視頻異常診斷技術在視頻監控中的應用

谷玉奎

【摘要】隨著我國經濟的不斷發展，人民生活水平在不斷提高，對于安全問題越來越關注。由于視頻監控系統缺乏有效的監控管理手段，導致事故頻發，制約著我國經濟與社會的發展，和人民生活水平進一步提高。因此，全面實施視頻監控體系也提高了安全系數。本文以典型的監控系統為基礎，結合視頻診斷技術的實際情況，提出了新一種視頻異常診斷系統的模型，分析分布式系統模型在監控中遇到的問題和解決的問題。

【關鍵詞】視頻異常診斷技術；視頻監控；應用

【中圖分類號】TN91 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0134-01

1 前言

隨著平安城市的不斷推進，視頻監控項目更多的走進人們的視野中。無數的攝像頭監控著我們的生活，遍布在城市的每個角落，不間斷錄像和監視，這些視頻監控系統也為城市的治安作出了突出的貢獻。例如十字路口的監控系統，無論是遇到什么情況，任何一個角度，視頻監控系統都會把所發生的一切錄下來。但是由于一些客觀原因，也會給監控系統帶來一些的困擾，供電故障、網絡故障、天氣原因、設備出現故障等，以上情況都會導致無法正常拍錄，無法正常提供關鍵的視頻數據，以備事后分析和判斷。

傳統的作法就是使用人工檢查，監控單位會安排一定數量的人員定期巡查每一個設備，是否出現一些問題，及時預防一些問題的發生。這種作法的效率比較低，而且及時性比較差，無法及時了解目前監控系統的運行情況。根據以上情況，相關專家提出使用新的監控技術，利用分布式的視頻異常診斷系統模型對視頻質量進行診斷。分布式系統模型會根據攝像頭自動拍攝的情況進行檢測，使用智能的算法，對視頻進行分析，對視頻進行分析后對檢測結果進行記錄。利用視頻異常診斷技術，客戶能夠及時有效的預防由于視頻采集和傳輸過程出現問題而影響監控系統的錄入質量。另外，一旦發生問題，可以技術迅速的處理，保障監控系統有效的運行，輕松進行維護。

2 視頻異常診斷技術常見問題及解決

視頻監控系統是為了安全提供了一定的保障，也是安全防范系統重要的組成部分。分布式視頻異常診斷技術是具有較強的綜合性，視頻異常診斷技術以直觀、準確和豐富信息內容應用在生活每個角落中。最近幾年，隨著計算機網絡以及圖像的處理，傳輸技術也發生了飛速的發展，視頻異常診斷技術也有很大的發展。常見的視頻異常類型分為很多種類，視頻清晰度異常，視頻亮度異常，視頻噪聲異常，視頻偏色和視頻抖動其他視頻異常情況。

2.1 視頻清晰度異常檢測

視頻清晰度異常與聚焦和鏡頭有關。監控系統在工作中，由于聚焦不當、鏡頭損壞和人為遮擋等原因引起拍攝圖像模糊。針對此種情況的解決辦法有：對攝像機清晰度進行檢測，利用物理頻譜分析法，通過對圖像和各個頻段的比例關系，得到圖像清晰度指標，然后進行對比。

2.2 視頻亮度異常檢測

視頻監控過程中由于亮度的問題導致拍攝的畫面失真，無法識別。而亮度的問題主要與攝像頭的故障、增益紊亂、照明條件過亮有關系。針對此種情況的解決辦法：對視頻圖像全面分析，將色彩分析利用直觀圖表現出來，利用機器來學習，將過亮或過暗用直觀圖表達出來，分析存在的問題，對視頻進行實時監測。

2.3 視頻噪聲異常檢測

視頻監控過程中影像聲音出現疊加的噪聲。這些現象都與線路老化和線路傳輸故障、接觸不良和受到電磁干擾有關。針對此種情況的解決辦法有：分析視頻中的高音區域，與無噪聲視頻的高音區進行比較和選擇。選擇后的圖像再次做噪聲位置的統計，高頻分量分布比較廣泛且平均，則可以判斷成為是噪聲。一旦確定是噪聲，就可以針對線路、干擾和攝像頭一一排查解決問題。

