采用圖像識別技術實現智能監控報警系統設計

何振宇，王駿立

【摘? 要】 現代智能監控報警系統在工程項目中，能夠有效發揮出遠超其表面呈現的具體價值，為項目管理給予可靠的安全保障。文章針對基于圖形識別技術的智能監控報警系統進行設計和優化，分別從目標識別、網絡通信、系統結構設計以及性能測試等方面，構建起更加全面的智能監控報警系統。使智能監控報警系統在圖像識別技術影響下的識別精準度得到顯著提升，為工程項目建設管理提供安全保障。

【關鍵詞】 圖像識別技術；智能監控報警；系統設計

一、基于圖像識別技術的智能監控報警系統設計

（一）目標識別

在設計智能監控報警系統的過程中，圖像識別技術具有關鍵作用，其不僅能夠快速識別監控目標，還能將出現的異常情況及時匯報給管理人員，從而避免影響損失的持續擴大。目前我國目標監測技術獲得良好的發展契機，憑借以區域建議為基礎的兩階段模型和以單回歸為基礎的單階段模型兩種截然不同的檢測方式，能夠順利完成預期的目標規劃。前者雖然具有較高的精準度，檢測數據相對更加可靠，但是工作效率比較緩慢，而后者則基本相反，容易出現失誤或遺漏等情況。

由于項目工程對施工現場的安全管理要求普遍相對較為嚴苛，因此文章在對智能監控報警系統進行設計的過程中，在目標識別模塊著重應用以深度學習為基礎的計算機視覺工藝，利用Faster R-CNN目標檢測法，將監控視頻的畫面進行全面識別與綜合分析。其主要分為兩個階段，其一主要由卷積神經網絡CNN和區域建議網絡RPN所構成，其二則是對監控目標進行有效分類和具體定位，能夠進一步加大對目標的管控力度。

（二）網絡通信

在網絡通信基本架構的設計規劃中，其通常采用RTSP數據網絡傳輸協議，結合C/S架構來達成視頻監控終端與服務器和網頁端的實時數據傳輸，其中，視頻監控終端主要負責處理監控區域的畫面采集，處于監控終端與服務器之間的網絡硬盤錄像機，解決采集視頻數據整合與接入網絡的相關問題，而網絡服務器和視頻播放終端，前者用于接收監控視頻并做好存儲和共享，后者則是將監控視頻呈現在對應的移動終端，為工作人員提供信息參考。

服務器作為整個系統的重要組成部分，利用RTSP數據網絡傳輸協議獲取網絡硬盤錄像機中的視頻數據，在成功完成存儲檢測和標記格式后，用同樣的方式密封并發送到網絡。智能監控報警系統在設計運行期間，主要借助C/S的架構來建立起流暢的通信網絡，利用TCP協議的網絡與服務器建立良好連接，使其能夠與客戶端在順利完成4次握手之后切斷聯系，為智能監控報警系統的實際應用成效給予強效助力。

（三）監控報警系統軟硬件結構設計

1. 硬件結構設計

首先，對智能監控報警系統設計工作而言，監控報警系統的硬件結構設計，很大程度上會對其本身的穩定性和功能性產生直接的作用和效果。將C/S架構為基礎，以實際環境和具體需求為參考，形成以主機+信息交換機+存儲設備的完成體系架構。其中，主機主要負責執行指令，在模擬執行的模式下，工作人員將輸入信息和輸出信息采取穩定化處理，使其總體數量始終維持在合理的目標范圍內。而交換機則承擔信息傳輸功能的支撐結構，將主機輸出端圖像信息進行適當處理與整合，繼而將其反饋到終端系統。存儲設備顧名思義承擔著數據庫和數據存儲、傳輸共享等功能。選擇該系統結構，能夠有效實現對項目工程實際數據信息的高效轉化，賦予其基礎的系統功能。

其次，在空間安裝設計中，其主要賦予系統框架一定的擴展功能，滿足用戶日常登錄后瀏覽等操作行為，提高不同系統之間的兼容性，進而使智能監控報警系統具有更高的呈現效果。受相關因素的影響，研究采用Active X控件來擴展功能，將其進行合理安裝后，能夠有效降低系統總體運行期間所承載的壓力指標，強化對數據的總體負載力，并將其按照類別、屬性等進行有機分類。

