監(jiān)控?cái)z像機(jī)數(shù)量的不斷增加,監(jiān)控的時(shí)間不斷延長(zhǎng),給監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。如何及時(shí)了解前端視頻設(shè)備的運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)故障并檢測(cè)惡意遮擋與破壞的行為?智能視頻分析技術(shù)將是解決這一問(wèn)題的最佳選擇。
視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)作為視頻分析技術(shù)在安防領(lǐng)域的革新,是應(yīng)用相對(duì)普遍的一種產(chǎn)品。它能夠?qū)σ曨l圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡和云臺(tái)失控等常見(jiàn)攝像頭故障以及惡意遮擋和破壞監(jiān)控設(shè)備的不法行為做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報(bào)警信息;在視頻監(jiān)控設(shè)備日益增多的今天,其在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用,必然更加有利于幫助用戶快速掌控前端設(shè)備運(yùn)行情況,輕松維護(hù)大型的安防系統(tǒng)。
系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)
視頻質(zhì)量診斷在監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)方面的應(yīng)用,最終可實(shí)現(xiàn)以下特點(diǎn):
·實(shí)時(shí)檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)攝像頭故障以及相關(guān)損壞情況;
·可根據(jù)不同時(shí)間制定不同的診斷計(jì)劃,對(duì)不同的攝像頭進(jìn)行監(jiān)測(cè);
·采用輪詢方式,可處理較大數(shù)量的視頻源;
·可對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行編組及分時(shí)段檢測(cè),還可設(shè)置不同的檢測(cè)項(xiàng)目并生成診斷計(jì)劃;
·交叉監(jiān)測(cè),多項(xiàng)監(jiān)測(cè)功能互利互補(bǔ),各時(shí)段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合評(píng)價(jià),診斷結(jié)果詳實(shí)可靠;
·能實(shí)時(shí)記錄檢測(cè)結(jié)果并以SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的方式存儲(chǔ),生成報(bào)表,方便檢索;
·可通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)頁(yè)查詢檢測(cè)記錄,并可根據(jù)時(shí)間、設(shè)備名稱及組別進(jìn)行查詢;
·靈活的應(yīng)用方式,能有效與模擬監(jiān)控系統(tǒng)或數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合。
基礎(chǔ)技術(shù)說(shuō)明
智能視頻分析技術(shù)以人類視覺(jué)系統(tǒng)作為其理想上的典范,在功能上可劃分為三個(gè)層次:底層視覺(jué)是指利用圖像的紋理、顏色形成的各種特征模式,從圖像中提取出物體;中層視覺(jué)是指在隨時(shí)間變化的圖像中跟蹤這些特征,從而提取出物體的運(yùn)動(dòng);高層視覺(jué)是指綜合物體的特征模式和運(yùn)動(dòng)模式,對(duì)物體的行為或性質(zhì)做出判別。
1.前景物體檢測(cè)技術(shù)
這是以固定攝像頭監(jiān)控所關(guān)心的區(qū)域,利用畫面幀間的差異從視頻中提取圖像的紋理、顏色等各種信息,確定監(jiān)控區(qū)域內(nèi)基本的背景模型,并通過(guò)時(shí)間段的不同關(guān)注背景模型的變化。根據(jù)所要檢測(cè)目的的不同,由不同判斷準(zhǔn)則對(duì)這些變化區(qū)域進(jìn)行提取,構(gòu)成前景目標(biāo)區(qū)域,并進(jìn)一步處理得到目標(biāo)位置、大小、形狀等信息,從而對(duì)具體行為進(jìn)行判斷和進(jìn)一步的視頻內(nèi)容理解。
2.特征模式分析
確切地說(shuō),它是遵循底層視覺(jué)方法的一類技術(shù)的統(tǒng)稱。其基本原理是針對(duì)應(yīng)用的具體需求來(lái)設(shè)計(jì)一組特征模式,再使用這些特征模式從紛繁復(fù)雜的圖像中提取出應(yīng)用所關(guān)心的物體或信息。它的應(yīng)用非常廣泛,例如物體跟蹤,視頻質(zhì)量監(jiān)測(cè),物體分類等等。特征模式選取的好壞體現(xiàn)在所選特征是否客觀反映目標(biāo)事物的本質(zhì),選取工作既可由人完成,也可借由模式識(shí)別方法來(lái)確定。[nextpage]
3.運(yùn)動(dòng)模式分析
