计信息对背景进行恢复．如有异常情况，则提取出来：然后利用统计方法识别该异常隋况的所属类别．图像的识别主要运用帧间变化检测方法来实现，其基本流程分为：

(1)图像预处理，根据图像的模糊情况采用各类特殊技术来突出图像中的某些细节信息并削弱或消除无关信息，从而达到增强图像的整体或局部特征的目的．

(2)图像的背景恢复及异常提取．根据各坐标处像素值在整个序列中的统计信息对图像背景进行恢复，然后利用当前帧与恢复出来的背景相减，提取出发生了异常情况的区域．

(3)图像分类，利用当前帧与恢复出来的静态背景相减，提取出所有可能发生了异常情况的区域．

4 小结

针对视频监控领域的发展现状和存在的问题，以上提出了一种基于智能视频分析的监控系统设计，从硬件架构和软件架构上都做了分析说明．为监控系统的设计提供了一种新的方法和思路．而且伴随着硬件处理能力和软件分析能力的不断提高，智能视频监控系统的工作效能还将继续提升，新的功能也将不断涌现，它必将取代现有的传统监控，开启安防管理工作新的发展历程．

5 参考文献

[1]俞炳扬．试析智能视频监控技术在博物馆中的应用【J】科技咨

询．2012(10)：24―25．

[2]吴先涛，吴承治．网络智能视频监控中视频内容分析的1i作机

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[3]蒋晓健，郑力．基于SQLSERVER的面向对象数据库的构翘J】计算机丁程与应用．2010(4)：178-181．