最后，要完成監控主機的設計任務。作為智能監控報警系統的基礎裝置，主機系統的設計需要作為底層執行結構，與控件產生良好的連接性，形成具備獨立屬性的目標監控區域，使相關工作人員順利完成對該區域圖像以及視頻的實時監控，同時明確固定結構及空間架構，提前設置好可以改變自身功能的主要操控點，從而有效實現區域模塊的高效劃分。為有效滿足項目工程的實際監測需求，在對智能監控報警系統主機采取優化設計的過程中，可采用動態化的設計思路，將不同區域的監控設備進行有效協調，精準發布對應的指令要求，實現對存儲設備相關信息的快速提取與有效識別。

2. 軟件結構設計

（1）圖像分類設計

在智能監控報警系統硬件結構設計的基礎上，為有效發揮出軟件結構的設計優勢，需要將兩者進行有效對應。通常軟件系統可以有效實現對目標區域及數據信息的自動監控與處理，其中，掌握圖像分類作為軟件系統的基本功能和必要內容，能夠對參數量的匹配和識別處理起到良好的應用效果，讓軟件系統本身的處理權值與實際需求保持高度一致，從而順利達到圖像分類處理的綜合目標。在經過圖像分類處理后的視頻以及圖像等內容，其本身仍然具有相應的數據表達功能，可以以最直觀的方式，呈現出目標監控區域的自組織傳輸概率，因此通常具有較高的科學性與合理性。其中，當監控主機發揮其本身功能的同時，其產生的權值計算結果與圖像節點產生明顯的相似性，以至于系統運行期間進行節點控制需要普遍掌握連續性功能。

（2）圖像處理設計

為順利發揮出項目工程中智能監控報警系統的主要作用，圖像處理設計是必不可少的重點項目，其中灰度化處理作為對目標監控圖像進行實際處理的關鍵環節，可以在一定程度上有效達到預期的理想化要求與目標。目前，大部分監控視頻中為確保其實際處理速度與監測需求保持良好的一致性，需要借助圖像來對當時的內容進行實時反饋，而圖像處理設計中灰度化處理設計，通過選擇對應的灰度化節點數據信息，以恒定標準來對其進行分類處理，將監控設備捕捉到的彩色圖像以及視頻在灰度化處理的作用下，能夠以黑白的形式呈現出來。通常人們所注意到的監控視頻及圖像普遍采用三原色來進行配比，使其有效滿足監測的客觀需求，但容易在傳輸期間受外界環境因素干擾而出現異色問題。采取灰度化處理設計，不僅能夠有效避免異色情況的發生，還能借助黑白色彩的圖形形式，將監測內容以更加清晰的狀態呈現在監控終端。

（3）存儲數據庫設計

采用圖像識別技術的智能監控報警系統，在進行設計的過程中，需要相關工作人員賦予其對應的數據存儲與分析功能，并為其提供匹配的數據庫資料表，使其能夠獨立完成對不同環節參數以及圖像信息的綜合優化管理，進而有效提高監控系統運行狀態的協調與穩定。因此，在進行存儲數據庫設計的過程中，要確保其能夠將相關的數據信息做好實時記錄，并且將已經采用灰度化處理的圖像，采用一級主機存儲的方式，使其得到有效存儲和恢復，讓智能監控報警系統能夠在持續運行期間仍然可以完成圖像的高效輸出。

考慮到項目工程實際監控管理的連續性要求，盡可能確保數據存儲系統具有良好的完整性特點，可借助嵌套的工藝，將不同的節點進行有效連接，形成更加穩定的系統運行環境，進而促進智能監控報警系統應用效果的顯著提升。

（四）系統應用性能測試

對智能監控報警系統而言，開展應用性能測試項目，主要是為檢驗其本身的功能和結構是否具有完整性和可行性，從而在工程管理期間，充分發揮出系統的優勢特點，帶動監控管理效果的全面提升。

