某智能安全防范系统设计方案措施.doc

IOIMAGE智能安全防范系统设计方案( 产品技术说明 )目 录第一章 项目概要4一、项目概述4二、需求分析4三、技术分析5四、设计依据6五、设计原则6第二章 智能视频监控系统设计方案9一、智能视频分析监控系统监控点的部署91.1 智能视频周界防范布点分析91.2智能视频分析系统周界防范布点设计101.3智能视觉周界防范监控点的安装配置18二、智能视频分析监控系统网络架构及拓扑图202.1 单一功能系统中的设备连接202.2 多功能综合系统中的设备连接202.3 大型混合多功能安防系统中的设备连接21三、智能视频分析监控系统功能简析273.1智能视觉监控系统中入侵侦测系统功能简析273.2智能视觉监控系统中智能跟踪系统功能简析303.3智能视觉监控系统中自我防护系统功能简析32四、智能视频分析监控系统建设中要考虑的其他问题334.1 摄像部分设备选型334.2 传输部分设备选型334.3 控制中心设备选型344.4 系统防雷34第三章 智能视觉监控系统设备详述35一、ioimage公司简介35二、智能视觉分析技术详述36三、 ioimage智能视觉技术优势423.1 高性能423.2 自学习、自适应、自优化423.3 真实场景3D建模433.4 自主操作443.5 易使用443.6 高可靠45四、 系统设备技术规格464.1 智能视频编码器464.2 日夜型高速球型摄像机WSD-626-IVS（支持ioimage智能自动跟踪）504.3 ioimage智能视频分析监控系统的网络管理系统52第一章 项目概要一、 项目概述近年来随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,人们对于安全防范提出了更高更严格的要求。为了进一步满足社会经济发展与文明生活的高标准要求，创造一个安全、舒适、温馨的工作、生活环境，从具体实际情况出发，智能安全防范系统也就成为了安保建设中不可或缺的一项，特别是在智能周界防范入侵方面。智能周界安全防范系统是为防止人员从非入口区域未经允许擅自闯入，避免和防范各种潜在的危险。二、 需求分析鉴于该项目安全防范的特殊性及重要性，其周界防范系统必须具备检测率高、误报率低、自动报警等特点。周界防范系统的设计应根据各类建设标准及业主的要求，贯彻国家已颁布实施的有关“规范”和“标准”，考虑到成本，并综合运用电子信息技术、计算机网络技术、安全防范技术等，构成先进、可靠、经济适用的周界安全防范体系。根据客户需求，该项目的场景为一个四边型的周界，严密监控周界区域的前端系统的核心是在周界的防区(如：围墙)内“发现可疑行为的人”、“摄像并报警”、“鸣响警铃”。尤其以“发现可疑行为的人”作为设计基础。只有在发现了可疑行为的基础上，摄像才有更加实际的意义。在传统的闭路电视监控模式下，管理人员需要监视太多的视频画面，远远超出人的接受能力，导致实际监控效果低下。实验结果表明，在盯着视频画面仅仅22 分钟之后，人眼将对视频画面里95%以上的活动信息视而不见。因此我们需要智能视觉监控来改善监控效果，同时减轻管理人员的负担。这样才能真正让安保人员从繁杂的电视监控工作中解脱出来，以便有更多的资源应对可疑现场。所以，选择一套成熟的、可靠的检测周界入侵的产品，对于周界安全防范项目的成功有着深刻的意义。经过长时间研制、军方测试修改后，以色列的ioimage的智能视觉分析技术已经相当成熟，其产品已广泛用于世界各国的军事、政府、工业、商业等要求高度安全的场所。ioimage公司的产品是基于嵌入式智能视觉分析技术的安保系统，它具有入侵检测（防区、绊线、栅栏）、非法停车检测、遗弃物检测、物品搬移检测、自动PTZ跟踪、徘徊检测等功能模块，可以很好为周界防范提供各种功能需求。