1、第 頁高清衛星圖GIS的智能視頻監控技術方案GIS視頻監控界面 當前，主流的視頻監控系統采用“井字格”的方式，即在電視墻或者顯示器上顯示視頻圖像。這種方式的優點是容易實現，讓用戶直接看到最原始的視頻信息。但是這些視頻信息無不缺乏全局性，而GIS視頻監控界面是對“井字格”式的傳統視頻監控系統一個有益的補充。基于GIS的視頻監控界面的優點主要體現在： 1、便于用戶迅速理解全局安全態勢，判斷觸警位置，快速制定響應方案。使用“井字格”方式顯示視頻圖像就像以管窺豹，雖然眾多攝像機圖像都被顯示，但由于攝像機點位、觀察角度甚多，用戶仍難以快速理解或判斷監控區域的整體態勢。可以想象當有觸警事件發生時，監控人員

2、需要根據圖像不斷辨識目標的真實方位，既增加了監控疲勞程度，又降低了監控人員體驗滿意度，響應非常被動，其實這是視頻監控行業的普遍問題。 而在GIS框架下，能將局部信息有效組織，其不僅是局部信息的簡單疊加，它可以幫助用戶提煉理解全局態勢，例如目前監視的目標的運動趨勢等，以便更及時有效地做出決策。 2、可以自然地和其它非視頻信息集成，形成統一操作平臺。除了視頻圖像以外，GIS界面可以方便地集成GPS、門禁、RFID、消防等非視頻傳感器信息，是多傳感器信息融合最自然的界面選擇。 3、在GIS界面上可實現的新功能： 新業務功能：對車輛脫離指定運動軌跡的監控報警； 新的使用管理方法：通過GIS界面快速調閱

3、、管理局部區域內的監控點，例如在某個關鍵部位用鼠標畫框或者點擊區域，自動彈出此區域及相鄰位置的攝像機圖像。在GIS界面上快速制定報警策略，而不必在每個攝像機中逐個進行設置等。 高清衛星圖的GIS監控界面 當前主流的視頻監控GIS界面采用類似于谷歌地圖的電子地圖。作為視頻圖像信息的承載體，采用視頻高清衛星圖更為自然，同時也能產生更高級的應用。 目前電子地圖和智能視頻監控的結合主要體現在當智能視頻監控發現異常的時候，對應監控區域可以通過閃動等形式表示觸警。但是這種觸發不夠精細，是一種“開關量”式的表達方式，對于監控區域內目標的運動軌跡等信息無法表示，自然也就不能表達自動跟蹤等高級功能。 電子地圖可

4、以理解為一種簡化了的衛星圖。但是正是這些被簡化掉的信息，可以被用來在衛星圖和監控圖像之間通過數學方法，自動建立起一種匹配關系，從而可以使在攝像機中發現的目標信息在衛星圖上準確標注出來。例如發現的目標運動軌跡可以轉換成目標在衛星圖上的運動軌跡，從而可以將運動目標信息在衛星圖上統一呈現出來。 將高清衛星圖作為背景可以增強系統的真實感，更便于監控人員理解和接受。同時，由于建立攝像機和GIS的匹配關系需要衛星圖，所以使用衛星圖不是錦上添花，而是必須的。 衡量監控系統優劣的標準 美國安防界總結的安防至高境界是“SituationalAwareness”，即態勢感知。從而提供“actionable”，即可

5、操作的決策信息。一套視頻監控系統的價值主要體現在能否在觸警事件發生后的一段時間內，為用戶提供及時、有效和可操作的信息。 攝像機點位合理充足、圖像清晰、電視墻壯觀、智能分析誤報率低等等，這些都是客戶對視頻監控系統的常見要求。但是如果這些要求不能轉化成可操作的決策及應急措施，花巨資的系統可能就是一個形象工程。所以信息的“可操作性”是衡量視頻監控系統優劣的根本標準。 當前視頻監控的瓶頸 目前視頻監控系統的主要應用模式還是“事后調查取證”，是亡羊補牢而不是防患于未然。在海量信息面前，人們寄希望于智能視頻分析能有效過濾掉絕大多數的無用信息，將有用信息推送到用戶面前。智能視頻分析是一個非常有潛力的發展方向

6、，但是現在也存在一些問題。本文主要關注如何將智能視頻分析的結果有效呈現給用戶，這恰恰是目前監控行業考慮比較少的一個問題。 監視信息各自獨立。現有的主流智能視頻監控對每一路圖像分別進行智能分析，將分析結果推送給用戶。各攝像機資源沒有得到配合、協同。同一運動目標經過多個攝像機視野會被報告為多個獨立的錄像片段。由于每個攝像機觸警條件不同，當物體在一個攝像機視野內觸發報警，運動到其它攝像機視野的時候，很可能被視作為正常的運動物體。所以主流智能視頻監控系統或僅在某一個攝像機觸發報警。由于時間短，監控人員有可能來不及反應，從而丟失目標。 具有多攝像機協同功能的系統可以保持對觸警目標跨區域的持續跟蹤。從而成

