视频监控技术培训材料

2007.04.19 视频监控技术培训 视频监控应用的报道 摘自 人民邮电报 广州飞车党闹市抢劫 警方视频监控抓获 (图 ) 2006-12-21 00:47:39 来源 : 信息时报 核心提示：昨天上午 11时 30分，广州一摩托车飞抢女子提包被警方利用视频监控拍下，便衣警察现场抓获两名犯罪嫌疑人，为女事主挽回逾万元的损失。 摩托车朝目标女子开去。 摩托车飞抢目标女子提包。 摩托车得手后，很快被布控的便衣警察擒获 视频监控应用的报道 视频监控应用的报道 监控系统应用的范围 视频监控就在我们的身边 , 为我们的生活提供更多安全的服务 . 视频应用时代的到来 我们面临巨大的商机 人类的进化 猿人 石器时代 资讯时代 安防监控系统的演变 保卫 监控 模拟录像 数字录像 中央控制管理的监控系统 视频监控的演变 从人防 技防 从模拟 数字 从单点 中央管理的集中联网监控 视频监控的演变 视频监控技术的发展历程 模拟 监控 1 基于模拟闭路 电视监控系统 2 3 数字 监控 网络 监控 基于 DVR、小范围监控系统 基于宽带网络、全数字监控系统 1、单监控中心 2、传输距离受限 3、监控范围小 1、传输距离受限 2、开放性一般 1、组网简单灵活 2、传输距离不受限 3、开放性好 4、大容量 90年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统。以模拟矩阵切换主机为中心，配合监视器和相应的辅助设备构成一个监控平台。 系统优点 系统缺点 低延时，具有最佳的实时性； 系统成闭路结构，安全性较高； 信号清晰，图象处理过程简单。 范围小，扩展性差，如升级可能需要重新构建新系统； 系统独立，联网难度大，无法形成有效的报警联动； 图象只能本地存储。 第一代：模拟视频监控系统 CCTV系统主要由前端，后端和传输三大部分构成。 后端（监控室内） 传输 前端 电 视 墙矩 阵键 盘视 频 分 配 器磁 带 录 像 机短 距 离中 距 离长 距 离光 端 机双 绞 线 传 输 器光 端 机双 绞 线 传 输 器第一代：模拟视频监控系统示意图 90年代中期以后，出现了数字视频监控系统，第二代监控技术的传输部分基于模拟信号，存储部分采用数字数据，可以由硬盘录象机实现以数字信号为基础的视频切换。 系统优点 系统缺点 本地可以实现与第一代一样的实时效果； 存储数字化，可通过网络实现录象回放或实时监控； 通过硬盘录象机可有效与其他监控系统联网。 应用的灵活性较好 硬盘录象机的性能限制了系统网络化应用； 无法与其他应用系统形成交互； 难于构建电信级的超大型监控平台。 第二代：数字视频监控系统 门禁自动关闭 脚踏开关 烟感探头 红外探头 震动分析仪 IC卡读卡器 双鉴探头 门禁 音频检测器 灯光 报警喇叭 报警输入 音频输入 视频输入 报警输出 硬盘录像机 第二代：数字视频监控系统示意图 第三代监控技术完全建立在全数字信息上，以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色 ， 是监控技术的发展趋势，具备构建电信级监控平台的基础。 系统优点 系统缺点 组网方式灵活多样，可充分利用现有的网络资源。 可以实现本地 /异地分布式存储； 可与其他信息系统交互； 良好的扩展性，可以构建电信级超大型的监控平台； 具备良好的管理功能，可实现包括计费在内的电信级运营能力。 采用多种保障手段，安全性高 与模拟系统相比，视频质量欠佳，时延稍大； 设计复杂，在发展初期安装维护跟不上要求。 第三代：网络视频监控系统 第三代：网络视频监控系统示意图 报警探头 报警喇叭 采集点 1 P O W E R F A U L T D A T A A L A R M摄像机及云台 采集点 n 视频编码器 客户监控点 1 磁盘阵列 中心存储服务器 中心管理服务器 网络视频监控平台 主控制台 数字显示墙 （电视墙） 客户监控中心 2M / LAN / ADSL 2M / LAN / ADSL 100/1000M 10/100M LAN / ADSL ChinaNet/客户专网 报警探头 报警喇叭 采集点 1 P O W E R F A U L T D A T A A L A R M摄像机及云台 采集点 n 视频编码器 客户监控点 N 副控制台 网络视频监控系统的应用 自动抓拍违章车辆的车牌，并识别出车牌号码。 识别停车场的异常情况，比如，行人在停车场逗留时间过长，并大范围游荡；车辆在停车场停放时间过长；停车场内超速，等等。 在公共场所和交通要道口，抓拍、识别人脸特征，对比罪犯照片；识别异常人体动作；发现人群异常拥挤情况、车辆拥堵情况。 在商场内，统计顾客购买行为，以便于市场调查。 老板在北京的办公室，甚至家中就可以查看分布于全国的连锁店是否在按照业务规范进行经营。 当顾客对服务进行置疑时，可以方便地调阅当时的视频图像。 当业务出了差错时，可以通过查看视频图像查找原因。 有人进入了你的汽车，报警信息和视频图像会及时发往你的手机。 