面向智能视频分析的网络视频监控系统软件设计与实现

面向智能视频分析的网络视频监控系统软件设计与实现

王莱宁

王莱宁

山东衍博智能化工程有限公司山东济宁272000

摘要：随着不断快速发展的科学技术，视频监控系统已经从第一代模拟建立系统逐渐发展为第二代与第三代。由于视频监控系统在我国社会生产与生活中具有极其重要的意义，并且为确保能够充分的满足社会市场的发展与人们的生活安全需求，以及节省大量的监控人力与财力的成本，研究与创新智能化的数字视频监控系统变得至关重要。因此新型的智能化数字视频监控系统，能够充分的弥补传统的模拟视频监控系统的不足之处，从而确保有效的对视频监控系统的安全性与高效性进行大幅度的提高。

关键词：智能视频分析；视频监控

1智能视频监控技术的优势

在智能视频监控系统当中，其具有非常快的反应时间，从而使得响应的速度得到了大大的提升。对使得报警的及时性得到了大大的提高，也能够实现全天候24小时的监控，通过智能视频的应用，对所存在的安全威胁问题能够及时的发现，可以将报警传递到监控中心当中。一旦安全威胁问题发生的话，能够及时的将情况向安全人员进行报告，利用报警信号的发射，为安全人们对监控画面的关注进行提醒，就能够在最短的时间之内对所存在的不安全时间进行有效地解决。而且利用这样的方式，可以使得报警的准确度得到大大的提升，对于存在的误报或者是漏报情况进行合理有效地控制。利用相关高级智能算法，对一些突发事件实现准确的定义。对于某些重点区域，在监控的过程中，范围也更加广泛，速度也更快，对于目标移动物体能够更为便捷的进行跟踪，从而达到主动监控的目的。

2监控视频分析现状

要达到用机器分析所监控视频内容，自动进行相应的控制。其中有一个重要环节，即“智能分析”，即在不需要或很少人工干预的情况下，对视频内容进行处理和分析，得到相应的结论，为控制单元的操作提供依据。近十余年来，如何在模仿视觉的基础上进一步模仿人脑功能，使现有的监控系统具有分析的智能已成为研究和开发的热点问题。系统智能的出现，使传感的内容、含义具有了主观“感觉”，能够给出分析、判断和结论，而并非只是对传感对象的物理量做简单的记录。目前在监控领域，“智能分析”已经获得不少比较成功的结果，如对摄像机的自动保护，对入侵目标的检测和跟踪，对简单的人群、车流等目标的正常和异常行为的判断等。这些相对简单的成绩。可看着智能化视频分析的个良好开端，当然，智能视频监控能够做到的远不至这些，今后它可以帮我们做更多更复杂的处理。目前，许多称之为“智能视频分析”的设备和系统实际上远未能达到智能化的口标，需要完全或部分的人工干预，除了需克服常规视频分析中的不利影响因素以外，如光照变化的无常、目标的运动和遮挡、目标/背景/阴影相互影响等，在智能化视频分析中还存在，系列关键问题需要解决，如在视频分析中自主实现目标图像的特征建模，并保持建模的多样性；在有监督学习时训练样本的选取和标注，无监督学习时的准确聚类；卷积深度学习时卷积核、池化方法的选取，输出层的设计；沉重计算负担的降低，使之适应实时、在线应用等。

3分析系统软件设计

（1）视频稳定模块。视频稳定模块，就是对摄像机起到稳定作用，减少抖动所带来的影响，以此来避免跟踪结果的误差。视频稳定的本义是筛选背景特征后，对其加以匹配，得出位移，位移方向或是水平或是垂直，这是对视频进行实时补偿的体现。

（2）背景提取。智能视频分析运动的目标检测算法共有三种，分别是光流法、背景差分法和帧间差分法。背景提取指的是在保证时间t不变的情况下，观察固定像素，得出统计可能性，从而建立一个场景模型，且是基于像素点的。在本次研究中，我们主要采用了Stauffer和Grimson的多高斯分布两种背景提取方法。

（3）图像形态学操作。在生成图像差异后，还需要对其进行二值化，得出大概的图像前景轮廓图。但轮廓图需要经过二次清理，例如将某些独立的像素或噪声移除、连接临近的像素，通过图像闭运算操作便可以完成这些操作。

（4）连通区域。连通区域指的是连接所有相邻的像素，并对它们进行标记后计算。标记，位址，大小都属于连通区域的范畴，这些因素传至跟踪算法后，再做进一步处理。

（5）多假设跟踪算法。多假设跟踪的算法的目的在于将t时刻的二值化前景和t-1时刻的二值化前景建立起对应的关系。这属于一个基本问题，涉及到数据之间的关联，在本次研究中，我们就用到了其中的多种特征进行关系建立。

（6）三维校正。由于多假设跟踪算法是基于像素点的，该种算法的输出都是虚设单位，如大小、速度、高度等。此时可以利用摄像机，对其参数进行设置，如视角、像机高度和倾斜角，从而建立起一个三维转化关系，打破了二维的限制，通过这种方法将跟踪算法的输出转化成现实单位。

4系统软件设计与实现

（1）智能视频分析实现。智能视频分析具有两个模块，一是智能视频分析，二是视频编码与发送。视频分析模块接收到原始视频后，先对其进行解复用，得出单路视频标记通道ID，然后将空buffer返到采集线程环节，根据通道ID的不同，对视频原始数据进行处理，此时注意不可一同处理，要按照智能分析算法和规则实行；视频编码与发送模块是通过DSP进行实时的H.264编码，然后形成NAUL数据，此时要用到RTP流媒体，对NAUL数据进行实时传输协议封装，从而建立起相应的传输链路，其后要创建socket，最后按照组播的方式，将RTP数据包发送到网络。

（2）客户端监控实现。随着Internet技术的蓬勃发展，B/S模式的视频服务机制应运而生，它本质上具有较强的先进性，对C/S服务机制起到良好的改进作用。其利用了先进的开发技术，管理性优越，维护起来也较为简单，因此在视频监控系统中得到了广泛应用。

结束语：

总的来说，在当前的实际应用过程中，智能视频技术得到了良好的应用，通过相关技术的使用，可以使得视频监控的工作效率得到大大的提升，使其发挥更大的作用。

参考文献：

[1]吴为滨，孙宝贵，李逢林，张丹.基于人脸识别的智能监控系统的技术分析[J].电子制作，2016（24）：9.

[2]王诗军，麦媛玲，易韶锋.关于视频监控系统运维管理的思考[J].广东公安科技，2016，24（03）

[3]李可先.计算机智能视频监控系统技术研究[J].信息与电脑（理论版），2016（18）：64-65.