◆張 義 季東杰 肖 朋 錢文哲

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智能視覺監(jiān)控技術(shù)在國防工程中的應(yīng)用與研究

◆張 義 季東杰 肖 朋 錢文哲

（中國人民解放軍62319部隊 北京 102417）

隨著城市擴(kuò)建、旅游開發(fā)以及信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，國防工程軍事設(shè)施安全受到嚴(yán)重威脅，特別是一些暴露的附屬設(shè)施，為維護(hù)管理帶來了極大挑戰(zhàn)。智能視覺監(jiān)控技術(shù)能很好地對國防工程監(jiān)控場景實時監(jiān)控，通過視頻檢索、圖像處理、目標(biāo)跟蹤，進(jìn)而實現(xiàn)預(yù)警、報警，提高工程安全防范能力和作戰(zhàn)指揮效能。

智能視覺監(jiān)控；圖像處理；信息獲取；國防工程

0 引言

現(xiàn)代社會的突發(fā)事件和異常事件越來越多，對于國防工程比較敏感軍事重地的安防監(jiān)控越來越難，特別是不能對發(fā)生的異常事件做出及時反應(yīng)。智能視覺監(jiān)控技術(shù)可以對國防工程進(jìn)行全天候、自動的、實時的監(jiān)控，由“事后查詢”變成“預(yù)警”，由“被動”變“主動”，在第一時間提供實時報警，最大限度提高工程安防能力。

1 智能視覺監(jiān)控技術(shù)平臺

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)由前端設(shè)備、傳輸信道、控制設(shè)備和記錄/顯示設(shè)備構(gòu)成。如圖1所示。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

智能視覺監(jiān)控設(shè)備是該系統(tǒng)的中樞，有視頻監(jiān)控主機(jī)、矩陣切換主機(jī)/視頻切換器、視頻分配器/畫面分割器/圖像處理器、解碼器、編碼器等設(shè)備。

1.2 智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)，就是通過對攝像機(jī)拍錄的圖像序列進(jìn)行自動分析，對國防工程內(nèi)外部動態(tài)場景中的入侵目標(biāo)進(jìn)行定位、識別、跟蹤和報警，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷被鎖定目標(biāo)的行為。

Step1：運動檢測 就是從序列圖像中將變化區(qū)域從背景圖像中提取出來，運動區(qū)域的有效分割對于目標(biāo)分類、跟蹤和行為理解等后期處理都非常重要。

Step2：目標(biāo)分類 就是從檢測到的運動區(qū)域中將對應(yīng)于人、行車、飛鳥的運動區(qū)域提取出來，便于跟蹤和行為分析。

Step3：目標(biāo)跟蹤 就是對在連續(xù)的圖像幀間創(chuàng)建基于位置、速度、形狀、色彩等有關(guān)特征的運動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，通過建立概率預(yù)測模型②，預(yù)測目標(biāo)未來可能出現(xiàn)的區(qū)域。

Step4：行為理解與描述 就是對目標(biāo)的運動模式進(jìn)行分析和識別，并用自然語言進(jìn)行描述，判斷目標(biāo)行為動向。

Step1、Step2、Step3是低層、中層處理部分，Step4是高層處理部分，是對運動目標(biāo)進(jìn)行分析和識別，辨析目標(biāo)性質(zhì)好壞，是否存在安全隱患因素，達(dá)到防范目的。

1.3 智能視覺監(jiān)控技術(shù)優(yōu)點

減輕保障人員的勞動強(qiáng)度，大大提高監(jiān)控效率；克服由于保障人員的疲勞等造成的監(jiān)控漏洞所帶來的安全隱患；在異常情況發(fā)生及時做出反應(yīng)，解決互聯(lián)互通性。

