分布式智能視覺監控系統關鍵技術的研究

薛煖生(浙江嘉科電子有限公司 浙江 嘉興 314000)

1 智能監控的研究難點

盡管在智能監控領域已經取得了一定的進展，但是在以下幾個方面仍是今后研究的難點問題。人的行為理解是需要引起高度注意并且是最具挑戰的研究方向，因為觀察人的最終目標就是分析和理解人的個人行為、人與人之間及人與其它目標的交互行為等。目前人的運動理解還是集中于人的跟蹤、標準姿勢識別、簡單行為識別等問題，如人的一組最通常的行為(跑、蹲、站、跳、爬、指等)的定義和分類。近年來利用機器學習工具構建人行為的統計模型的研究有了一定的進展，但行為識別仍舊處于初級階段，連續特征的典型匹配過程中常引入人運動模型的簡化約束條件來減少歧義性，而這些限制與一般的圖像條件卻是不吻合的，因此行為理解的難點仍是在于特征選擇和機器學習。目前，用于行為識別的狀態空間方法和模板匹配方法通常在計算代價和運動識別的準確度之間進行折中，故仍需要尋找和8開發新的技術以利于提高行為識別性能的同時，又能有效地降低計算的復雜度。另外，如何借助于先進的視覺算法和人工智能等領域的成果，將現有的簡單的行為識別與語義理解推廣到更為復雜場景下的自然語言描述，是將計算機視覺低、中層次的處理推向高層抽象思維的關鍵問題。

現在越來越多的視頻被記錄下來，但由于時間的關系，這些視頻信息很少會被完整的分析。在這種情況下，智能視頻(Intelligent Video，IV)應用程序由此發展起來。新的智能視頻(IV)系統可獲取車牌的視頻圖像并將此信息數字化，然后與數據庫中的內容進行交叉比對。人數統計和絆網則是智能視頻(IV)應用的另一些實例。

2 智能監控的智能監控技術研究內容

智能監控系統——手機視頻監控報警系統是安防進入民用化領域的一套智能系統，該系統集成了手機監控與手機防盜報警兩大系統，當有非法人員闖入禁區防區或者火災煤氣泄漏等緊急情況時，系統主機會第一時間給指定用戶撥打電話及發送短信或email!用戶收到電話短信時可以第一時間用手機或者電腦查看監控區域的畫面。消除了傳統監控系統馬后炮及傳統報警系統誤報出警的顧慮!該系統集成了無線門磁、無線煙感等無線報警配件信息，有效的提高了監控系統民用化的特性。

3 智能監控系統的發展趨勢

隨著智能監控中對人的運動分析研究和其他相關技術的發展，智能監控系統越來越顯示出以下的發展趨勢。

3．1 多模態結合的監控。視覺固然反映了豐富的信息，但是在采集提取視覺信息的時候容易受到環境的干擾。研究人員開始考慮用多模態信息來幫助理解人的行為和檢測事件。由于人主要靠語言交流，而且語音識別與理解在過去得到了很大的重視，研究者們正逐漸將語音與視覺信息集成起來以產生更加自然的高級接口。目前音頻和視頻的信號處理相對獨立，如何更好的集成音頻和視頻信息用于多模態用戶接口是一個嚴峻的挑戰。

3．2 多攝像機協同監控。單攝像機監控會造成人機之間的通訊僅局限于幾個特定的姿勢，這個局限是人的姿勢結構的不易理解造成的，而且跟蹤多人的系統由于攝像機分辨率、計算機處理能力和視角的影響而不能準確地估計身體姿勢。

3．3 人的運動分析向行為理解與描述。高層處理的轉變監控人的最終目標就是分析和理解人的個人行為、人與人之間以及人與其他目標之間的交互行為等，因此，人的行為理解需要引起高度關注，這也是一個具有挑戰性的研究方向。目前對人的運動分析還局限于人的跟蹤、標準姿勢識別、簡單行為識別等。

3．4 無線網絡視覺監控。采用無線傳感器網絡迸行視覺監控，由于基于嵌入式技術，性能穩定，無需專人管理，因此，其靈活性大大提高，監控場景可以實現任意組合，任意調用。隨著網絡技術與移動通信技術不斷發展完善，眾多技術無縫完美結合，無線網絡視覺監控具有廣闊的應用前景。

4 關鍵技術

當前的視覺監控系統仍然僅僅具有采集、存儲視頻數據的功能，而將實時事件檢測任務交由在監視器前面的監控人員來完成。視覺監控系統要向自動化、智能化與普適化方向發展，即視覺監控系統不應僅僅是具有事故的調查功能，而應該具有阻止潛在災難事故發生的功能。分布式智能監控系統相對于傳統意義上的監控系統，需要對大范圍的場景進行監控，并對監控場景中目標的動作與活動進行分析。

5 結論

一個基于視覺的分布式監控系統。該系統通過將多個攝像機單元組織成一個局域網來監視多個特定的區域，實時獲取并處理彩色圖像序列。當有特定的異常物體如行人、車輛等進入監視區域后能夠向用戶發出警報，而且能夠將從多個攝像機單元獲取的數據進行融合得到一個一致的決定。每個攝像機單元利用基于高斯混合模型的背景減除法對異常物體進行檢測，并用卡爾曼濾波器進行跟蹤。系統在實驗室的局域網內進行了實驗，顯示了良好的性能。