视频监控及其关键技术

视频监控及其关键技术

14安防徐乐 144402103

监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆将视频图像传输到控制主机，控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。通过控制主机，操作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍的操作，并可通过控制主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用特殊的录像处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等操作，使录像效果达到最佳。

监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，管理部门可通过它获得有效数据、图像或声音信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆，用以提供高效、及时地指挥和高度、布置警力、处理案件等。随着当前计算机应用的迅速发展和推广，全世界掀起了一股强大的数字化浪潮，各种设备数字化已成为安全防护的首要目标。数码监控报警的性能特点是：监控画面实时显示，录像图象质量单路调节功能，每路录像速度可分别设置，快速检索，多种录像方式设定功能，自动备份，云台/镜头控制功能，网络传输等。

加装时间发生器，将时间显示叠加到图像中。在线路较长时加装音视频放大器以确保音视频监控质量。适用范围——银行、证券营业场所、企事业单位、机关、商业场所内外部环境、楼宇通道、停车场、高档社区家庭内外部环境、图书馆、医院、公园。

视频监控系统原理图

组成设备

视频监控系统产品包含光端机，光缆终端盒，云台，云台解码器，视频矩阵，硬盘录像机，监控摄像机[1] ,镜头,支架。视频监控系统组成部分包括监控前端、管理中心、监控中心、PC客户端及无线网桥。各组成部分的说明如下：

（1）监控前端：用于采集被监控点的监控信息，并可以配备报警设备。①普通摄像头+视频服务器。普通摄像头可以是模拟摄像头，也可以是数字摄像头。

原始视频信号传到视频服务器，经视频服务器编码后，以TCP/IP协议通过网络传至其他设备。

②网络摄像头。网络摄像头是融摄像、视频编码、Web服务于一体的高级摄像设备，内嵌了TCP/IP协议栈。可以直接连接到网络。

（2）管理中心：承担所有前端设备的管理、控制、报警处理、录像、录像回放、用户管理等工作。各部分功能分别由专门的服务器各司其职。

（3）监控中心：用于集中对所辖区域进行监控，包括电视墙、监控客户终端群组成。系统中可以有一个或多个监控中心。

（4）PC客户端：在监控中心之外，也可以由PC机接到网络上进行远程监控。

（5）无线网桥：无线网桥用于接入无线数据网络，并访问互联网。通过无线网桥，可以将IP网上的监控信息传至无线终端，也可以将无线终端的控制指令传给IP网上的视频监控管理系统。常用的无线网络为CDMA网络。

PC机

工作特点：

数字化

视频监控的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使智能网络视频监控系统与安防系统中的各个子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这就是系统集成的含义。

网络化

视频监控的网络化将以这系统的结构将由集成式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的事时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应，组成集散式视频监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系统化设计，视频监控系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统安全，容错可靠等功能。

系统集成化

视频监控的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这就是系统集成的一个重要概念。

闭路监控系统能在人无法直接观察的场合，适时、图象、真实地反映被监视控制对象的画面。闭路监控系统已成为广大用户，在现代化管理中监控的最为有效的观察工具。在控制中心，只要一个工作人员的操作，就能够观察多个被控区域，以及远距离区域的监控功能。

视频监控关键技术

视频图像处理技术

视频图像处理技术源自计算机视觉技术。计算机视觉技术是人工智能研究的分支之一，它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，从而使计算机能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。视频监控图像处理技术依赖于计算机视觉技术，运用图像处理算法，在不需要人为干预的情况下，通过对摄像机拍摄的视频图像序列进行自动分析，实现对场景中目标定位、识别和跟踪，并在此基础上理解和描述目标的行为。根据行为特征分析并从图像中寻找满足预先设定的行为特征的事件，如：目标跟踪、徘徊、遗留物、物品遗失、人数统计、人群密度、人员倒地等。

随着计算机视觉技术的不断发展和完善，未来视频监控图像处理技术将向着图像语义的第三层抽象语义方向发展。按照图像语义的复杂程度可将图像语义分为三个层次：第一层是特征语义层。通过图像的底层视觉特征如颜色、纹理及形状等及其组合来提取相关语义描述；第二层是对象语义层。通过识别和推理找出图像中的具体目标对象及其相互之间的关系，然后给出语义表达；第三层是抽象语义层。通过图像包含的对象、场景的含义和目标进行高层推理，得到相关的语义描述。这个层次的语义主要涉及图像的场景语义、行为语义和情感语义。

目前计算机视觉技术还不能达到对目标进行高效识别的水准，导致了描述对象层语义和抽象层语义比较困难，因此现在对于图像语义特征的研究集中在语义特征模型的第一层，即特征语义层。视频监控图像处理技术采用的图像处理算法也主要集中在特征语义层，目前的视频监控图像处理技术主要是通过图像颜色、纹理等相关语义描述提取目标信息，该过程获得的语义信息较少，因此对复杂多变的场景适应能力较弱，同时很难识别和分析更多的行为和异常事件。8 Z 未来视频监控图像处理技术将向着抽象语义层发展，识别出更多图像信息，如图像中的场景（沙滩，天空等）、图像中对象的行为及活动（足球比赛，游泳比赛等）以及图像给人带来的主观感受（高兴，生气等），可以像人类视觉一样认知场景中的目标，并对目标进行分析处理，得到用户感兴趣的图像部分，由于该过

程突破了“语义鸿沟”的限制，也即计算机获取的图像视觉信息与用户对图像理解