而且，ioimage产品具有自学习自适应能力，即使是在各种极端恶劣的环境和照明条件下也可以保持极高的可靠性在保持99.9%超高检测率的同时，只有极低的误报率（少于1个/天）。三、 技术分析传统的周界防护采用最多的是主动红外对射报警探测器加总线制报警主机的方式，这种方式具有技术成熟、可靠性高、易扩展、操作简便等优点；但是缺乏录像资料、难寻报警点、防范范围小，存在检测空档，同时也受天候和地形影响大等缺点。主动红外报警系统主要是由主动红外探测器和报警主机这两个基本部分组成，根据需要还会配置计算机管理软件、报警联动板、联动显示板、报警打印机等等。主动红外是指这种报警探测器本身发射红外线束，由发射端和接收端两部分组成，根据工作距离的不同一般分为双光束和四光束两种，一百米之内的通常为双光束，一百米以上通常为三或四光束。工作时，发射端发出红外光束，与它相对的接收端收到红外光束以后即处于警戒状态，当光束全部被遮挡时，探测器接收端即发出报警信号给报警主机。主机接收到信号后发出声光报警信号，同时输出报警联动信号驱动相关的设备动作，如计算机软件、联动显示板等。为相关人员处理报警事件提供明确的方向。存在问题是，当夜间对射式红外报警时，保安值班人员无法及时判断准确的位置，如果使用摄像机联动进行抓拍很难做到准确，往往出事之后难以靠录像资料分析可疑人员。使用上述报警方式对此项目显然不太适用，原因有两点：一是非视频类报警探测器报警后现场状况反馈不直观；二是环境复杂，比如树叶的遮挡等，会频繁造成误报，误报率比较高。如果采用一定距离内的红外对射装置（40米以内）加摄像机联动也是可以的，但工程造价偏高、线缆繁多、施工难度大以及维护成本高昂。ioimage公司的产品是基于嵌入式智能视觉分析技术的监控跟踪系统，在周界防范上可以用到它的入侵检测和自动PTZ跟踪功能模块，可以很好地解决周界防范的难题。不仅在监控范围上满足要求，而且它所具有的自学习、自适应、预录像功能和自调节能力，以及先进的算法和视觉逻辑分析提供的无比强大的威胁探测能力。即使是在各种恶劣环境和照明条件下也可以保持极高的性能在保持99.9%超高检测率。相对于安全围栏、运动传感器、防盗报警器、CCTV监控和录像系统等传统的安防系统来说：ioimage产品仅需少量的安保人员甚至是无人值守（自动检测、报警触发录像、短信自动外发报警）、布线方式简单、易于使用与维护，非常适合防护此类民用住宅区域。四、 设计依据系统配置是根据业主国家或行业批准发布的相关产品/系统标准而设计的。s 安全防范工程程序与要求 GA/T75-94s 安全防范系统通用图形符号 GA/T74-94s 安全防范工程费用概预算编制方法 GA/T70-94s 入侵探测器系列技术条件 GB104081-89s 入侵报警控制器通用技术条件 GB50198-94s 电气装置安装工程施工及验收标准 GB50258-96s 建筑智能视觉化系统工程设计标准 DB32/181-1998s 建筑智能视觉化系统工程实施及验收规范 DB32/366-1999s 建筑智能视觉化系统工程检测规程 DB32/365-1999s 工业电视系统工程设计规范 GBJ115-87s 安全防范工程程序与要求 GA/T75-94s 电子避雷器通用规范 SJ/T11147-97s 电子设备雷击保护守则 GB7450-87s 视频安防监控系统技术要求 GA/T367-2001s 建筑智能视觉化系统工程评估标准 DB32/367-1999s 电子计算机机房设计规范 GB05174-93s 计算机场地安全要求 GB9361-88五、 设计原则本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则：A、先进性与适用性系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行、容易掌握、适合中国国情和本项目的特点。