智能监控系统
产品概述
视频监控系统对于社会的安全保障具有非常重要的意义。当前，在我们国家构建和谐社会和建设小康社会的进程中，安全越来越成为大众关心的热点。政府推动的“金盾工程”、“3111工程”、“平安城市”等工作无不体现了以人为本，构建和谐社会的理念。随着人民对安全的要求越来越高，需要监控的场所、地点越来越复杂多样，传统的监控系统已经不能满足人民日益扩大的需求，监控系统正逐步向智能化发展。 
智能监控系统正是在这种背景下产生的。本系统是由多位在智能控制、图像处理、模式识别领域内的专家或者博士，以及多位在软件开发领域有着多年工作经验的工程师合作开发完成的。 
本系统将传统监控系统的目视解释转变为自动解释，在基本不增加硬件投入的基础上，对原有监控系统进行了有益的扩展和补充。本系统采用先进的算法，使得系统的智能性大大提高，减少了对安放人员的依赖，提高了监控系统的可靠性.
传统监控的劣势和不足
监控设备自身的局限。由于技术上的原因，现有视频监控设备在大雨、大雪、大风等恶劣的气候影响以及树枝等无关物体的影响下都有可能引起误报警。而红外对射报警设备只能对一条线进行报警，无法实现大范围的监控。 
人为原因。传统监控系统主要采用以人防为主，物防、技防为辅的布防策略，技术防范的智能度不够，绝大多数情况下依赖于人的管理、决策和维护，对安防人员的素质要求较高。而目前而言，安防人员仍然是一个流动性很强的职业。这就必然要求公司对安防人员进行不断的培训，提高了系统维护的代价。同时，传统的监控系统在很大程度上依赖于安防人员的责任心，如果安防人员责任心不强，技术不过关，由于误操作或者盲目操作，监控系统就如同虚设。此外，安防人员往往要同时监控10多路视频，并连续工作8小时以上，而经实验证明，正常人只盯着一路视频看，大约半个小时后， 安防人员的注意力就将急剧下降，长时间紧盯屏幕，很容易造成安防人员视力下降，严重的情况下，甚至可能造成失明。因此即使安防人员非常敬业，也往往不能完成任务。 
维护困难，设备利用率不高。摄像机、红外对射等设备一般都需要人工检测排查故障，设备的维修替换都比较困难。而且由于缺乏智能处理能力，对于采集到的大量视频信息，传统监控设备不能进行较好的分析利用，造成资源浪费。 
智能监控系统的技术基础
智能监控系统采用了当前人工智能、机器学习、模式识别、计算机视觉等科技领域的最新成果，真正的实现了监控系统的智能化。 
1.实时背景建模 
我们提出并实现了一种基于图像运动时空特性的自适应背景建模算法，通过分析单个像素和整幅图像运动特征的变化规律，该算法可在景物改变、光照变化、摄像机位置改变，物体低速运动等条件下快速、准确地进行背景生成与更新。而且不同于传统的背景差方法，我们的背景建模是完全实时的，自适应，因此当用户摇动摄像机到新的位置后，经过不到十秒的时间，系统将自动生成新的背景。 
? 
动态场景下背景快速生成
2.准确的的目标检测
在背景实时更新的基础上，根据目标的颜色、梯度以及几何信息等特征的融合进行前景/背景分割。针对分割得到的初始前景像素，采用连通域分析算法对前景区域进行标记，利用填充算法进行空洞消除，从而为后续的精确跟踪打下基础。

目标检测
3.目标跟踪
在背景建模与精确分割的基础上，采用最近邻匹配的方法，融合距离、颜色、形状、大小、速度等特征进行数据关联，实现了多种典型场景下的实时多目标跟踪。针对复杂场景下的遮挡跟踪，利用物体颜色、形状、大小的恒常性，我们也开发了相应的算法和解决方案，取得了满意的效果。 

目标跟踪
智能监控系统的优势和特点
本系统除了具有传统监控系统的基本功能外，还具有如下优势。 
智能性。当前市场上的监控系统几乎都是由监控摄像机（DVR）、监控摄像机阵列和视频录像设备所构成。这种系统中的功能仅仅限于提供监控场点的视频图像并加以存储以备事后分析之用。当安全威胁升级时，这种陈旧的系统将无法满足安防的需求。对复杂和危险情况做出快速、有效的响应已成为一个很紧迫的需求。很明显，这种需求是不能靠简单地安装更多的摄像头或配备更多的显示器所能提供的。只有智能化的监控系统才更能胜任这样的工作。 
系统的智能性主要表现在以下几个方面： 
集成智能视频处理功能，使得自动检测、监控、跟踪人员、车辆、物体、动作成为可能； 