7、倍地增加對目標的監控時間。大大提高決策的準確性和有效性。如果將對觸警目標的跟蹤時間作為考核一個視頻監控系統價值的標準，具有多攝像機協同功能的系統的價值是普通智能視頻監控系統的好多倍。 基于目標的智能視頻監控 基于目標的智能視頻監控技術是目前國際上監控行業提出的一個新概念。它是相對于目前主流的基于攝像機的智能視頻監控技術而言的，是它的升級和延伸。基于攝像機的主流技術沒有在攝像機之間分享、關聯信息，信息源之間是獨立的。基于目標的技術強調突破基于攝像機的技術對信息共享的束縛，在系統范圍內協同調配監控資源。自動關聯攝像機之間來自同一目標的信息。最終達到的目的是讓用戶“忘掉”某個攝像機，不需要知道攝像機

8、的點位和朝向，僅需要關心和業務相關的目標，從而非常直接、方便地了解當前的安全態勢，及時有效地制定出響應對策。 讓監控信息的表達更簡單直接是基于目標的智能視頻監控技術的核心思想。 智能視頻監控的本質就是一個海量信息的提取和過濾過程。主流的智能視頻監控技術實現了可操作(Actionable)信息元素的提取，基于目標的智能視頻監控技術就是將這些元素進行有效的組織，進一步梳理和過濾信息，并呈獻給用戶，讓用戶感覺簡單和直接。 基于目標的智能視頻監控技術的兩個支撐技術是：一是多攝像機(監控點)協同；二是基于衛星圖的集成信息的呈現，下圖描述了兩支撐技術和基于目標監控的關系。 實現多攝像機協同的關鍵技術 攝像

9、機目標“握手”、協同技術 GIS(高清衛星圖)作為多攝像機協同技術的平臺基礎是非常理想的。如果采用“井字格”形式的監控形式，攝像機之間的關聯關系非常難確立。同一個目標在相鄰攝像機之間由于視角、變焦、成像敏感度、顏色差異等，會對目標在不同攝像機之間“握手”(Re-identification)造成較大困難。通過利用GIS作為統一平臺，不同攝像機之間的目標可以投射到GIS上面，從而利用位置約束來有效“握手”，大大提高了多攝像機協同的有效性。 將多攝像機放在系統層面上來考慮可以很自然地引入資源調配的概念。就是對運動目標的前進方向進行預判，提前調度監控資源。例如讓云臺攝像機在某個預置位“迎接”運動物體

10、，在分叉口上可以調集多個云臺攝像機進行準備，從而提高“握手”的成功率，用少量的攝像機達到覆蓋大面積監控區域的目的。 動態平臺跟蹤技術 在固定攝像機中進行目標跟蹤是較為成熟的技術，為了用少量攝像機覆蓋較大監控面積，通常需要使用動態平臺跟蹤技術，即云臺目標跟蹤技術。 相對于固定攝像機，由于沒有背景模型的支撐，在云臺攝像機上保持對目標的跟蹤難度大大增加。尤其當需要攝像機變倍來放大目標，目標轉彎造成目標圖像形態發生較大變化等情況下目標容易丟失。可靠的云臺跟蹤是當前非常先進的技術，也是國際上活躍的研究方向。 目前市場上有少量具有云臺跟蹤功能的產品，但是廠家并沒有重點推廣此功能。所以在選擇此類產品的時候，

11、一定要關注實際效果。單獨的云臺跟蹤產品對于較大監控系統(幾十個及以上探頭)的監控效率的提升是有限的，云臺跟蹤產品可以做到在系統范圍內調配、協同，才能真正發揮多攝像機協同的效能。 模式識別技術 智能視頻分析的一個特點就是可以對運動目標的屬性，例如人、小汽車、大卡車、自行車(摩托車)、人群等進行模式識別。這些運動目標可以利用圖標形式在GIS界面上將它們的屬性及軌跡表示出來。人用人的圖標，車用車的圖標。對于用戶不關心的運動物體可以不顯示，從而對海量圖像信息進行有效過濾，將信息量控制在人生理上可以接受的范圍之內。 人車分類為主的模式識別技術和車牌識別、人臉識別屬于一類技術，但由于相對來說使用環境更多樣

12、、人車大小不一、角度更多變，所以成熟度相對差一些，但是此類技術正迅速實用化，可以期待在近期接近或者可達到人臉識別的準確度。 攝像機信息衛星圖集成技術 監控攝像機圖像和衛星圖本質上都是圖像。 可以通過將它們之間的共同特征進行匹配，從而實現監控攝像機圖像和衛星圖之間的映射關系。也就是說攝像機中的像素和衛星圖位置之間形成一一映射的關系。在攝像機中發現的運動物體軌跡可以同樣在衛星圖中表達出來。 每個攝像機在衛星圖上的相應區域“投射”目標信息，形成一個完整的、實時的運動目標全局態勢圖。 攝像機信息衛星圖集成技術本質上就是將不同的攝像機視角通過數學變換，轉換成一個統一的從高空俯瞰的衛星視角，從而消除了不同視角方向帶來的對全局態勢判斷的困惑，能簡單直接地表達出目標信息。 結語 本文介紹了一種目前在國際上先進的基于目標的智能視頻