首先，需要做好性能測試的試驗設計工作。通過選擇好對應的檢測對象，提前安裝并設定好對應的視頻監控儀器設備，并設置好實驗與對照組，采用兩組同時進行和停止的控制操作。其中實驗組采用本次設計的智能監控報警系統，而對照組則是采用市面上常見的監控系統，通過觀察兩者之間指標的變化和區別，對設計系統的實際性能形成良好的了解和掌握。

其次，為準確檢測系統設計的總體性能，需要做好指標設計工作。采用UDR指標來進行綜合評價，能夠對監控系統實際運行期間所呈現圖像的連續性進行精準識別。因此，利用UDR指標來進行系統性能評估，具有良好的科學性與可靠性。實際檢測結果顯示，在監控持續時間相等的基礎上，實驗組要明顯比對照組的指標數據高，而且隨著持續時間越長，所呈現的持續性效果越好。反之，對照組在隨著時間的推移，其圖像的持續性表現出現明顯的下滑態勢。換言之，智能監控報警系統設計能夠有效提高圖像識別的連續性，并展現出優質的識別結果。

最后，結合性能檢測實驗組與對照組，在執行圖像處理指令時所消耗的時間長短，能夠對系統運行期間開展圖像處理的連續性能進行準確判斷，耗時時間越短，所具備的性能越強。實驗結果顯示，隨著圖像數據處理數量的增加，實驗組執行指令消耗的時間明顯降低，而對照組則是逐漸上升，同時，實驗組整體消耗時長要明顯低于標準的執行時間，由此可見，其本身具有良好的圖像處理性能。

二、改進方向

隨著技術發展和實際應用的體驗反饋，不難發現現階段采用圖像識別技術的智能監控報警系統在實際運行過程中還存在一部分亟待解決的問題。由于圖像識別技術對圖像的要求比較高，因此對網絡的穩定性產生了較高的要求，同時，也需要終端有較強的數字圖像信息處理能力，并且確保圖像信息在傳輸過程中不會受到其他干擾，這就致使圖像識別技術的智能監控報警系統受到了極大的限制，對部署環境要求過高，并且受限于目前終端處理器的發展技術水平和處理能力，圖像信息采集容量不足的問題也比較嚴重。由于缺乏統一標準，導致不同類型設備之間兼容性出現嚴重問題，設備出現故障時，無法用同類型其他廠商產品維修替換，這嚴重妨礙了圖像識別技術的智能監控報警系統的實際應用與日常維護保養，加大了維修養護成本。

另外，從監控報警領域的實際應用來看，圖像識別技術和人工智能的結合運用發展并不是很好，無法滿足現階段的監控報警需求，監控的作用仍停留于初步監控并且記錄，不能實現在線實時的人工智能識別，以及處理問題和報警功能，這對整個采用圖像識別技術實現智能監控報警系統而言并沒有實現真正意義上的人工智能報警。這種低程度的智能化監控報警系統并不能滿足現階段的實際使用需求，也無法達到解放更多的人力的目標，無法實現用圖像識別技術智能監控報警系統代替人力的目標。

但是，隨著時代的進步和科學技術的發展，可以從對圖像信息采集方面著手進行改進升級。面對不同環境，光源光線以及其他因素對圖像信息采集的影響，可以使用圖像預處理技術對采集到的圖像進行分析整合，把整合后的圖像信息進行優化處理，將圖像信息的呈現能力進行增強，從而對傳輸到終端處理系統的圖像結果進行最優選擇，并完成上傳。還可以根據實際需求，預先設置監控報警規則，從而對圖像進行分析處理，對特定目標群體有一個針對性應對措施，一旦發現目標立即進行監控，實現監控報警系統智能化反應，促進智能監控報警系統實現圖像技術智能化應用。

三、結語

綜上所述，基于圖像識別技術的智能監控報警系統，能夠精準且有效識別工程建設期間存在的不安全因素，并且在第一時間實施針對性解決措施，從而在加快項目工程建設施工效率的同時，有效提高施工現場的安全管理效果。需要注意的是，對智能監控報警系統而言，其本身仍然存在不足之處，在實際應用的過程中，仍然要做好雙重準備，并且以科學條件為原則，做好監控預警系統的改進與優化處理。

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