淺析視頻監(jiān)控系統(tǒng)在油田的應(yīng)用

景巖

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

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；方案；實(shí)時報(bào)警

如何應(yīng)用更加智能化的視頻監(jiān)控技術(shù)對潛在入侵者、可疑目標(biāo)和其他安全隱患進(jìn)行事前預(yù)警，自動實(shí)時準(zhǔn)確監(jiān)控，使工作人員對異常事件做出迅速響應(yīng)已經(jīng)成為油田視頻監(jiān)控技術(shù)的一個重點(diǎn)研究方向。

1 設(shè)計(jì)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(qiáng)、信號抗干擾強(qiáng)、支持遠(yuǎn)程控制、易于安裝管理維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。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(jié)構(gòu)和視頻圖像信號直接進(jìn)嵌入式硬盤錄像機(jī)在信息網(wǎng)內(nèi)傳輸。充分依托油田千兆信息網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時圖像點(diǎn)播、遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)事前預(yù)警、實(shí)時報(bào)警、即時響應(yīng)，并且在惡劣天氣條件下無法準(zhǔn)確報(bào)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(bào)、異常事件漏報(bào)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(bào)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(biāo)提前預(yù)警，無法提前做好安全防范措施；不能及時把相關(guān)報(bào)警信息上報(bào)至主管部門；遇到異常事件，無法即時報(bào)警提示，只能通過硬盤錄像機(jī)存儲的海量數(shù)據(jù)搜索事件發(fā)生的時間、地點(diǎn)等相關(guān)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(jì)算機(jī)視覺技術(shù)從圖像序列中檢測、跟蹤、識別，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷目標(biāo)的行為，能在異常情況發(fā)生時及時發(fā)出警報(bào)或提供有用信息，有效地協(xié)助安全管理人員處理危機(jī)事件，并最大限度地減少誤報(bào)和漏報(bào)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(shù)，提供專業(yè)的視頻發(fā)布功能，實(shí)現(xiàn)了視頻圖像實(shí)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(bào)警等部分組成。

2 設(shè)計(jì)方案確定

經(jīng)過方案技術(shù)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(chǔ)上可做如下技術(shù)改進(jìn)：①增加前端視頻分析盒，利用前端攝像機(jī)采集的信號進(jìn)行狀態(tài)對比分析，提供非法入侵觸發(fā)報(bào)警模塊、過線偵測報(bào)警模塊、徘徊報(bào)警模塊、物品移位報(bào)警模塊等。當(dāng)觸發(fā)報(bào)警后，將報(bào)警信號傳輸至智能分析服務(wù)器。前端視頻分析盒是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其選擇時根據(jù)使用環(huán)境、使用目的及希望實(shí)現(xiàn)自動檢測的行為，從光照適應(yīng)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(wù)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(wù)器上安裝智能分析軟件系統(tǒng)，對前端攝像機(jī)、分析盒、硬盤錄像機(jī)等設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理與設(shè)置。

3 智能監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

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(shí)時傳輸模塊的同時將視頻數(shù)據(jù)以編碼的方式進(jìn)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(shí)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(yīng)用需求會改變，當(dāng)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)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(shí)現(xiàn)相應(yīng)的智能視頻監(jiān)控功能。根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)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(shí)時事件報(bào)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?cái)?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(yīng)的攝像頭和時間順序存放相關(guān)視頻，結(jié)構(gòu)如下：Video Index Start Time End Time Camera.

②物體及特征數(shù)據(jù)庫。標(biāo)識和存儲物體的特征以及相關(guān)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)如下：Event Imdex Event Name Object Time Camera.

3.4 服務(wù)器

服務(wù)器主要有兩部分組成：一部分運(yùn)行在服務(wù)器平臺軟件的智能檢測程序，負(fù)責(zé)用戶和系統(tǒng)的交互，并且向后臺控制進(jìn)程發(fā)送命令；另一部分在后臺運(yùn)營控制進(jìn)程，主要負(fù)責(zé)根據(jù)命令開啟或關(guān)閉攝像頭處理進(jìn)程。

4 實(shí)施步驟探討

采用智能視頻監(jiān)控技術(shù)的具體工作步驟為：前端槍機(jī)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(jī)采集視頻進(jìn)行預(yù)設(shè)分析和處理，通過分析盒集成的分析算法對預(yù)設(shè)圖形進(jìn)行對比；如發(fā)現(xiàn)觸發(fā)預(yù)設(shè)報(bào)警行為，發(fā)出報(bào)警信號，向后端傳輸報(bào)警；進(jìn)行目標(biāo)鎖定，跟蹤目標(biāo)軌跡；通過傳輸線路回傳分析鎖定目標(biāo)視頻；智能分析服務(wù)器接收視頻，進(jìn)行預(yù)警錄像，并對觸發(fā)的視頻圖像做出相應(yīng)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。