2.4 視頻偏色檢測

視頻偏色問題與上面相同，都與線路、干擾和攝像頭故障有關系。針對此種情況的解決辦法有：將所拍攝到的視頻圖像的顏色空間進行轉換，轉換成HSV空間。H、S、V分別代表色調、飽和度、亮度。通過HSV空間將視頻圖像轉變為N個區域，分別統計每個區域中色調和飽和度，然后將正常場景下的HSV空間的色調、飽和度統計出來，兩者互相比較，就能看出是否是偏色。

2.5 視頻抖動檢測

視頻抖動現象，是由于攝像機抖動而引起的。解決辦法：可以提取視頻中的特征點，針對特征點進行跟蹤，取得每個點的運動軌跡。綜合所有的軌跡得出一個整體的移動軌跡，當多數的特征點的運動軌跡相同，且做的是往返運動，則是抖動情況出現，根據振幅情況來判定視頻抖動的強弱過于激烈則需要報警。其他視頻異常檢測包括視頻缺失、畫面異常等，這些與攝像機工作損壞、人為破壞有關。解決此種情況的辦法是，在攝像機運行的過程中，收錄統計圖像的直觀分布圖和幀差異，發現直方圖的分布信息量出現異常的情況，則發出報警信號。

3 分布式系統模型視頻診斷技術的功能實現

在分布式系統模型中，可以設定一個開始的時間，具體的操作方式為自動診斷，也就是開始診斷。循環針對間隔：是系統對某一個攝像頭視頻或者是某一個視頻文件進行異常診斷室，提取相應間隔的取幀數。對幀數的設置會改變系統由于進行診斷操作時分配的壓力，默認的幀數為S幀。系統診斷時間的實現：診斷時間可以分為兩種，一般系統默認選擇的為即時方式，這樣開始時間框就會失效。對清晰度、亮度、視頻抖動的診斷可以設置一個閥值，每一個診斷指標的閥值可以分別用兩個輸入框來接受數據，一參數的形式傳遞給算法，診斷視頻的質量。

4 分布式視頻異常診斷技術的特點

視頻監控系統采用的模型為分布式系統模型，主要結合視頻診斷技術的發展趨勢和實際需求來設計方案，設計一套性價比比較高的方案。視頻異常診斷技術采用的是分布式結構，從監控網絡獲取視頻，利用視頻診斷技術來完成監控工作，然后在通過互聯網發布給用戶。根據互聯網提供的網絡狀況和需求，每一項服務都可以采用多種服務器來完成操作，集中部署在監控中心。

4.1 視頻系統界面美觀

視頻界面操作美觀，界面友好，系統功能強大，視頻異常診斷系統的設計人性化，容易被用戶所接受，容易被用戶所掌握和使用。另外視頻監控系統的算法優異。視頻監控系統采用領先的視頻圖像處理算法，包括所有的視頻異常檢測情況，針對問題及時解決。

4.2 視頻系統運行安全

分布式視頻監控系統的運行安全。隨著經濟的不斷發展，監控系統的各項功能在不斷的被完善和擴展。視頻質量檢測系統只需要從原有的監控系統中獲取視頻數據，并不會對原有的系統造成影響。在系統對運行安全有很多級別的控制：權限控制、數據安全的控制和保障操作和安全控制等。

4.3 視頻系統易于擴展

視頻監控系統易于擴展。在視頻監控系統中主要采用分布式模塊結構，所以更容易擴展。隨著視頻異常診斷的任務不斷變化，所以需要不斷調節業務處理服務的數量，每個業務處理和服務支持的診斷數據根據并發診斷數量和硬件配置而不同。一般的視頻監控系統在正常的業務模式和網絡環境下，可以采用一臺性能比較高的服務器，一個業務處理服務支持很多診斷任務。視頻監控系統的維護比較簡單，功能比較完備，升級比較方便，有較長的使用周期，能夠在較長時間內完成應用需求。

5 結語

分布式系統模型診斷技術在視頻監控系統中的應用比較廣泛。分布式系統模型有寬廣的網絡平臺，能夠提高網絡安全性和穩定性。視頻監控中心業務的逐步開展，對視頻監控系統提出更高的要求，只有不斷加強網絡整體的運行情況的監測分析，對視頻監控也可以進行統計和分析，提高運營管理和系統維護。

參考文獻

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