安防监控

智能监控技术应用

        智能监控技术虽然目前监控摄像机在商业应用中己经普遍存在,但并没有充分发挥其实时主动的监督作用,因为它们通常是将摄像机的输出结果记录下来,当异常情况(如停车场中的车辆被盗)发生后,保安人员才通过一记录的结果观察发生的事实,但往往为时已晚。而我们需要的监控系统应能够每天连续24小时的实时智能监视,并自动分析摄像机捕捉的图像数据,当异常发生时,系统能向保卫人员准确及时地发出警报,从而避免犯罪的发生,同时也减少雇佣大批监视人员所需要的人力、物力和财力的投入。
  智能视觉监控就是要用计算机视觉的方法,在不需要人为干预的情况下,通过对摄像机拍录的图像序列进行自动分析,实现对动态场景中目标的定位、识别和跟踪,并在此基础上分析和判断目标的行为,从而做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时做出反应。
  智能监控系统的需求主要来自那些对安全要求敏感的场合,如银行、商店、停车场等。另外,智能监控系统在自动售货机、ATM机、交通管理、公共场所行人的拥挤状态分析及商店中消费者流量统计等方面也有着相应的应用。
智能监控技术研究内容
        智能监控系统——手机视频监控报警系统是安防进入民用化领域的一套智能系统,该系统集成了手机监控与手机防盗报警两大系统 ,当有非法人员闯入禁区防区或者火灾煤气泄漏等紧急情况时,系统主机会第一时间给指定用户拨打电话及发送短信或email!用户收到电话短信时可以第一时间用手机或者电脑查看监控区域的画面。消除了传统监控系统马后炮及传统报警系统误报出警的顾虑!该系统集成了无线门磁、无线烟感等无线报警配件信息,有效的提高了监控系统民用化的特性。深圳市凯特科技有限公司是专业从事手机视频监控产品,该产品的配套手机软件即凯特守护神能与视频监控及家庭报警联动至手机短信或电话中。该产品也是一款智能家居安防监控防盗系统:该系统系网络但无需电脑即可独立完成!本地存储器24小时录像,异地可通过上网手机或电脑可观看及操作家中所有监控画面。系统自带无线报警模块,可匹配无线门磁、探头、烟感器等无线报警触发设备,当有人闯入监控防区,系统会自动打电话、发短信、邮件给指定的4位手机用户,同时本地会产生声光警笛。远程用户收到警情电话、信息后可以通过上网手机或电脑查看监控画面情况,并通过手机控制摄像机旋转角度及焦距、报警系统布防撤防,同时启动手机录像功能并处理警情。(1)环境建模  要进行场景的视觉监控,环境模型的动态创建和更新是必不可少的。在摄像机静止的条件下,环境建模的工作是从一个动态图像序列中获取并自动更新背景模型。其中最为关键的问题在于怎样消除场景中的各种干扰因素,如光照变化、阴影、摇动的窗帘、闪烁的屏幕、缓慢移动的人体以及新加入的或被移走的物体等的影响。