集成智能场景分析功能，对非正常事件（如扔下、放置物体，不正常的行为动作，非法进入等）做出报警； 
异常报警功能，目前市场上的一些监控系统虽然也实现了非常简单的报警功能，但是他们的报警区域往往是固化在硬件中，而且无报警规则（无论正常异常都会报警），而我们的报警区域可以任意制定，报警规则可以人工制定（如某些区域只允许单项通行，某些区域禁止进入等），而且可以通过报警规则的复合形成更为复杂的报警规则。 
图像报警，系统智能判断、辨认出可疑目标后，在监控图像画面内用红色边框标出报警对象并发出语音报警来提示用户，避免了人员监控时由于疲劳、分神造成的疏漏； 
自动存储 系统按时间顺序自动将相应的视频信息存储到计算机硬盘。 
更高的可靠性和可用性。传统的监控绝大多数操作都依赖于人的判断和决策，很大程度上依赖于人的自觉性。由于人的眼睛不能长时间紧盯屏幕，并且每个人监控的屏幕数量也有限，因此很多情况下监控系统不能起到应有的作用。智能监控系统将目视解释转变为自动解释，利用计算机对视频信息进行处理，充分利用了系统地视频资源，并根据分析结果做出判断和决策，避免了漏判的可能，在很大程度上减少了人为依赖，使监控系统具有了更高的可用性和可靠性，提高了设备的利用效率。 
全天候。实际监控系统必须是24小时不间断监控的，而要达到这个要求，需要解决的主要难点就是夜间场景下的准确目标检测。借助环境光源，本系统可以在夜间环境下实时鲁棒地检测出运动目标，并实施跟踪，在没有环境光源的情况下，系统可以加装辅助红外光源，这样即使在极低照度的情况下，系统也可以不间断使用。 
大范围。一般的监控系统，虽然可能安装了许多的摄像头及矩阵，但是他们并没有实现真正意义上的大范围监控，这主要是他们的摄像头之间没有任何联系，因此装再多的摄像头，用户看到的也只是一个个孤立的点。而我们的智能监控系统拥有如下功能： 
智能电子地图 对大范围场景监控的要求，采用智能电子地图，使得安防人员对整个社区的情况可以有更形象更直观的了解，可以让安防人员不仅能够更确切的知道报警摄像头具体所在的位置，而且能了解到报警摄像头监控范围内的活动情况，这样使得使摄像机之间形成了一个统一的相互联系的整体监控平台。 
主从摄像机联动工作? 当固定的摄像机检测到异常情况后，将报警位置传递给主程序，主程序控制快速球极摄像机摇动到相应的位置，得到触发报警嫌疑人的细节信息，更好为将来的取证工作服务。 
可定制，更灵活。随着监控范围的扩大，监控的对象越来越复杂，客户的要求千差万别，我们可以根据客户的需要通过对特定图像的分析，实现客户要求的特定的功能。 
更易扩展和维护。在基本上不增加或更换硬件设备的情况下，可以通过对软件的升级，为系统提供更多的功能，并且不对原来的系统产生影响。在发生设备故障（如无信号，运行不稳定）时，可由系统自行判断，发出报警并通知相关的人员来维护，减少了人工排查检测时间，提高了工作效率。 
成功应用
本系统功能强大、技术先进，已在下述领域得到成功应用。 
1.交通管理 
智能视频监控系统能及时提供各路段的车辆流量和路况信息，记录违章车辆，以便实现准确快速的交通指挥调度，达到充分利用现有的道路资源，提高突发交通事故的处理能力，从而为人们的出行提供快捷舒适的交通服务。同时，通过智能化的视频监控体系，能给路上行车提供实时的汽车驾驶、控制参考，避免严重的交通事故。 
2.社会治安中的监控 
智能视频监控系统可以在多摄像机条件下，在大范围内对可疑人员进行连续长距离的跟踪，让罪犯无从下手，无处可逃。不仅可以实现实时、主动的监控，而且可以大大降低人力、物力的投入。 
3.城市轨道交通的智能监控 
轨道交通中的应用分为两个部分，一个是在站台和行人区的行为监控，这涉及到站台上的黄线报警和监控，行人行为异常监控等具体功能的实现；另一个是轨道区的异常监控，这涉及到行人翻越轨道、设施器材的搬迁和异常变动（诸如偷盗等行为）等等。 
4.数字监狱中的监控与区域管理 
监狱中的智能监控主要包括行为禁区管理，诸如监狱围墙附近的行为监控（这可以防止犯人长时间的接近围墙和一些越墙行为的发生），犯人聚众密谈（多个犯人长时间短距离接触）监控，犯人袭警行为预测分析与监控（犯人跨越警戒线）等。 
5.高档小区 
住宅小区的智能监控主要包括小区周界防范，视频烟雾检测，人脸识别门禁等。此项目是与其他公司合作研究开发的成果。