三代系统的对比 比较项目 第一代监控 第二代监控 第三代监控 监控范围 小 小 广 组网难度 单独组网，复杂 复杂 简单 查看方式 传统监控中心 PC 网络访问、随时随地 信息共享 差 一般 好 远程管理 无 差 好 系统管理 手工管理、复杂 分散 远程、集中统一 录像保存 磁带 硬盘 分级存储 安全性 差 一般 好 多级网络视频监控系统 远程控制功能 IP网络 摄像机 云台 编码器 PC 遥控键盘 解码器 图像浏览 云镜控制 灯光控制 配置管理 录像存储功能 前端存储 中心集中存储 客户端存储 视 频 监 控 网互 联 网 / V P N访 问 客 户 端1 0 M / 1 0 0 M 专 线 / V P N报 警 输 出采 集 点 1摄像机及云台采 集 点 n全 球 眼 视 频 服 务 器（ 本 地 录 像 ）.报 警 输 入P O W E R F A U L T D A T A A L A R M监 控 点网 络 存 储 单 元视 频 分 发 单 元中 心 管 理 服 务 器客 户 监 控 中 心数 字 矩 阵控 制 台数 字 显 示 墙（ 电 视 墙 ）网 络 存 储 单元报 警 输 出采 集 点 1摄像机及云台含可移动摄像机采 集 点 n全 球 眼 视 频 服 务 器（ 本 地 录 像 ）.报 警 输 入P O W E R F A U L T D A T A A L A R M监 控 点互 联 网 / 专 线 / V P N.互 联 网 / 专 线 / V P N监 控 管 理 平 台录像触发方式 实时录像 自动录像 手动录像 报警录像 抽帧录像 报警联动功能 可外接报警输入设 备如红外探头 、 紧急 按钮等 。 可外接直接报警输 出设备 。 完成报警信息联动控制 ， 即当前端发生报警出现警情时 ， 前方图像可以自动在指定的监视器弹出 ， 并发送给指定的管理员 。 电子地图（ GIS）应用功能 电子地图（ GIS） 视频检索功能 基于内容的视频检索 基于内容的信息检索（ Content-Based Retrival）是一种新的检索技术，是对多媒体对象的内容及上下文语义环境进行检索，如对图像中的颜色、纹理，或视频中的场景、片断进行分析和特征提取，并基于这些特征进行相似性匹配。 目前视频监控系统的发展特点 前端 一体化 监控系统前端一体化意味着多种技术的整合、嵌入式构架、适用和适应性更强以及不同探测设备的整合输出。为系统集成化奠定了基础。 视频 数字化 视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中 心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统 与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义 。 监控 网络化 视频监控系统的网络化意味着系统的结构将由集总式向集散式系统发展，集散式系统采用多层分级的结构形式，组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。 系统 集成化 系统集成化正是由于构建系统的各子系统均实现了网络化和数字化，特别是使视频监控系统与弱电系统中其它各子系统间实现无缝连接，从而实现了在统一的操作平台上进行管理和控制。 管理 智能化 采用计算机为控制中心，通过系统软件实现控制界面的可视化，控制环境的多媒体化，可以方便地实现对视频切换、音频切换、镜头云台控制、报警输入、联动输出录象的智能化控制，进而达到对事件的分析、统计、处理，实现视频监控的智能化管理。 视频监控技术发展方向 视频质量清晰化 随着数字图像采集性能的大大提高，终端显示的能力也相应有了进步，HDTV的视频已经达到 1280X720、 1920X1080，因此今后视频监控的图像质量主流将会达到高清晰电视的水平。这极大的保证了城市视频监控联网中图像的清晰度。 监控系统无线网络化 随着各种无线网络的日趋普遍，第三、四代移动通信在技术上已经成熟。高清晰、全嵌入式、支持各种无线、有线接入方式的移动无线视频监控成为新一代的视频监控系统的发展方向。 终端小型化，移动化，便携化 监控终端的移动化、小型化一直是视频监控用户的追求。手机、 PDA、便携电脑等均往智能型终端方向发展，成为重要的监控终端载体。 视频监控系统存在的问题 人类自身的弱点和设备性能不够导致报警精确度差，误报和漏报现象多 报警响应时间长 实时监控资源不够 录像数据分析困难 设备人工管理麻烦 不同厂家的产品和技术需要进一步整合 什么是智能视频监控 智能视频监控 （ IVS Intelligent Video Surveillance）是基于计算机视觉技术对监控场景的视频图像内容进行分析，提取场景中的关键信息，并形成相应事件和告警的监控方式，是新一代基于视频内容分析的监控系统。 如果把摄像机看作人的眼睛，而智能视频监控系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频监控技术借助计算机强大的数据处理功能，对 视频画面中的海量数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。 