智能視頻監控技術研究及應用

田永強

摘 要：近幾年國際安全局勢不斷惡化，全社會愈加重視視頻監控技術的研究及應用。隨著智能視頻監控技術的迅速發展，使之越來越多的應用到社會的各個角落。這種技術無論是在大型公眾場合，還是比較隱蔽的私人場所，都可以使用，而且使用效果良好。從前采用人工對監控系統進行觀察的方法，已經遠遠落后于使用的需要和技術的進步，這種方式會使得工作人員感到枯燥，從而產生錯誤并降低工作效率。使用智能視頻監控技術可以設定觀察要素，由計算機自動進行判斷，效率得到極大提高。

關鍵詞：智能視頻 監控技術 研究及應用

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（b）-0006-02

保證人們可以得到一個安全的居住環境，是全世界目前在安全方面遇到的最大問題。智能視頻技術是一種綜合性技術，在它自身內部融合多種目前比較先進的技術。所以這項技術可以有效地保證社會治安，同時還可以在警方追捕犯罪嫌疑人等方面提供一定的幫助，所以這項技術發揮的作用是不容小覷的。而此文是在智能視頻監控技術研究的基礎上對應用方面進行深度的探討，這在一定程度上可以更好地幫助我國加快此項技術的發展。

1 視頻監控技術的發展

1.1 模擬視頻監控

在20世紀90年代的時候出現了監控這項技術，這也是最早的視頻監控技術，它叫作模擬視頻監控系統，主要采用的是模擬設備，如果在這其中全部采用全模擬視頻監控系統的話，那么一般它也被稱為閉路電視監控系統。它主要依托模擬視頻矩陣和模擬磁帶錄像機這兩項技術來實現監控的目的，而且模擬攝像機的視頻信號可以通過視頻電纜進行輸送，從而在顯示器上可以體現出來。模擬監控視頻系統通過錄像機可以對圖像保存，但是保存的圖像只能在監控中心才可以看到，而且其可以記錄的信息比較少。因為它的優勢是在于對視頻、音頻、信號傳輸和存儲進行一定的模擬化，但是從工作狀態來看，它還有不少缺點，例如傳輸距離比較短，可能只能在100m范圍之內，所以一般情況下它會被應用于小范圍的區域進行監控。

1.2 數字視頻監控

數字視頻監控系統是以數字視頻處理技術為核心，以計算機或嵌入式系統為中心，視頻處理技術為基礎，利用圖像數據壓縮技術和光電傳感器、計算機網絡、自動控制和人工智能等技術的一種新型監控系統。數字視頻監控系統除了具有傳統閉路電視監視系統的所有功能外，還具有遠程視頻傳輸與回放、自動異常檢測與報警、結構化的視頻數據存儲等功能。與數字視頻監控系統相關的主要技術有視頻數據壓縮、視頻的分析與理解、視頻流的傳輸與回放和視頻數據的存儲。

1.3 智能視頻監控

智能視頻監控技術是利用計算機視覺技術對視頻信號進行自動處理、分析和理解，在不需要人為干預的情況下，通過對序列圖像自動分析監控場景中的變化進行定位、識別和跟蹤，并在此基礎上分析和判斷目標的行為，能在異常情況發生時及時發出警報或提供有效信息，高效地協助安全人員處理危機，并最大限度地降低誤報和漏報現象。

2 智能視頻監控技術應用要點

2.1 信號處理板中軟件設計

信號處理板上有兩行：第一個線程作用于圖像采集和處理。它的主要工作是任何時刻都要收集數據，并對得到的數據進行整合。圖像可以根據預先設定的配置模式，所以他們完全可以自己上傳圖片，執行算法分析，然后根據項目和生成控制信號送到部分或全部過程的信號轉換板，這種方式一般用在常見的UART端口。信號處理板通常可以用作C/S架構的服務器端，而且在工作時一定要有準確的響應，保證在規定時間內可以完成。第二條線程是用來監聽網絡端口，在工作中如果有通知命令，我們可以根據程序從而得出相應的答案，然后在對參數進行讀取、模式進行切換、算法進行切換等一系列操作，從而更好地完成監控任務。

2.2 信號轉換板中軟件設計

在智能視頻中主要常用的是信號轉換板，這個器件具有的功能主要是可以得到信號處理板處理的數據，同時還可以通過解析結果得出相應的控制信號，然后開啟相應的功能并且開始執行工作。因為ST官方在庫函數方面具有很多組數據，所以這就使得STM32這款軟件在開發過程中可以減少很多步驟，而且如果在基本的配置完成后，那么接下來就比較簡單了，只要再對其編出一套完整的應用層程序即可。但是還必須得考慮到實時性，因為在設計時所設立的程序是在中斷中開始接受數據，同時把得到的數據轉移到另一個靜態緩沖區中主線程循環讀取靜態緩沖區中的數據，并根據自定義的串行口通信協議對數據進行解析和驗證，如果檢查通過回復所述數據正確，接收ACK信號，并生成相應的控制信號，如果檢查沒有通過所述數據接收錯誤的ACK信號。

2.3 智能安防系統中的應用

人類越來越重視自身安全，所以在一定程度上也對安防提出了更高的要求，所以這就需要有關人員對其進行研究，然后提出了未來將會如何繼續發展。首先在以后可能目標識別及跟蹤技術將會是智能視頻分析系統中比較低層次的一項技術，但是各種新技術還需要以此為基礎，所以暫時還不能舍棄。而且現如今的目標識別和跟蹤技術如果出現光照強度差距大、可能有其他遮擋，或者是出現動態背景干擾等問題時，這會在一定程度上不能達到理想的效果。所以就需要對這項技術進行深層次的創新，同時在算法方面也不能停滯不前，要對其進行優化，以此來提高算法的適應性，使其在各種環境中均能適應。目前使用的智能視頻分析技術，通常只能分析一個視頻場景，所以在某種程度上，不能及時有效地對多通道視頻信號進行準確的分析，這就需要更多的攝像機跟蹤技術工作，進行深入的研究，未來它可以應用于去識別一個廣泛的搜索目標，因此該技術在一定程度上可以提供很大的幫助，也能更準確地分析和判斷。

2.4 基于模型的目標跟蹤

眾所周知，卡爾曼濾波具有良好的可預測性。它可以通過使用線性最小方差來實現估計運動目標中的序列圖像的目的，它還可以與狀態方程和觀察方程組合以計算敘述。應用模型來估計移動目標的當前狀態。由于卡爾曼濾波計算量比較小，所以在實時性和穩定性上具有很好的優勢，這就導致了在進行預測時可以具有無偏、最優的效果，但是美中不足的是這種方法比較有局限性，它一般只有適用于線性和高斯分布時才會有明顯的效果，所以如果狀態模型和觀測模型沒有高斯性，出現的效果不會太好，所以通常情況下不建議使用此種方法。

3 結語

目前國際安全形勢不明朗的情況使得我國在智能視頻分析技術研究方面投入了較多的人力、物力，這使得在中國的市場上出現了很多與智能視頻監控技術有關的產品，這在一定程度上也表明了中國在智能視頻監控技術方面有了很明顯的成就，可以在未來的安全防控中做出很大的貢獻，發揮出很重要的作用。當然，我們不能因此而變得驕傲，我們還要繼續學習一些國外的先進技術，從而完善我們自身的技術，使其走在國際智能視頻監控技術領域的前列，實現中華民族的偉大復興。

參考文獻

[1] 王凌志，陳軍輝.視頻智能分析技術應用研究[J].警察技術，2012（2）：66-68.

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