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智能视频分析跟踪监控系统在监狱中的应用分析
2014/11/26 14:55:00      来源:《中国安防》    作者:韩秋平
    近年来为了提高安全管理,各地监狱都安装了大量的监控系统,但是这些监控系统大多都存在监控智能化程度较低、缺少监控画面事前报警功能、事后画面检索复杂和误报警率高等问题。

  一、概述
  近年来为了提高安全管理,各地监狱都安装了大量的监控系统,但是这些监控系统大多都存在监控智能化程度较低、缺少监控画面事前报警功能、事后画面检索复杂和误报警率高等问题。为解决这些问题,提高监控系统的主动性,实现预警功能,优迪数码科技(深圳)有限公司(简称“YOUDI”)提出了监狱智能视频监控的方案。
  本方案本着安全、经济、实用、完善、兼容的方针,以最大限度提升监狱安保等级为目标进行设计。方案中的智能视频监控系统采用传统的“闭路电视监控系统+智能视频分析设备”相结合的方式来实现监控智能化。该系统功能强大,能在第一时间分析出设定的“险情”并通知安保人员进行处理。该系统安装操作简单、维护方便、兼容性强,可同普通的门禁、红外、报警等其它安防系统直接实现联网集成。
  二、需求描述
  根据客户需求,严密监控区域的前端系统的核心是“发现可疑行为”和“摄像”。尤其以“发现可疑行为”作为设计基础,只有发现了可疑行为,摄像才有更加实际的意义。在传统的闭路电视监控模式下,保安人员需要监视太多的视频画面,远远超出人的接受能力,导致实际监控效果低下。因此我们需要智能视频监控来改善监控效果,同时减轻保安人员的负担,以便有更多的资源应对可疑现场。为了提前发现服刑人员的异常举动和过激行为,保证监狱系统的正常安全运行,本文着重对智能视频分析设备在监狱中的应用进行分析。
  三、智能视频分析监控跟踪系统设计方案
  某监狱选用了YOUDI的智能视频监控系列产品为核心来组建前端布防。该监狱属于中型监狱,长235米,宽175米,四周由5~7米高的围墙保护,围墙四角设有站岗亭,围墙内沿往内设有一段距离(约3~5米不等)的缓冲区,缓冲区内不允许有人进入;当有人进入缓冲区时,要求系统可以立即报警。该监狱已经具备了基本的电视监控系统,入侵报警系统的设计需根据建筑物的使用功能、建设标准及监狱的要求,并贯彻国家已颁布实施的有关“规范”和“标准”。考虑到节约成本,方案设计时充分利用了监狱已有的设备,并综合运用电子信息技术、计算机网络技术、安全防范技术等,构成先进、可靠、经济适用的安全防范体系。