该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。B、经济性与实用性充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。C、可靠性与安全性系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完备的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。D、开放性以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯，可实现远程控制。E、可扩充性系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。F、追求最优化的系统设备配置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。G、保留足够的扩展容量该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。H、提高监管力度与综合管理水平本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，实时动态撑握监视及报警情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。 第二章 智能视频监控系统设计方案一、 智能视频分析监控系统监控点的部署1.1 智能视频周界防范布点分析根据客户需求，该项目场景为一个NNNNNN米多边型周界区域（如图1所示），严密监控区域的前端系统的核心是在周界上 “发现可疑行为的人”和“摄像并报警”。尤其以“发现可疑行为的人”作为设计基础。只有在发现了可疑行为的基础上，摄像才有更加实际的意义。其属于周界部分的监控区域主要有以下几个方面：图1A、 区域的主出入口的监控：出入口是人员、车辆出入防区的主要途径，必须要安装球型摄像机来重点监控进出口的人员、车辆出入的动态情况以及相关的周界情况，利用智能视觉监控系统的智能视觉分析技术，在无人职守的时段自动检测非法的、可疑的人员和车辆并作出自动跟踪以及触发告警（提示音、声光警号、喇叭、短信、多媒体信息）通知管理人员及时反应作出反应；B、 区域周界的无缝覆盖监控：周界经常是不法分子翻越进入区域域的主要途径，因此，基于周界安全防范的目的，必须首尾相连无缝覆盖安装监控摄像点（如图1所示），防止不法分子翻越围墙，利用智能视觉分析技术中的围栏入侵检测功能，可以在监控的场景中按照围墙的位置设计虚拟围栏和翻越的方向（如图2所示），24小时全天候自动检测监控场景中的有翻越围墙的“可疑行为”，触发告警（提示音、声光警号、喇叭、短信、多媒体信息）通知管理人员及时反应并作出处理（如图3所示）。图2图31.2智能视频分析系统周界防范布点设计A、定焦周界监控设计按照ioimage智能视频监控报警系统对安装使用焦距确定的固定摄像机（俗称枪机）的周界围栏监控点的安装要求，主要分析考虑以下几个方面的问题：s 摄像机的布局方式s 摄像机的安装高度及相邻摄像机间间距s 摄像机的配置（CCD尺寸、镜头的选择）由于每台摄像机均存在监控盲区，对其正下方1020米范围内的目标运动无法实施有效监控。因此，经大量的工程实践证明，最有效的摄像机部署方案为首尾相连的追尾部署方式。在设置为追尾方式后，该摄像机的监控盲区可由其后方的摄像机加以补足，以确保整个监控周界上不存在任何死角。追尾方式的监控原理如图4所示，每台摄像机在监控其警戒区域，对入侵情况进行报警之外，还可对下一台摄像机的状况进行监视。图4目前国内很多智能图像分析厂商号称监控范围能达到200m乃至更远，但在实际检测后发现，其对80100米以外的人体检测能力已相当低下，漏报误报率极高。