該技術(shù)是在物體的運(yùn)動(dòng)路線形成后,根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)物體的行為或性質(zhì)做進(jìn)一步分析和確認(rèn)。該技術(shù)的應(yīng)用方式主要有兩方面:
·可與前景物體檢測(cè)相結(jié)合,剔除樹葉、云影等產(chǎn)生的誤警;
·由特征模式分析提供運(yùn)動(dòng)軌跡,應(yīng)用于行為分析領(lǐng)域的各類特定應(yīng)用。
系統(tǒng)主要功能
1.清晰度檢測(cè)
自動(dòng)檢測(cè)視頻中由于聚焦不當(dāng)、鏡頭損壞或異物遮蔽引起的視野主體部分的圖像模糊;自動(dòng)檢測(cè)鏡頭對(duì)準(zhǔn)無(wú)意義物體的情況。該功能對(duì)實(shí)時(shí)視頻的畫面清晰程度和信息含量做出評(píng)價(jià)(如偶然異物遮擋、被人為地蒙蔽等),從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障?!绑E變”作為此功能在周界防范技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用延伸,目前已普遍得到人們的認(rèn)可。
2.視頻干擾檢測(cè)
自動(dòng)檢測(cè)視頻圖像中圖像模糊、扭曲、雪花、抖動(dòng)或滾屏等噪聲現(xiàn)象。
主要的監(jiān)測(cè)對(duì)象是由于線路老化、傳輸故障、接觸不良或受到電磁干擾而在視頻畫面上出現(xiàn)的點(diǎn)狀,刺狀,帶狀的干擾。由于造成干擾攝像頭形成故障的形式非常多樣,在視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)中將呈帶狀、網(wǎng)狀帶有周期性的干擾交由“噪聲”檢測(cè)項(xiàng)監(jiān)測(cè),而將點(diǎn)狀,刺狀的隨機(jī)干擾交由“雪花”檢測(cè)項(xiàng)監(jiān)測(cè),從而提高診斷的準(zhǔn)確性。
3.亮度異常檢測(cè)
自動(dòng)檢測(cè)視頻中由于攝像頭故障、增益控制紊亂、照明條件異?;蛉藶閻阂庹趽醯仍蛞鸬漠嬅孢^(guò)暗、過(guò)亮或黑屏現(xiàn)象。該功能將對(duì)視頻的明暗程度進(jìn)行診斷,由于在不同時(shí)段可改變?cè)\斷計(jì)劃和監(jiān)測(cè)閾值,亮度異常檢測(cè)在晝夜都能發(fā)揮作用。
4.偏色檢測(cè)
自動(dòng)檢測(cè)由于線路接觸不良、外部干擾或攝像頭故障等原因造成的畫面偏色現(xiàn)象,主要包括全屏單一偏色或多種顏色混雜的帶狀偏色。該功能對(duì)視頻的顏色信息進(jìn)行分析,它的特點(diǎn)是當(dāng)視頻中出現(xiàn)豐富色彩時(shí),能夠區(qū)分它們是由自然場(chǎng)景帶來(lái)的,還是由于攝像頭自身故障產(chǎn)生的,從而使攝像頭偏色檢測(cè)實(shí)用化。
5.PTZ(云臺(tái))控制功能診斷
自動(dòng)檢測(cè)前端云臺(tái)和鏡頭是否能夠按用戶指令正確運(yùn)動(dòng),例如,左轉(zhuǎn)失靈,上下倒序等等。
前端的PTZ攝像頭在安裝一段時(shí)間后,可能發(fā)生部分或全部PTZ功能異常的情況,該功能能夠自動(dòng)對(duì)PTZ的各指令進(jìn)行測(cè)試,使管理人員準(zhǔn)確及時(shí)地把握系統(tǒng)內(nèi)PTZ的運(yùn)行情況。不過(guò),此功能需要系統(tǒng)擁有控制前端PTZ的權(quán)限。
6.視頻凍結(jié)檢測(cè)
自動(dòng)檢測(cè)由于視頻傳輸調(diào)度系統(tǒng)故障引起的視頻畫面凍結(jié)現(xiàn)象,可避免遺漏真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像。
7.視頻缺失檢測(cè)
自動(dòng)檢測(cè)因前端云臺(tái)、攝像機(jī)工作異常、損壞、人為惡意破壞或視頻傳輸環(huán)節(jié)故障而引起的間發(fā)性或持續(xù)性的視頻缺失現(xiàn)象。 [nextpage]
系統(tǒng)應(yīng)用分類
就視頻監(jiān)控本身的發(fā)展情況來(lái)看,目前不僅在交通、金融、軍隊(duì)等重點(diǎn)行業(yè)已經(jīng)普遍應(yīng)用,像社區(qū)、酒店、智能大廈、各連鎖機(jī)構(gòu)、公共場(chǎng)所等都皆因平安城市的發(fā)展而日益普及。視頻診斷系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際的應(yīng)用來(lái)講,具體可以分為以下兩種。
1.以應(yīng)急為主的診斷
針對(duì)一些重要區(qū)域,例如銀行、軍隊(duì)、監(jiān)獄等高安全級(jí)別控制區(qū)域,必須保證視頻監(jiān)控?cái)z像頭的絕對(duì)安全,時(shí)刻掌握監(jiān)控設(shè)備的日常運(yùn)行情況,在安保能控制的范圍內(nèi)使得監(jiān)控設(shè)備有效運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)視頻診斷系統(tǒng)7*24小時(shí)檢測(cè)破壞監(jiān)控設(shè)備的不法行為,發(fā)現(xiàn)有人惡意破壞或者遮擋等行為能及時(shí)給予預(yù)警,提醒相關(guān)人員采取措施并及時(shí)處理。
2.以維修為主的診斷