2 智能視覺監(jiān)控技術(shù)在國防工程中的應(yīng)用

國防工程是保障平時演習(xí)與戰(zhàn)時各級機(jī)關(guān)實施高效指揮的工程，工程設(shè)施系統(tǒng)龐大、建設(shè)項目投資巨大、地位重要責(zé)任重大，能否保護(hù)好設(shè)施設(shè)備，提高工程全壽命周期，直接關(guān)系到指揮順暢、戰(zhàn)爭勝負(fù)、國家安全。智能視覺監(jiān)控技術(shù)能對進(jìn)出工程的道路、洞口及工程外的附屬設(shè)施和工程內(nèi)的重要場所、關(guān)鍵點位實施有效監(jiān)控。

2.1 變焦跟蹤、自動報警

當(dāng)監(jiān)視區(qū)內(nèi)有移動目標(biāo)，變焦鏡頭攝像機(jī)或云臺即可自動旋轉(zhuǎn)跟蹤目標(biāo)，記錄目標(biāo)的視頻軌跡，進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域內(nèi)時，系統(tǒng)自動報警并顯示“闖入”。如圖2、圖3所示就是設(shè)備運行工作的全過程。若無移動目標(biāo)，系統(tǒng)只監(jiān)視不錄像，可以節(jié)約大量硬盤記錄空間和方便事后快速查詢。這種方法主要用于國防工程外部的道路、戰(zhàn)備井、加油站等附屬設(shè)施及洞口。優(yōu)點：便于隱蔽監(jiān)視區(qū)和夜間禁區(qū)的監(jiān)視和尋找特定目標(biāo)。

圖2 發(fā)現(xiàn)目標(biāo)

圖3 跟蹤目標(biāo)

2.2 進(jìn)入警戒線監(jiān)控

在特殊時期，按時段設(shè)定警戒線，自動識別跨越警戒線的相關(guān)人員并記錄影像資料，實施隱蔽監(jiān)控。以作戰(zhàn)指揮室為例，這種方法主要用于國防工程的控制中心、核心區(qū)域、重點部位。

2.3 重要文件監(jiān)控

主要用于監(jiān)控國防工程重點區(qū)域內(nèi)文件是否被人偷窺或物品發(fā)生被盜現(xiàn)象。監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的人員走動不會觸發(fā)報警；當(dāng)人員翻閱、移動文件時，系統(tǒng)開始自動記錄并保存影像資料，但系統(tǒng)不會報警；當(dāng)文件、物品離開原來位置超過設(shè)定的時間后沒有歸位即觸發(fā)系統(tǒng)報警。

2.4 指定區(qū)域監(jiān)控

主要是用于監(jiān)控特定區(qū)域或指定外來施工人員區(qū)域。若目標(biāo)對象在特定或指定區(qū)域內(nèi)時，系統(tǒng)不會報警；若目標(biāo)對象擅自離開指定區(qū)域，系統(tǒng)就會自動報警。

3 結(jié)束語

目前，國際環(huán)境復(fù)雜多變，局部戰(zhàn)爭屢屢發(fā)生，國內(nèi)社會安穩(wěn)形勢不容忽視。隨著手機(jī)等智能電子產(chǎn)品更新?lián)Q代快、隱蔽性強(qiáng)，這些都對國防工程的安防保障造成了威脅，加強(qiáng)國防工程信息安全防護(hù)尤為重要，要引起足夠重視。

[1]鄧澤國編著.安防視頻監(jiān)控實訓(xùn)教程（第2版）.北京：電子工業(yè)出版社，2016.

[2]張美金，崔健.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動目標(biāo)跟蹤的預(yù)測模型.計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2014.

[3]葉賈寧，吳學(xué)智. SIP在視頻監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)互通中的應(yīng)用研究.艦船電子工程，2010.

[4]林高松.現(xiàn)代信息技術(shù)與軍事后勤應(yīng)用.北京：金盾出版社，2015.

[5]韋崗等.通信系統(tǒng)建模與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[6]李曙東，王運峰.指揮行貨系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.