人体识别如果要在95%以上，最低像素要求不得低于88。而且，无论哪一个摄像机，当使用它对人高度h以下的区域进行无缝覆盖时，其覆盖范围内必然小于其自身视野，只有看到人高度为h目标的完整影像的地方才是有效的覆盖范围。错误的设计方法：在摄像机视野边缘无法看到完整的目标，出现盲区，如图5。图5正确的设计方法：对于覆盖高度h之下的所有目标，任意时刻至少都有1个摄像机看到完整高度h的目标影像，如图6。图6在实际工程实施中，摄像机CCD尺寸及镜头的选取，对每台摄像机所覆盖的有效区域的影像同样至关重要。每台摄像机的实际覆盖有效范围取决于摄像机的安装高度、摄像机的安装角度、CCD的尺寸、镜头的尺寸、现场的障碍物遮挡情况等因素。图7因此单路智能视频分析最远距离不能超过120米，才能保证在准确的识别出人体的同时，不发生误报，不干扰正常的生产生活。根据上面的分析，形成首尾相接的无缝覆盖的监控方式，我们建议每个监控点采用固定摄像机和1路ioimage智能视频分析编码器配合使用，监控点的最远有效距离依据安装及设备配置不同在80120米范围内。B、球机自动跟踪周界监控设计在周界定焦检测系统检测到有入侵行为后，智能图像处理器根据定焦摄像机传回的图像，计算出侵入者的地理位置，然后驱动电动变焦云台摄像机，将镜头角度指向侵入者并自动调整焦距，对侵入者进行大画面特写。图8图8：侵入者横向运动，PTZ自动跟踪示意图。图9图9：侵入者纵向运动，PTZ自动跟踪示意图。1 广角端图像2 目标向防区行进3 系统报警尚未被触发4 自动跟踪未启动图101 广角端图像2 目标进入防区3系统报警被触发（见画面中红框）4 自动跟踪启动图111 中焦图像2 目标被锁定图121 最大变焦2 人物特征明显图131 PTZ 自动跟踪2 全身图像图141 PTZ自动跟踪2 有遮挡时图15在ioimage 智能视频分析系统解决方案中，对于PTZ摄像机的应用依据现场的情况要求的不通有着极其灵活的3种模式：1、人工指定目标，PTZ摄像机自动跟踪；2、枪机与PTZ摄像机联动，枪机用于周界防范和入侵检测，球机接受来自枪机的告警信号触发自动跟踪；3、球机按预置位布防，在某预置位探测到入侵后，按系统设置要求在下述两动作中选择其一：1）不对目标进行自动跟踪，入侵者特征无法提取，但整个防区仍在监视中；2）对目标进行自动跟踪，放弃防区监视，提取入侵者特征；在上述3种工作模式中，只有第二种枪机与PTZ摄像机联动（我们一下简称PTZ联动）模式，真正实现了完全自动报警、无缝隙的防护、自动触发、自动跟踪、高清晰度特征提取及记录等诸多功能，真正充分体现了ioimage智能视频分析技术在监控网络中应用的优势。PTZ联动的系统拓扑如下：图16C、周界监控设计总结通过以上对区域周界防范监控区域的分布分析，结合该区域地理环境特点，周界防范监控点分布设计如下：a） 区域的主出入口安装球型摄像机来重点监控出入口的人员、车辆出入的动态情况；在区域大门处安装1台球型摄像机。s 该球机白天工作在人工触发模式，由系统管理员对白天工作时间频繁往来的进出人员中的可疑人员目标进行人工的锁定触发和自动跟踪或手动跟踪；s 该球机晚上可工作在设防模式，自动对偶尔进出的人员目标进行识别、自动跟踪；b） 区域的周界直线长度长短不一，以每台摄像机监控50到100米范围计算，每边围墙需要安装xx台固定摄像机即可覆盖整个区域的周界以防止任何围墙段的翻越，做到无缝覆盖监控的效果。c） 可以34个枪机监控点辅助1台ioimage推荐的智能视频分析26X光学变倍自动PTZ跟踪球形摄像机配合的接力锁定跟踪目标。1.3智能视觉周界防范监控点的安装配置图17监控场景范围：全周界场景信息特征：防区的俯视形状为多变形，各边设有围墙（高约xx米）监控布防需求：在防区实体围墙位置设置虚拟电子围栏，高度、宽度与实际围墙一致。当有人准备从实体围墙/虚拟电子围栏翻越时，系统立即报警：发送警报至防区监控中心、相关值班领导和联动指挥中心。