  图1系统拓扑图
  YOUDI智能视频分析跟踪监控是基于嵌入式智能视频分析技术的监控跟踪系统,它具有警戒区入侵检测、警戒线穿越检测、徘徊检测、运动目标逆行检测、遗弃物检测、物品搬移检测、烟火检测、摄像机抖动消除、摄像机遮挡检测、目标分类功能以及自主自动PTZ智能跟踪模块。可以很好地解决监狱看管所遇到的各种各样的难题。而且,该产品具有自学习自适应能力,即使是在各种极端恶劣的环境和照明条件下也可以保持极高的性能。
  1.系统设计
  本系统从监狱受到威胁的特点入手,采用智能化视频分析、自动跟踪与常规固定监控相结合的监控方式为监狱提供全面的监控支持。
  为满足系统自动报警的需求,YOUDI的智能视频监控产品需配上普通的模拟摄像机形成智能视频监控系统;该智能产品监控范围通常可达到150米,因此要覆盖监狱周界、监舍周围安装的智能分析摄相机,可以周期性的开启智能分析;监控的目的区域为从围墙内沿起,往内3~5米的区域,要求监控摄像机最窄处的视野范围不应小于5米(小于5米的视野区为监控盲区,需要由其他摄像机来补充监控);由于该中型监狱围墙高5~7米,为保证摄像机本身的安全性以及监控的距离,将摄像机安装在5米以上;为确保监视的可靠性,摄像机任何时刻都应该能监视到监控区域内目标的完整影像,因此摄像机监视最远距离处的高度不低于2米;为确保自动监控的可靠性,最远目标在屏幕上的高度不小于屏幕的1/10;如果将摄像机安装在5米高度,最远监视目标高度不低于2米,最远目标成像不小于屏幕的1/10,监视最远距离为150米。
  2.系统功能
  (1)警戒区入侵检测。自动检测进入警戒区的人、动物、汽车等移动目标。可在视场内设置任意形状的周界保护区域,满足不同场景下对周界保护监控的需求;当有满足预设条件的多个目标进入警戒区域,可以同时对所有入侵目标分别进行检测、跟踪和分类;还可根据预设条件,自动区分人、车的入侵,且只对满足预设条件的目标入侵进行告警和跟踪。
  (2)警戒线穿越检测。可在监所警戒区域内,任意设置警戒线的位置,也可通过警戒区域及警戒线的设置,将多条警戒线组合来满足复杂场景的需求。在警戒区内,当有人或车从警戒线定义方向经过时,系统将会自动识别并报警。
  (3)徘徊检测。当有人在警戒区域内徘徊、滞留达到一定时限后,则触发告警,并用告警框将目标标识出,对于直接穿过警戒区域的移动目标告警,并可实行多目标同时识别。
  (4)运动目标逆行检测。在警戒区域内,当有运动目标(人或车)按照预先设定逆行方向在警戒区域内移动,则触发告警,同时逆行目标被告警框标识出,并跟踪其运动轨迹。
  (5)摄像机遮挡检测。摄像机被人为涂喷、移动位置、散焦或因环境恶劣如雨雪、日照干扰等该功能模块能及时发现并报警通知相关人员。
  (6)摄像机抖动消除。可以消除如风、地面物体对像机造成的抖动,对视频起到一定的稳定作用。
  3.系统特点
  (1)监控持续性。安保人员不需要一直紧盯屏幕,只需要在系统告警时进行确认即可。避免了保安人员因长时间观看屏幕造成疲劳而降低注意力,提高了保安人员实际监控的效果,真正做到7×24全天候监控。
  (2)监控有效性。所有监视屏幕均由摄像机自动进行智能监控,安保人员只需要对产生告警的摄像机进行确认和处理即可。
  (3)监控识别能力强。智能视频摄像机可以识别出人眼无法分辨的细微变化,例如在遥远距离、光线不足、低对比度、环境伪装等情况下的入侵行为和威胁。
  (4)监控实际效果。可以侦测并记录出现在监控屏幕内的徘徊行为。在发现可疑行为之后可以自动预警,并通知带PTZ的摄像机自动锁定目标进行跟踪监控,形成视频跟踪接力和摄像机区域联防。这样,保安人员就可以随时掌握着入侵者的行踪,并在事发之前进行预防和控制,把损失降到最低。
  (5)监控传输通道有效利用率。可设置“告警触发式”传输模式——借助计算机或嵌入式设备的强大数据处理功能,对视频图像中海量的数据进行高速分析,过滤掉用户不关心的信息,仅仅为监控者提供有用的关键信息。只在监控到威胁的时候才占用带宽,在同等带宽条件下可以容纳更多路监控。
  (6)监控录像管理效率。可设置“告警触发式”录像模式——只对用户指定的入侵行为或威胁事件前后过程进行录像,在同等条件下可以存储更长时间的录像,且回放翻查录像效率很高。
  四、YOUDI智能视频监控系统技术优势
  1.高性能
  可基于原始图像各个像素的高解析度进行检测(在进行有损压缩之前);在保持95.3%的极高检测率的同时,具有极低误报率;可以在恶劣天气环境、低能见度、低光照度等条件下检测违规行为;可以检测专业伪装入侵、超慢速入侵和突发移动等;对于非平坦地形的检测(基于3D监控场景模型)和远距离的检测具有很高的可靠性;支持预报警记录——当报警事件触发时,记录报警事件发生之前的片段(从报警发生之前一段时间开始进行视频录像)。
  2.自学习、自适应和自优化
  该智能视频分析模块都具有自动补偿和调节的处理机制,确保图像质量总在最佳状态,从而有效地降低误报率,达到最佳检测效果;具有快速的自分析和自学习能力,速度为每个像素每秒进行30次;对视频画面的背景进行自动学习,从中识别并过滤掉不重要的背景运动;根据光线灵敏度对每个像素的亮度进行自动调节,以适应光线照度突变或者渐变的情况,从而提升检测效果;对图像质量进行自动调节,增强图像细节,提升检测效果;视频流的分辨率、帧率和码率都可以根据报警事件进行自适应调节。
  3.真实场景3D建模
  针对每一个检测场景,用户只需要在视频画面上调整人物模型,一般情况下有两个人物模型,在调整过程中,只需现场人物与模型大小相当即可;支持无限数量的监控防区设置,每个防区内都可以设置想要检测的人和交通工具的特征和行为,所有设置都是可以即时更改的;先进的非平面检测功能,支持在三维立体场景测量模型中判断出目标的真实尺寸大小、实际运动速度和和目标面积大小,这种基于三维视野场景的检测方式,与通常的基于二维平面的检测方式相比,具有更高的准确度;支持任意形状的防区设定,当需要对某个特定场景进行检测时,可以为该场景单独定制最合适的防区,从而使检测达到更好的效果;支持任意数量的防区设定,不同防区的位置可以相互重叠,但功能相互独立;针对不同的防区可以设定不同的检测规则,可以实现在同一监控区域内对不同特征的目标进行检测;提供多种检测模式,满足各种基于时间表、区域检测和物品检测的安防监控需求。
  4.自动化操作
  该智能视频模块中包含了事件响应处理引擎,支持对不同类型的报警和事件设定不同的响应处理,支持通过开关量对外接的报警设备进行开关与控制;支持入侵检测报警触发自动PTZ跟踪的响应动作定义——当入侵检测报警或事件触发时,PTZ摄像机自动控制云台和镜头进行自动PTZ跟踪;支持自动探测被干扰或丢失的信号;支持自动检测低能见度、烟幕、视场障碍、视频故障、微弱信号等故障。
  5.易用性
  通过WEB浏览器或者客户端软件,用户可以设定智能视频检测相关的所有配置;所有的配置选项都非常容易设置,通常只需几分钟就可以完成;具有全天候的自学习、自适应和自调整功能,不需要人进行手工调节。
  6.高可靠性
  YOUDI的智能视频分析技术经过优化,最终直接嵌入了前端设备的DSP中运行。避免了通常的PC集中式处理架构所具有的单点故障、智能处理共享资源短缺、传输网络延时,以及经过图像压缩后由于画质损失而导致检测效果不佳等问题。

编辑:侯雨婷
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