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)，又稱作基于目標的智能視頻監(jiān)控。它采用高清衛(wèi)星圖作為GIS界面，將系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的攝像機的智能視頻分析結(jié)果，有機地集成在基于高清衛(wèi)星圖的視頻監(jiān)控界面上，能簡單直觀地呈現(xiàn)目標信息，從而大幅提升用戶體驗。

GIS視頻監(jiān)控界面

當前，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)點是容易實現(xiàn)，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(jiān)控界面是對“井字格”式的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)一個有益的補充?；贕IS的視頻監(jiān)控界面的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：

1、便于用戶迅速理解全局安全態(tài)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(jiān)控區(qū)域的整體態(tài)勢。可以想象當有觸警事件發(fā)生時，監(jiān)控人員需要根據(jù)圖像不斷辨識目標的真實方位，既增加了監(jiān)控疲勞程度，又降低了監(jiān)控人員體驗滿意度，響應非常被動，其實這是視頻監(jiān)控行業(yè)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(tài)勢，例如目前監(jiān)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(tǒng)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(xiàn)的新功能：

新業(yè)務功能：對車輛脫離指定運動軌跡的監(jiān)控報警。

新的使用管理方法：通過GIS界面快速調(diào)閱、管理局部區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點，例如在某個關(guān)鍵部位用鼠標畫框或者點擊區(qū)域，自動彈出此區(qū)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(shè)置等。

高清衛(wèi)星圖的GIS監(jiān)控界面

當前主流的視頻監(jiān)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(wèi)星圖更為自然，同時也能產(chǎn)生更高級的應用。

目前電子地圖和智能視頻監(jiān)控的結(jié)合主要體現(xiàn)在當智能視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異常的時候，對應監(jiān)控區(qū)域可以通過閃動等形式表示觸警。但是這種觸發(fā)不夠精細，是一種“開關(guān)量”式的表達方式，對于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)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。

電子地圖可以理解為一種簡化了的衛(wèi)星圖。但是正是這些被簡化掉的信息，可以被用來在衛(wèi)星圖和監(jiān)控圖像之間通過數(shù)學方法，自動建立起一種匹配關(guān)系，從而可以使在攝像機中發(fā)現(xiàn)的目標信息在衛(wèi)星圖上準確標注出來。例如發(fā)現(xiàn)的目標運動軌跡可以轉(zhuǎn)換成目標在衛(wèi)星圖上的運動軌跡，從而可以將運動目標信息在衛(wèi)星圖上統(tǒng)一呈現(xiàn)出來。

將高清衛(wèi)星圖作為背景可以增強系統(tǒng)的真實感，更便于監(jiān)控人員理解和接受。同時，由于建立攝像機和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)劣的標準

美國安防界總結(jié)的安防至高境界是“Situational Awareness”，即態(tài)勢感知。從而提供“actionable”，即可操作的決策信息。一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)的價值主要體現(xiàn)在能否在觸警事件發(fā)生后的一段時間內(nèi)，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(jiān)控系統(tǒng)的常見要求。但是如果這些要求不能轉(zhuǎn)化成可操作的決策及應急措施，花巨資的系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)劣的根本標準。

當前視頻監(jiān)控的瓶頸

目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要應用模式還是“事后調(diào)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(shù)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(fā)展方向，但是現(xiàn)在也存在一些問題。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，這恰恰是目前監(jiān)控行業(yè)考慮比較少的一個問題。

監(jiān)視信息各自獨立?，F(xiàn)有的主流智能視頻監(jiān)控對每一路圖像分別進行智能分析，將分析結(jié)果推送給用戶。各攝像機資源沒有得到配合、協(xié)同。同一運動目標經(jīng)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(nèi)觸發(fā)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(jiān)控系統(tǒng)或僅在某一個攝像機觸發(fā)報警。由于時間短，監(jiān)控人員有可能來不及反應，從而丟失目標。

具有多攝像機協(xié)同功能的系統(tǒng)可以保持對觸警目標跨區(qū)域的持續(xù)跟蹤。從而成倍地增加對目標的監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)價值的標準，具有多攝像機協(xié)同功能的系統(tǒng)的價值是普通智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的好多倍。