基于高清衛(wèi)星圖GIS的智能視頻監(jiān)控技術(shù)

本文介紹一種在國(guó)際上新出現(xiàn)的基于高清衛(wèi)星圖的智能視頻監(jiān)控技術(shù)，又稱(chēng)作基于目標(biāo)的智能視頻監(jiān)控。它采用高清衛(wèi)星圖作為GIS界面，將系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)的智能視頻分析結(jié)果，有機(jī)地集成在基于高清衛(wèi)星圖的視頻監(jiān)控界面上，能簡(jiǎn)單直觀地呈現(xiàn)目標(biāo)信息，從而大幅提升用戶(hù)體驗(yàn)。

GIS視頻監(jiān)控界面

當(dāng)前，主流的視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)，讓用戶(hù)直接看到最原始的視頻信息。但是這些視頻信息無(wú)不缺乏全局性，而GIS視頻監(jiān)控界面是對(duì)“井字格”式的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)有益的補(bǔ)充?；贕IS的視頻監(jiān)控界面的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

1、便于用戶(hù)迅速理解全局安全態(tài)勢(shì)，判斷觸警位置，快速制定響應(yīng)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(jī)圖像都被顯示，但由于攝像機(jī)點(diǎn)位、觀察角度甚多，用戶(hù)仍難以快速理解或判斷監(jiān)控區(qū)域的整體態(tài)勢(shì)?？梢韵胂螽?dāng)有觸警事件發(fā)生時(shí)，監(jiān)控人員需要根據(jù)圖像不斷辨識(shí)目標(biāo)的真實(shí)方位，既增加了監(jiān)控疲勞程度，又降低了監(jiān)控人員體驗(yàn)滿(mǎn)意度，響應(yīng)非常被動(dòng)，其實(shí)這是視頻監(jiān)控行業(yè)的普遍問(wèn)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(jiǎn)單疊加，它可以幫助用戶(hù)提煉理解全局態(tài)勢(shì)，例如目前監(jiān)視的目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)等，以便更及時(shí)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(tǒng)一操作平臺(tái)。除了視頻圖像以外，GIS界面可以方便地集成GPS、門(mén)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(shí)現(xiàn)的新功能：

新業(yè)務(wù)功能：對(duì)車(chē)輛脫離指定運(yùn)動(dòng)軌跡的監(jiān)控報(bào)警。

新的使用管理方法：通過(guò)GIS界面快速調(diào)閱、管理局部區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)，例如在某個(gè)關(guān)鍵部位用鼠標(biāo)畫(huà)框或者點(diǎn)擊區(qū)域，自動(dòng)彈出此區(qū)域及相鄰位置的攝像機(jī)圖像。在GIS界面上快速制定報(bào)警策略，而不必在每個(gè)攝像機(jī)中逐個(gè)進(jìn)行設(shè)置等。

高清衛(wèi)星圖的GIS監(jiān)控界面

當(dāng)前主流的視頻監(jiān)控GIS界面采用類(lèi)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(wèi)星圖更為自然，同時(shí)也能產(chǎn)生更高級(jí)的應(yīng)用。

目前電子地圖和智能視頻監(jiān)控的結(jié)合主要體現(xiàn)在當(dāng)智能視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異常的時(shí)候，對(duì)應(yīng)監(jiān)控區(qū)域可以通過(guò)閃動(dòng)等形式表示觸警。但是這種觸發(fā)不夠精細(xì)，是一種“開(kāi)關(guān)量”式的表達(dá)方式，對(duì)于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡等信息無(wú)法表示，自然也就不能表達(dá)自動(dòng)跟蹤等高級(jí)功能。

電子地圖可以理解為一種簡(jiǎn)化了的衛(wèi)星圖。但是正是這些被簡(jiǎn)化掉的信息，可以被用來(lái)在衛(wèi)星圖和監(jiān)控圖像之間通過(guò)數(shù)學(xué)方法，自動(dòng)建立起一種匹配關(guān)系，從而可以使在攝像機(jī)中發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)信息在衛(wèi)星圖上準(zhǔn)確標(biāo)注出來(lái)。例如發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡可以轉(zhuǎn)換成目標(biāo)在衛(wèi)星圖上的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而可以將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息在衛(wèi)星圖上統(tǒng)一呈現(xiàn)出來(lái)。

將高清衛(wèi)星圖作為背景可以增強(qiáng)系統(tǒng)的真實(shí)感，更便于監(jiān)控人員理解和接受。同時(shí)，由于建立攝像機(jī)和GIS的匹配關(guān)系需要衛(wèi)星圖，所以使用衛(wèi)星圖不是錦上添花，而是必須的。

衡量監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)安防界總結(jié)的安防至高境界是“Situational Awareness”，即態(tài)勢(shì)感知。從而提供“actionable”，即可操作的決策信息。一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)值主要體現(xiàn)在能否在觸警事件發(fā)生后的一段時(shí)間內(nèi)，為用戶(hù)提供及時(shí)、有效和可操作的信息。

攝像機(jī)點(diǎn)位合理充足、圖像清晰、電視墻壯觀、智能分析誤報(bào)率低等等，這些都是客戶(hù)對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的常見(jiàn)要求。但是如果這些要求不能轉(zhuǎn)化成可操作的決策及應(yīng)急措施，花巨資的系統(tǒng)可能就是一個(gè)形象工程。所以信息的“可操作性”是衡量視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)劣的根本標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)前視頻監(jiān)控的瓶頸

目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要應(yīng)用模式還是“事后調(diào)查取證”，是亡羊補(bǔ)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(guò)濾掉絕大多數(shù)的無(wú)用信息，將有用信息推送到用戶(hù)面前。智能視頻分析是一個(gè)非常有潛力的發(fā)展方向，但是現(xiàn)在也存在一些問(wèn)題。本文主要關(guān)注如何將智能視頻分析的結(jié)果有效呈現(xiàn)給用戶(hù)，這恰恰是目前監(jiān)控行業(yè)考慮比較少的一個(gè)問(wèn)題。

監(jiān)視信息各自獨(dú)立?，F(xiàn)有的主流智能視頻監(jiān)控對(duì)每一路圖像分別進(jìn)行智能分析，將分析結(jié)果推送給用戶(hù)。各攝像機(jī)資源沒(méi)有得到配合、協(xié)同。同一運(yùn)動(dòng)目標(biāo)經(jīng)過(guò)多個(gè)攝像機(jī)視野會(huì)被報(bào)告為多個(gè)獨(dú)立的錄像片段。由于每個(gè)攝像機(jī)觸警條件不同，當(dāng)物體在一個(gè)攝像機(jī)視野內(nèi)觸發(fā)報(bào)警，運(yùn)動(dòng)到其它攝像機(jī)視野的時(shí)候，很可能被視作為正常的運(yùn)動(dòng)物體。所以主流智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)或僅在某一個(gè)攝像機(jī)觸發(fā)報(bào)警。由于時(shí)間短，監(jiān)控人員有可能來(lái)不及反應(yīng)，從而丟失目標(biāo)。

具有多攝像機(jī)協(xié)同功能的系統(tǒng)可以保持對(duì)觸警目標(biāo)跨區(qū)域的持續(xù)跟蹤。從而成倍地增加對(duì)目標(biāo)的監(jiān)控時(shí)間。大大提高決策的準(zhǔn)確性和有效性。如果將對(duì)觸警目標(biāo)的跟蹤時(shí)間作為考核一個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)，具有多攝像機(jī)協(xié)同功能的系統(tǒng)的價(jià)值是普通智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的好多倍。