面對(duì)所有視頻監(jiān)控?cái)z像頭,對(duì)于因使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障(如視頻清晰度異常、視頻干擾、視頻亮度異常、視頻偏色、視頻信號(hào)缺失、畫面凍結(jié)等)進(jìn)行檢測(cè),有效預(yù)防因硬件導(dǎo)致的圖像質(zhì)量問(wèn)題及所帶來(lái)的不必要損失,為持續(xù)和有效監(jiān)控提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)能第一時(shí)間進(jìn)行維修或者更換處理。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的趨勢(shì)正從模擬系統(tǒng)向數(shù)字化系統(tǒng)過(guò)渡,然而,在目前實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,模數(shù)共存仍然是國(guó)內(nèi)視頻監(jiān)控的普遍現(xiàn)狀,這也就決定了智能視頻分析產(chǎn)品應(yīng)用的靈活性拓展?;谝曨l分析技術(shù)的視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)能有效地與模擬監(jiān)控系統(tǒng)或數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合,并可支持多級(jí)聯(lián)網(wǎng)的集中監(jiān)控管理結(jié)構(gòu)。
1.在模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
主要應(yīng)用在大型監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心,通過(guò)監(jiān)控中心矩陣主機(jī)切換視頻給視頻診斷服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)前端所有攝像機(jī)視頻信號(hào)的接入。在模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻輸入上,主要通過(guò)矩陣實(shí)現(xiàn)前端視頻的獲取,再按照輪詢的方式對(duì)每一路視頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)視頻故障立刻發(fā)出報(bào)警信息,提醒并通知相關(guān)人員進(jìn)行后期處理;同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)生成報(bào)表實(shí)時(shí)記錄檢測(cè)結(jié)果并以SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的方式存儲(chǔ),方便用戶查詢;用戶還可通過(guò)WEB的方式遠(yuǎn)程訪問(wèn)診斷服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)查看故障記錄(如圖1)。
2.在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的應(yīng)用
主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的中心控制平臺(tái),視頻信號(hào)由IP攝像機(jī)采集并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行牡闹鳈C(jī),視頻診斷系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)中心控制主機(jī)提供的接口獲取視頻數(shù)據(jù)。
在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中視頻的輸入上,主要通過(guò)中心的控制主機(jī)實(shí)現(xiàn)前端視頻的接入,再按照輪巡的方式對(duì)每一路視頻進(jìn)行診斷分析。當(dāng)發(fā)現(xiàn)視頻故障立刻發(fā)出報(bào)警信息,提醒并通知相關(guān)人員進(jìn)行后期處理;同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)生成報(bào)表實(shí)時(shí)記錄檢測(cè)結(jié)果并以SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的方式存儲(chǔ),方便用戶查詢;用戶還可通過(guò)WEB的方式遠(yuǎn)程訪問(wèn)診斷服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)查看故障記錄(如圖2)。
結(jié)束語(yǔ)
隨著行業(yè)應(yīng)用的深入,以及平安城市建設(shè)的具體落實(shí),大量監(jiān)控設(shè)備的普及提升了技防力量的同時(shí)也將給監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)作為智能視頻分析技術(shù)在安防系統(tǒng)維護(hù)中的典型應(yīng)用,其對(duì)前端視頻設(shè)備的有效監(jiān)測(cè),必定能夠更好的幫助相關(guān)人員應(yīng)對(duì)和處理突發(fā)事件,有效的保證視頻監(jiān)控的正常運(yùn)行,并為大型監(jiān)控系統(tǒng)的后期故障處理與維修提供絕對(duì)安全保障。