运动检测

  运动检测的目的是从序列图像中将变化区域从背景图像中提取出来。运动区域的有效分割对于目标分类、跟踪和行为理解等后期处理是非常重要的,因为以后的处理过程仅仅考虑图像中对应于运动区域的像素。然而,由于背景图像的动态变化,如天气、光照、影子及混乱干扰等的影响,使得运动检测成为一项相当困难的工作。(3)目标分类  对于人体监控系统而言,在得到了运动区域的信息之后,下面一个重要的问题就是如何将人体目标从所有运动目标中分类出来。不同的运动区域可能对应于不同的运动目标,比如一个室外监控摄像机所捕捉的序列图像中除了有人以外,还可能包含宠物、车辆、飞鸟、摇动的植物等运动物体。为了便于进一步对行人进行跟踪和行为分析,运动目标的正确分类是完全必要的。但是,在已经知道场景中仅仅存在人的运动时(比如在室内环境下),这个步骤就不是必需的了。(4)人体跟踪  人体的跟踪可以有两种含义,一种是在二维图像坐标系下的跟踪,一种是在三维空间坐标系下的跟踪。前者是指在二维图像中,建立运动区域和运动人体(或人体的某部分)的对应关系,并在一个连续的图像序列中维持这个对应关系。从运动检测得到的一般是人的投影,要进行跟踪首先要给需要跟踪的对象建立一个模型。对象模型可以是整个人体,这时形状、颜色、位置、速度、步态等等都是可以利用的信息;也可以是人体的一部分如上臂、头部或手掌等,这时需要对这些部分单独进行建模。建模之后,将运动检测到的投影匹配到这个模型上去。一旦匹配工作完成,我们就得到了最终有用的人体信息,跟踪过程也就完成了。(5)多摄像机数据融合  采用多个摄像机可以增加视频监控系统的视野和功能。由于不同类型摄像机的功能和适用场合不一样,常常需要把多种摄像机的数据融合在一起。在需要恢复三维信息和立体视觉的场合,也需要将多个摄像机的图像进行综合处理。此外,多个摄像机也有利于解决遮挡问题。(6)行为理解和描述事件检测、行为的理解和描述属于智能监控高层次的内容。它主要是对人的运动模式进行分析和识别,并用自然语言等加以描述。相比而言,以前大多数的研究都集中在运动检测和人的跟踪等底层视觉问题上,这方面的研究较少。近年来关于这方面的研究越来越多,逐渐成为热点之一。
 

国内外研究现状

  随着智能监控中对人的运动分析研究和其它相关技术的发展,下述几个方面己经成为未来的发展趋势:一、音频与视觉相结合的多模态接口  人的相互交流主要是依据语言,过去的许多工作是语音理解,但语音识别受距离和环境噪声的限制,尤其在机场等高噪声环境,将会严重影响语音识别的性能。人的可视化描述与语音解释一样重要,研究者们正逐渐将语音与视觉信息集成起来以产生更加自然的高级接口。当前一些接口系统在视觉方面仅仅做了如脸的表情、身体姿势等的大尺度分析,但还不能分析大多数人的正常姿势,这意味着人机之间的通讯仅局限于几个特定的姿势,这个局限是人的姿势结构的不易理解造成的,而且跟踪多人的系统由于来自摄像机的分辨率、计算机处理能力和视角的影响而不能准确的估计身体姿势。为了完成优化尺度和广域的分析,可以寻求准确实时的多摄像机的信息融合方法,以便机器更好地理解人的通信行为。目前音频和视频的信号处理相对独立,如何更好地集成音频和视频信息用于多模态用户接口是一个严峻的挑战。二、人的运动分析与生物特征识别相结合  在智能房间的门禁系统、军事安全基地的视觉监控系统、高级人机交互等应用中,人的运动分析与生物特征识别相结合的研究日益显得重要。在人机交互中不仅需要机器能知道人是否存在、人的位置和行为,而且还需要利用特征识别技术来识别与其交流的人是谁。目前的研究主要集中在人的脸像识别、步态识别或特定行为的识别。近距离时一般可以通过跟踪人脸来加以身份识别;如果是远距离的监控,脸的特征可能被隐藏,或者分辨率太低不易识别,然而进入监控领域的人的运动步态是可见的,这激活了步态作为一个独特的生物行为特征应用于人的身份鉴别。由于人的步态具有易于感知、非侵犯性、难于伪装等优点,近来己引起了计算机视觉研究者们浓厚的研究兴趣。三、行为理解与描述高层处理的转变  人的行为理解是需要引起高度注意并且是最具挑战的研究方向,因为观察人的最终目标就是分析和理解人的个人行为、人与人之间及人与其它目标的交互行为等。目前人的运动理解还是集中于人的跟踪、标准姿势识别、简单行为识别等问题,如人的一组最通常的行为(跑、蹲、站、跳、爬、指等)的定义和分类。近年来利用机器学习工具构建人行为的统计模型的研究有了一定的进展,但行为识别仍旧处于初级阶段,连续特征的典型匹配过程中常引入人运动模型的简化约束条件来减少歧义性,而这些限制与一般的图像条件却是不吻合的,因此行为理解的难点仍是在于特征选择和机器学习。目前,用于行为识别的状态空间方法和模板匹配方法通常在计算代价和运动识别的准确度之间进行折中,故仍需要寻找和8开发新的技术以利于提高行为识别性能的同时,又能有效地降低计算的复杂度。另外,如何借助于先进的视觉算法和人工智能等领域的成果,将现有的简单的行为识别与语义理解推广到更为复杂场景下的自然语言描述,是将计算机视觉低、中层次的处理推向高层抽象思维的关键问题。
  现在越来越多的视频被记录下来,但由于时间的关系,这些视频信息很少会被完整的分析。在这种情况下,智能视频(Intelligent Video,IV)应用程序由此发展起来。新的智能视频(IV)系统 可获取车牌的视频图像并将此信息数字化,然后与数据库中的内容进行交叉比对。人数统计和绊网则是智能视频(IV)应用的另一些实例。
  由于在前端设备中提供了此类智能功能,可直接对原始数据进行分析,并减少工作人员的工作量。智能网络摄像机永远不会空闲,他始终出于警戒状态,等待一个动作的触发来启动录像。移动侦测功能可用于特定的警报设置,以适应各种不同的特殊环境和事件强度。
  智能视频将原始视频数据变成可操作的信息。监控系统提供的智能信息可支持决策者在紧急情况下作出高质量的决策。而类似人数统计等新的商业机会将会出现。
编辑本段智能交通监控  1、车流总量(辆/小时):由用户设定的时间间隔内检测到车辆数量。
  2、车辆速度(公里/小时):时间间隔内的平均速度。超过和低于用户设阀值速度的车辆速度。
  3、车间距(米):相邻车辆之间的距离。
  4、车辆密度:侦测监控视场内车辆的拥护程度。
  5、排队:可检测车辆的排队长度。
  6、逆向行驶:反方向行驶的车辆。
  7、跨线行驶的车辆:不按标线行驶的车辆。
  8、违章停车:在非法停车处停车的车辆。
  9、跨线行驶的车辆:不按标线行驶的车辆。
  10、车牌识别:对违法车辆进行车牌抓拍。
优势包括  IV应用程序的智能实际上是对视频图像的一种数学分析算法,及其对分析后所产生的数据结果的应用。该功能所带来的优势包括:降低带宽占用率  当智能视频应用集成到网络视频设备后,只需要在网络上传输更少的数据便可以达到与原来同样的效果。提高人力资源利用  智能系统带来更高的工作精度和更少的误报警,提高发现威胁安全事件先兆的识别率。
 
