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探秘:智能監控技術實現安防自動化

智能監控歸納起來,無外乎以下兩個層面:一是從圖像中獲得更多的信息,實現系統的預警功能;一是系統具有更高的友好性和可操作性,以適應日益增大的系統規模。兩者的實質都是要改變傳統視頻監控系統對圖像信息的處理方式。

  智能監控的含義

  傳統的監控已經很成熟了,技術的進步,攝像機的高質量和低價格,使得圖像信息的生產和收集變得相當容易,存貯系統也能夠積累大量原始的,未經加工的資料和數據。但是,從這些圖像資料中提取有價值的信息,確要花費大量的成本。如果不能很好的解決這個問題,這些圖像資料(海量的資料)就會逐漸成為垃圾,而從中輸出有價值的信息會很昂貴。真正有價值的東西是要通過對這些大量資料進行認真地分析才能得到,但人工分析(人觀察圖像)完全無法處理大規模的數據,只有自動化的智能分析(算法)才能勝任這個任務。

  從功能的角度看:安全系統如果不具備預警功能就不是好系統,這是安全需求向我們提出的要求和挑戰。因此,視頻監控系統實現預測和預警功能是智能化的基本標志。

  從技術的角度看:實現圖像信息的自動解釋是監控系統智能化的基礎。系統由目視解釋轉變為自動解釋是電視監控技術的飛躍,是技術進步的必然。但如何解釋、解釋什么需要認真地探索。目前已廣泛地應用于銀行、博物館、倉庫和停車場的視頻監控系統主要的功能是用于事后取證。它損失了圖像的基本價值(一個動態的、實時的媒質),與人們對系統真正的期望有很大的差距。安全管理迫切地需要系統能夠連續地監視現場的事態,并能及時警告安全管理人員事件(盜竊、破壞、入侵)可能發生或正在進行;預測事件的趨勢,提醒管理人員事態的發展到了限定的程度,應該及時地采取措施,以阻止事件的發生或產生嚴重的后果(損失)。也就是說:安全不滿足視頻監控系統只具有探測(發現事件的)功能,而是要求系統具有早期探測(預警)的能力。

  實現上述功能要求視頻監控必須改變傳統系統對圖像信息不作任何處理的工作方式。對采集到的圖像資料進行內容分析,并將分析結果以適當的方式告警安全管理人員;通過分析,過濾掉無用資料,使系統存貯更為有價值,并采用圖像內容分析從存貯的大量圖像資料中快速的找到有用的信息。它意味著傳統電視監控的模式將被改變。以攝像機為核心的結構,轉變為以后臺圖像處理為主,以人的觀察為主,轉變為以機器處理為主的方式。這個轉變正是筆者提出的經典電視監控發展為現代電視監控的標志之一。

  社會和經濟的進步對安全防范提出了更高的要求,視頻監控的系統功能正在逐漸從局部的、微觀的防入侵(盜、搶)向宏觀的、動態的社會治安(公共安全)管理轉變,這是系統設計目標本質的變化。我們知道:傳統安防(監控)系統是針對局域性的、相對封閉的空間設計的,它的基本要素是探測、延遲、反應,系統以探測結果為反應的觸發信號(響應一個報警)。廣域的動態監控系統則是建立在大范圍、開放的環境下。它的基本要素是預警、預防、應急反應,系統要擁有多種信息源,響應社會治安的整體事態及趨勢。前者針對孤立的事件,因此是以對事件的探測為觸發。后者則是要根據對整體形勢、事件的征兆的預測,作出有效的防范措施和應急準備。這就要求系統把大量的分散、孤立的圖像關聯起來,從中分析出規律性的東西。如,社會對一個事件的反映、同類事件發生的概率和分布等。系統不再是以現場安裝的攝像機為主要(唯一的)信息源,還要廣泛的從媒體、網絡、情報系統及其它各種渠道收集圖像資料。因此,對海量的圖像資料進行分析、分類、統計和關聯是系統的主要任務,而這個任務只能由機器的自動解釋來完成。

  目前,在全國各地開展的“平安城市”建設和公安部推進的“3111監控報警聯網系統示范工程”突出表現了上述轉變。安全防范從過去的應用于黨政機關的要害部門、銀行、博物館、監獄等封閉、固定場所,逐漸開始應用于公共場所社會治安管理、智能交通疏導管理、生產安全管理、公安警用指揮業務等管理性、業務性場合。這些應用的突出特點是系統規模大,信息采集量呈指數增加,信息要在各相關部門之間進行大規模的交換。如有些城市監控系統的圖像采集點多達數十萬個(包括多種渠道和手段),涉及治安、交通、布控追堵、城市管理、工商管理等眾多業務。這些系統不再是分別、孤立地處理各種圖像源的信息,而是全面地、從它們之間的相關性和變化過程的特征去分析和判定,從而得出預測性的結果。

  同時,系統規模的增大,必定帶來運行成本的增加。要提高系統的工作效率,必須實現系統參數、狀態自主、優化的調節和各子系統間、各部門間準確、協調的互動。這也是智能監控的主要內涵,因為智能化是自動化的最高境界。

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