淺析視頻監(jiān)控系統(tǒng)在油田的應用

景巖

摘 要：本文主要是從視頻監(jiān)控的模式出發(fā)，對設計方案和實施步驟進行探討，尋找通過視頻監(jiān)控來保障油田經(jīng)濟效益的方法。

關鍵詞：視頻監(jiān)控；方案；實時報警

如何應用更加智能化的視頻監(jiān)控技術對潛在入侵者、可疑目標和其他安全隱患進行事前預警，自動實時準確監(jiān)控，使工作人員對異常事件做出迅速響應已經(jīng)成為油田視頻監(jiān)控技術的一個重點研究方向。

1 設計方案優(yōu)選

1.1 傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控

油田目前已經(jīng)建成的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)屬于傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有通用性強、信號抗干擾強、支持遠程控制、易于安裝管理維護等優(yōu)點。油田數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為帶有視頻矩陣的系統(tǒng)結構和視頻圖像信號直接進嵌入式硬盤錄像機在信息網(wǎng)內(nèi)傳輸。充分依托油田千兆信息網(wǎng)，實現(xiàn)了實時圖像點播、遠程控制、存儲備份、歷史圖像檢索回放等功能，但它最大的缺陷就是無法實現(xiàn)事前預警、實時報警、即時響應，并且在惡劣天氣條件下無法準確報警。

傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在一些問題：畫面受到影響而不清晰時，容易產(chǎn)生誤報、異常事件漏報等問題；圖像監(jiān)視需要人員時刻緊盯屏幕，存在安全隱患；雖然具有報警聯(lián)鎖功能，但是不具備對監(jiān)控場所人員行為的智能分析功能；不能對可疑目標提前預警，無法提前做好安全防范措施；不能及時把相關報警信息上報至主管部門；遇到異常事件，無法即時報警提示，只能通過硬盤錄像機存儲的海量數(shù)據(jù)搜索事件發(fā)生的時間、地點等相關信息，搜索難度較大。

1.2 智能視頻監(jiān)控

智能視頻監(jiān)控是用計算機視覺技術從圖像序列中檢測、跟蹤、識別，并在此基礎上分析和判斷目標的行為，能在異常情況發(fā)生時及時發(fā)出警報或提供有用信息，有效地協(xié)助安全管理人員處理危機事件，并最大限度地減少誤報和漏報現(xiàn)象的發(fā)生。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)融入視頻行為分析技術，提供專業(yè)的視頻發(fā)布功能，實現(xiàn)了視頻圖像實時傳輸，智能行為分析的有效管理。基本的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由視頻數(shù)據(jù)采集、視頻數(shù)據(jù)編碼、視頻數(shù)據(jù)傳輸、視頻數(shù)據(jù)分析處理和異常行為報警等部分組成。

2 設計方案確定

經(jīng)過方案技術論證與研究，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以滿足油田特殊環(huán)境的視頻監(jiān)控要求。油田智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎上可做如下技術改進：①增加前端視頻分析盒，利用前端攝像機采集的信號進行狀態(tài)對比分析，提供非法入侵觸發(fā)報警模塊、過線偵測報警模塊、徘徊報警模塊、物品移位報警模塊等。當觸發(fā)報警后，將報警信號傳輸至智能分析服務器。前端視頻分析盒是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵設備，其選擇時根據(jù)使用環(huán)境、使用目的及希望實現(xiàn)自動檢測的行為，從光照適應性、穩(wěn)定性、抗抖動能力、抗模糊及模塊化等方面加以考慮。②在視頻監(jiān)控后端增加智能分析服務器，接收前端視頻分析盒信息，判斷下一步工作該采取何種措施。③在分析服務器上安裝智能分析軟件系統(tǒng)，對前端攝像機、分析盒、硬盤錄像機等設備進行統(tǒng)一管理與設置。

3 智能監(jiān)控系統(tǒng)方案設計

3.1 視頻采集和編碼模塊

從攝像頭獲取視頻數(shù)據(jù)，將沒有處理的原始視頻信息送至圖像處理模塊和視頻實時傳輸模塊的同時將視頻數(shù)據(jù)以編碼的方式進行壓縮存入視頻數(shù)據(jù)庫中。

3.2 圖像處理模塊

主要用于分析和處理視頻圖像，并且實現(xiàn)監(jiān)控，它是整個智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心。對于視頻特征、場景的描述以及事件描述不同，不僅會影響到圖像處理模塊本身，而且也會影響到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)描述和組織。此模塊會根據(jù)具體的應用需求會改變，當智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用到不同的環(huán)境中時，只需根據(jù)需求添加各種功能的圖像處理模塊就可實現(xiàn)相應的智能視頻監(jiān)控功能。根據(jù)不同的應用領域，開發(fā)出的圖像處理模塊組成了一個功能庫，這些函數(shù)庫和功能函數(shù)包括：實時事件報告函數(shù)、數(shù)據(jù)庫處理函數(shù)集、算法集成庫。

3.3 智能視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)庫

智能視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)庫有視頻數(shù)據(jù)庫、物體及特征數(shù)據(jù)庫、事件數(shù)據(jù)庫。

①視頻數(shù)據(jù)庫。按照相應的攝像頭和時間順序存放相關視頻，結構如下：Video Index Start Time End Time Camera.

②物體及特征數(shù)據(jù)庫。標識和存儲物體的特征以及相關文件，存儲的特征由具體的需求決定，可以是單個的也可以是多個，結構如下：Object Index Object Name Attribute1 Attribute2 …

③事件數(shù)據(jù)庫。存儲發(fā)生的事件、事件發(fā)生的時間以及參與物體，結構如下：Event Imdex Event Name Object Time Camera.

3.4 服務器

服務器主要有兩部分組成：一部分運行在服務器平臺軟件的智能檢測程序，負責用戶和系統(tǒng)的交互，并且向后臺控制進程發(fā)送命令；另一部分在后臺運營控制進程，主要負責根據(jù)命令開啟或關閉攝像頭處理進程。

4 實施步驟探討

采用智能視頻監(jiān)控技術的具體工作步驟為：前端槍機通過自身 CCD 芯片成像原理來對監(jiān)控區(qū)域視頻成像；對槍機采集視頻進行預設分析和處理，通過分析盒集成的分析算法對預設圖形進行對比；如發(fā)現(xiàn)觸發(fā)預設報警行為，發(fā)出報警信號，向后端傳輸報警；進行目標鎖定，跟蹤目標軌跡；通過傳輸線路回傳分析鎖定目標視頻；智能分析服務器接收視頻，進行預警錄像，并對觸發(fā)的視頻圖像做出相應聯(lián)動處理（撥打電話等）；常規(guī)存儲錄像，在電視墻上顯示畫面。