智能视频监控的优势 24x7全天候可靠监控 大大提高报警精确度 大大提高响应速度 有效利用和扩展视频资源的用途 智能视频监控具备的功能（一） 1) 周界警戒及入侵检测：在复杂的天气环境中（例如雨雪、大雾、大风等）精确的侦测和识别单个物体或多个物体的运动情况并进行运动轨迹跟踪，包括运动方向、运动特征等； 2) 物品被盗或移动检测；当监控场景中的物体被盗和移动，算法将自动检测这种动作，常用于贵重物品和关键设备的监控。 3) 遗留、遗弃物品检测：当一个物体（如箱子、包裹、车辆、人物等）在敏感区域停留的时间过长，或超过了预定义的时间长度就产生报警。典型应用场景包括机场、火车站、地铁站等。 4) 流量统计：统计穿越入口或指定区域的人或物体的数量。例如为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量； 5) 拥挤检测；识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等等，用以避免形成拥塞，或者及时发现异常情况。典型的应用场景包括超级市场、火车站等人员聚集的地方； 6) PTZ跟踪；侦测到移动物体之后，根据物体的运动情况，自动发送 PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体，在物体超出该摄像机监控范围之后，自动通知物体所在区域的摄像机继续进行追踪； 智能视频监控具备的功能（二） 7) 焰火检测：根据发生火情过程中烟火表现出的时 -空特征进行烟火的实时检测； 8) 人体行为分析：在目标检测分类的基础上，利用人体的各种行为特征对其所进行各种行为的描述和分析，提取哪些危险和有潜在危险的行为，如打斗、抢夺和突然倒地等行为； 9) 人脸识别：自动检测和识别人物的脸部特征，并通过与数据库档案进行比较来识别或验证人物的身份； 10) 车辆识别：识别车辆的形状、颜色、车牌号码等特征，并反馈给监控者。此类应用可以用在被盗车辆追踪等场景中。 智能应用物品缺失 智能检索的结果 。 智能应用行为分析 智能应用 自动跟踪 自动跟踪、点击居中、智能拖放 智能应用人脸识别、车牌识别 人脸识别、车牌识别 智能视频监控的产品形态 智能处理算法加载在网络视频服务器（ NVS/DVS）上，形成智能视频服务器； 智能处理算法加载在网络摄像机内，形成智能网络相机； 智能处理算法加载在硬盘录像机内，形成智能分析硬盘录像机； 智能处理算法还将以存软件的方式和视频监控管理软件一起实现集中式分析和处理的能力。 智能视频监控的发展趋势 适应更为复杂和多变的场景发展； 识别和分析更多的行为和异常事件的方向发展； 更低的成本方向发展； 真正 “ 基于场景内容分析 ” 的方向发展。 2002-2005年中国视频监控行业应用市场增长趋势 数据来源：博通智信 国内外视频监控业务市场研究 视频监控系统从无到有，经过近二十年的发展已经进入了一个高速发展的时期，而且在未来几年里将继续保持 20左右的增长速度。 视频监控产业的发展 视频监控不仅限于安防的需求，越来越多的应用向管理监控和生产经营监控发展；并与管理信息系统、网络系统结合，实现对大量视频数据的压缩存储、传输和自动处理，从而实现资源共享。 “平安城市” 银行安保 远程医疗 电子商检 小区安防 旅游景点推介 水利监控 保险行业车辆定损 宝宝在线 视频监控产业的发展 用户 集成商 设备商 运营商 国内厂商逐渐发展超来，不再完全依赖进口，产品价格不断下降。 运营商的进入，打破了整个市场的格局，利用自身优势，提供灵活的商业模式。 运营商的进入，集成商的市场份额在不断萎缩 视频监控由开始只是少数重要部门使用的安防手段发展到生产管理的需求，用户量不断增长，市场不断扩大，客户对质量的要求不断提高。 视频监控产业链的发展历程 设备厂商的的发展历程 1 2 3 国外厂商占据中国视频监控的市场 国内厂商开始组装、OEM一些视频产品，但没有核心技术，逐步占领一些低端市场。 以海康为首的国内厂商开始在一些领域领先，成为知名品牌。 06年 05年 品牌 1 1 Panasonic松下 2 2 Samsung三星 3 3 Sony索尼 4 4 Pelco派尔高 5 5 Hikvision海康威视 6 6 Yaan亚安 7 10 Tyco 泰科 8 8 Bosch博世安保 9 7 Honeywell霍尼韦尔 10 新秀 JVC 2005-2006年 10大监控品牌 数据来源： A&S China 产业现状 深圳高新 广东电信全球眼平台最早是采用深圳高新的 ,但由于平台本身的原因 ,于 05年 11月改用互信互通平台，原平台搬迁至深圳。 互信互通 全球眼（ MEGA EYES)采用国际上先进的 MPEG-4/H.264图像语音压缩技术和稳定可靠的Linux系统软件进行系统开发，并加入了集群和多接入功能，是一种新型的视觉和听觉的管理工具。也是目前应用最为广泛的平台之一。 阿尔卡特 广州亿迅 世界 6个研发中心之一，项目团队目前共有 220名成员，潮州是第一个较大案例。 06年初推出 iShow平台。 平台厂商简介 神州数码 苏州科达 浙江公信 浙江南望 科达运营级网络视频监控系统总体分为 3个层次，包括运营支撑层、媒体交换层及用户接入层。其中