 更好的决策支持  同时提供音频和视频的分析。例如,玻璃破碎的声音,一旦您在系统中预定义该声音需要得到重视,那么该声音会触发PTZ网络摄像机自动转向到事发地点。
  国际智能监控发展态势
  世界监控市场发展史不到30年,从技术层面上分全模拟、模拟-数字、准数字、全数字、高清与视频分析(智能化)等五个时代发展进程,国内现存监控大部分处于第二代、第三代的状况。部分能够达到国际先进水平,得益于海外华人不断把国际先进监控技术的发展信息与国内监控专业技术人员的潜心研究紧密结合。
  第五代智能化监控技术迅速上市,得益于知识经济时代,得益于世界反恐、政治安宁、人民生活水平提高等发展因素和需求。2003年—2004年国际上出现了具有初级智能分析和处理的监控系统,2007—2008年,中、美、日、以等国家几乎同步上市成熟的智能、高清类监控,服务于部队、交通、银行等重要机构的监控需求。
  第五代智能化监控技术的核心在于视频分析编码算法,中外合璧的全球鹰科技人员充分吸收了背景减除方法、时间差分方法等编码算法的优点,将计算机视觉与人工智能的研究深入到实用领域,使GE技术具有超大的数字化、网络化、智能化、系统化及超大规模组网能力,可以判断几乎任何类型的人类活动,还能解决以往依靠其他探测技术无法解决的问题。
  GE技术完全兼容目前的模拟监控和数字监控,达到国际监控领先水平。在不改变现有监控系统的情况下,通过GE核心技术、核心设备和软件编程,让客户监控变成智能(如图像高清、视频分析和处理、超大信息容量和快速调取图像等性能),自动地达到各种报警功能的联动管理(包括手机短信、直拨、视频联机等),享受多元智能、人机交互的幸福生活。
 

 

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