試析智能視頻監控技術在博物館中的應用

俞炳揚

摘要：技術防范已成為當前博物館安全管理必不可缺的防范手段，視頻監控系統是其重要組成部分。然而，投入大量資金建成的博物館視頻監控系統，由于無法同時顯示所有攝像機畫面、值班人員無法長時間盯住屏幕等原因，往往建而不監、監而不控，僅僅作為事后調閱取證的工具。隨著科學技術的發展，智能視頻監控可以較好地解決傳統視頻監控系統存在的問題。本文結合博物館安防系統的功能需求，分析智能視頻監控技術在博物館中的具體應用。

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

博物館收藏、陳列的文物因具有獨特性、稀缺性、不可再生性等特征，其歷史價值、研究價值等都非常高。近年來很多犯罪分子盯上了博物館的館藏文物，展藏品遭盜遭搶的案件時有發生；而隨著博物館免費開放政策的執行，觀眾流量大增，博物館面臨著巨大的安全防范風險。當前，博物館除了在加強人防力量、夯實物防基礎外，都采取一定的技防手段，安裝了包括視頻監控系統在內的博物館安全技術防范系統，以提升整體防范能力。然而在實際使用中，傳統的視頻監控系統逐步顯現出了諸多的問題，投入大量資金建成的博物館視頻監控系統往往建而不監、監而不控，不能及時發現監控現場的異常或違法行為，僅僅作為事后調閱取證的工具，錯過了案情的最佳處置時機。

1傳統的博物館視頻監控系統存在的問題

首先，系統過于依賴人工監控。博物館視頻監控系統的前端攝像機數量通常比較多，少則幾十臺，多則幾百臺，單靠一兩個值班人員的肉眼很難做到多個畫面的實時不間斷監視，無法及時撲捉監控現場的異常信息，而且極易造成眼睛疲勞、思想麻痹，失去監控的實時性效果。據國際權威的電子行業研究機構IMS Research實驗結果顯示，在傳統的視頻監控模式下，值班人員需要監視太多的視頻畫面，遠遠超出人的接受能力，導致實際監控效果低下，當盯著視頻畫面僅僅10分鐘之后，人眼將對視頻畫面里45%以上的活動信息視而不見，22分鐘后，人眼會錯過畫面里95%以上的活動信息。在很多項目中，視頻監控系統難以真正發揮效用，僅僅成為高科技的象征，監控顯示墻也成了花瓶。

其次，受客觀條件的限制，監控中心監視器的數量遠遠小于前端攝像機的數量。一個監視器必須分時、輪巡顯示多個監控攝像機的畫面，每個監控場景實際上只有很少一部分時間處于值班人員注視下。犯罪分子作案時間短，如果現場監控攝像機剛好沒有顯示在監視器上，則值班人員無法得知現場情況，漏報的概率非常高。

另外，由于無法做到值班人員實時監視所有畫面，為了不漏掉任何視頻信息，一般都配置多個硬盤，采取7*24小時不間斷視頻錄像，以便事后調閱、復核。然而，硬盤錄像機保存的絕大部分信息實際上都是無用視頻，由于錄像信息量太大，視頻檢索查詢困難。而且硬盤經常處于工作狀態，影響使用壽命，容易發生故障。

從博物館的風險等級及其安防系統現狀看，應結合當前視頻監控技術發展的大趨勢，利用智能視覺監控技術可以大大改善博物館技術防范效果，同時減輕監控值班人員的負擔。

2智能視頻監控技術的特點與優勢

智能視頻監控技術從20世紀90年代初開始出現，經過幾個階段的發展已逐漸成熟。它是利用圖像處理、模式識別和計算機視覺技術，借助計算機強大的數據處理能力自動分析序列圖像在監控場景中的變化，過濾掉視頻畫面無用的或干擾信息，自動識別不同物體并進行定位、識別和跟蹤，快速準確地定位事故現場，判斷監控畫面中的異常情況，并以最快和最佳的方式發出警報或觸發其它動作，從而有效進行事前預警，事中處理，事后及時取證的全自動、全天候、實時監控的智能系統。智能視頻監控系統相比傳統的視頻監控系統，具有如下主要特點和優勢：1）實現7×24全天候可靠監控 ，智能視頻監控系統徹底改變了以往完全由值班人員對監控畫面進行監視和分析的模式，它通過智能視頻功能模塊對所監控的畫面進行7×24不間斷的分析，并采用智能算法與用戶定義的安全模型進行對比，一旦發現安全威脅立刻向監控中心報警。2）提高報警精確度，智能視頻監控系統產品集成了強大的圖像處理能力，并運行高級智能算法，使用戶可以更加精確地定義各類安全威脅的特征。智能視頻監控系統能夠有效提高報警精確度，降低誤報和漏報現象的發生。3）提高報警實時性，智能視頻系統擁有比普通視頻監控系統更加強大的智能特性，它能夠識別可疑活動，如有人在公共場所遺留了可疑物體或者在敏感區域停留的時間過長等情況，因此在安全威脅發生之前就能夠提示值班人員關注相關監控畫面，使安全保衛部門有足夠的時間對潛在的威脅做好準備工作。4）有效擴展視頻資源的用途，智能視頻監控系統不但可用于安防目的，也可用于其他用途。例如基于智能視頻監控的人數統計功能，可用于博物館每天的觀眾流量統計。

3博物館智能視頻監控系統的結構與典型應用

在博物館安防系統中合理地運用智能視頻監控技術，可以有效地增強系統效能，減輕值班人員工作強度，提高安全防范管理水平。智能視頻監控系統的組成結構與傳統的視頻監控系統基本相同，除了前端視頻采集、傳輸以及控制、顯示、記錄等內容外，還有作為智能視頻監控技術關鍵載體的視頻分析部分。對于采用傳統模擬監控方式的已建或新建系統，可以在監控中心端通過增加視頻分析設備（智能監控服務器）進行系統升級，選擇需要智能監控的前端攝像機信號進入智能監控服務器，完成視頻分析功能，實現主動監控，并將預警、警情實時發給模擬視頻矩陣，完成快速切換和錄像等功能。其系統結構圖如下：

而對基于網絡視頻監控模式的博物館數字化安防系統，則可以增加視頻分析編解碼設備的解決方案進行系統升級，實現智能視頻監控功能。其系統結構圖如下：

博物館智能視頻監控系統建成后，只是增加了極少量的設備，沒有改變博物館安防系統原有線路，沒有摒棄原有系統，原有的監控系統依然可以起到作用，而且絲毫不會影響原有系統的功能和報警準確性，兩個系統即相對獨立又相互統一，相輔相成，優勢互補。尤其在以下幾個方面，具有非常突出的應用價值。

周界入侵防護，在博物館建筑的圍墻或外周界，建立智能視頻監控系統，通過軟件設定警戒條件、報警防區，系統監測是否有人員、物體靠近或進入，自動識別入侵目標，并觸發報警及錄像，提前預知非法人員的闖入，以便保衛人員有足夠的時間進行處理。尤其是博物館閉館或夜間，保衛力量相對薄弱，利用智能視頻監控系統對周界的入侵監測，可以大大提高報警準確率，減輕值班人員負擔。

重要展藏品看護，博物館展藏品非常多，有些是陳列在展臺、展柜內展出，而有些是裸展。特別是書畫展品，大多直接懸掛墻上展出，一些參觀者往往對館內的警告指示牌視而不見，跨過一米線或防護欄進入展陳區拍照，甚至用手觸摸展品，極易造成展品損壞或失竊。對于此類情形，傳統的視頻監控模式可能無法及時發現并制止，而往往在遭受嚴重損失后才發現。通過建立智能視頻監控系統，在軟件上設置重要展臺、展柜或展藏品四周的虛擬警戒線，形成相應的警戒區域，實現警戒線穿越監測、警戒區域闖入監測、靜止物品異常移動與丟失監測、視頻圖像驟變監測等功能。監控中心值班人員可以及時獲悉現場報警信息，并可聯動現場聲光報警器、音響設備設置、呼叫現場保安人員協同處置。

火災智能監測，俗話說：賊偷一半，火燒全完。火險是博物館的大敵，一旦發生火災，對展藏品的損壞是無法補救的。博物館內部空間普遍比較高、面積大，雖然都安裝了消防報警系統，但在火災初期階段由于煙霧較少，很容易隨風驅散，火災報警探測器不能及時發出報警。智能視頻監控技術可以作為消防報警系統的有力補充，減少火警漏報、誤報等情況。在博物館參觀大廳、藏品庫房等區域安裝智能圖像處理攝像機，在視場范圍內可根據需要設置警戒區域，一旦警戒區域內自動監測到煙霧、火焰，則系統自動產生告警，并用告警框標識出煙霧、火焰發生范圍，第一時間直觀地提示值班人員明確火警信息。

群體事件預防，博物館作為反映當地社會歷史文化的公益性文化事業機構，漸已成為所在城市對外宣傳的一個重要窗口。隨著免費開放政策的深入推行，參觀者絡繹不絕，若短時間內入館參觀者過多，造成人員擁擠，極易發生群體性傷害事件。智能視頻監控技術通過檢測人群密度、群體運動特征，自動監測人群移動監測人群的聚集、排隊、擁擠、游行、集會等活動，值班人員可以及時發現現場情況，并作出應急處置，有效防止群體事件的發生。

出入口人流量統計，博物館免費開放之前，觀眾量一般通過售出的門票數量來統計，而免費開放后，大多采取技術統計手段，當前應用比較多的就是基于智能視頻監控技術的統計方案。在博物館觀眾出入口或重要通道的視頻畫面上設定監測區域，自動進行進出區域內的人頭識別，可以準確統計單一方向或雙向的人員流動數據，為博物館開放的科學管理提供有力依據。

4結語

智能視頻監控技術經過十余年的發展，目前已成功應用到多個行業和領域中，其優勢顯而易見。然而，技術所依賴的因素也很多，比如視頻圖像質量、清晰度是否達到視頻分析的最低要求，圖像信號是否遭到人為干擾或破壞等等，這些外部條件都影響智能視頻監控功能的發揮。特別是對風險等級和安全防護級別高的文物系統博物館而言，其安全防范系統的穩定性、可靠性都有非常高的要求，在進行前端攝像機及智能視頻分析設備的選型、安裝、配置等方面應從實際應用需求出發，認真分析外部影響因素，不斷改進優化，使博物館安全防范達到更高的水平。

參考文獻

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