并对入侵者进行PTZ自动跟踪。a）检测的目标区域为从围墙外沿起，往外13米的区域。因此，要求监控摄像机最窄处的视野范围不应小于4米（小于4米的视野区为监控盲区，需要由其他摄像机来补充监控）b）由于围墙高xx米，为保证摄像机本身的安全性以及监控的距离，应该将摄像机安装在44.5米左右；c）为确保检测的可靠性，摄像机任何时刻都应该能监视到监控区域内目标的完整影像，因此摄像机监视最远距离处的视场高度不应低于2米；d）为确保自动监控的可靠性，最远目标在屏幕上的高度不应小于屏幕的1/10；e）如图所示，可根据摄像机安装在高度不低于4米、最远监视目标高度不低于2米，最远目标成像不小于屏幕的1/10，监视最远距离为80米，计算出此时应选用的CCD尺寸和镜头规格。图18二、 智能视频分析监控系统网络架构及拓扑图2.1 单一功能系统中的设备连接在原有的视频监控系统中，直接串入ioimage智能视频分析编码器，就可实现基本的周界防范智能视频分析。ioimage的智能视频分析编码器同时具有模拟输出和MPEG4编码输出，可以适用于任意的传统模拟网络或新建IP数字网络。图12.2 多功能综合系统中的设备连接区域智能视觉周界防范系统主要由影像采集部分（即摄像部分）、影像分析部分（即智能分析部分）、信号传输部分（即模拟视频或IP媒体流及监控信号传输）和网络管理系统（即监控中心中的切换矩阵、影像显示、录播、警报、调度控制等系统）组成。图2其中ioimage智能视频分析仪设备是ioimage智能视频监控报警系统的核心，通过普通摄像机拍摄的模拟视频信号传送至ioimage智能视频分析仪设备，ioimage智能视频分析仪设备自动对视频图像中信息进行分析、检测、识别监控场景中目标对象及目标对象的行为，一旦出现非法的入侵行为、非法翻越、非法攀爬、非法停泊、可疑物品、可疑人员，立即触发告警，联动警报响动、PTZ自动跟踪等联动动作，同时屏幕上出现报警视频大画面、电子地图相对应的地理位置监控点图标闪动，给了警卫人员非常直观的信息，避免了保卫人员盲目的警卫行动。这样，整个报警过程是全自动化、智能化的，不涉及人为因素，完全排除了人的干扰，保证了极高的可靠性。2.3 大型混合多功能安防系统中的设备连接图3大型混合多功能系统中融合了各种需求环节组成的子系统，其中可能包含视频采集系统、音频采集系统、传输系统、音视频录制系统、点播及回放系统、视频分析系统、报警联动系统、喊话系统及报警器材、外部传感系统、控制系统、监管系统等。a） 监控点分布图4一般采用固定枪机联合PTZ球机接力的方式进行监控布防，由ioibox trk1从固定枪击图像上检测入侵行为，并通知ioibox trk100驱动球机对入侵目标自动跟踪。此类设计的好处在于：1、固定枪击可以覆盖全监控场所，即使在PTZ摄像机离开监控区域去进行自动跟踪时也不存在视野盲区。2、可以多台枪机共用1台球机进行接力跟踪，实现PTZ功能的同时有效节约成本。trk100支持的PTZ自动跟踪功能是通过rs485总线实现的，球机必须支持Pelco-D标准。固定枪机：可采用红外摄像机、微光摄像机或热成像摄像机等。一般有限监控范围为10m80m，须考虑视觉盲区，通过多台摄像机进行无缝覆盖。PTZ球机：需采用ioibox支持的摄像机，采用球机进行跟踪的优点在于可以放大入侵目标，并进行长时间的“盯梢”，以便更好的识别目标或取证。trk100仅负责跟踪，不承担入侵识别功能，trk1负责入侵识别并在检测到入侵行为时提供报警量。b） 视频采集、传输及录播系统图5模拟摄像机（固定枪机或PTZ球机）采集到的图像信号接入IOImage智能视频系统（以下简称IOI），经过智能分析后输出。IOI提供模拟和数字双模输出（可同时），其中模拟流输出到DVR进行录制保存，并且环出到视频矩阵，由视频矩阵输出到视频墙上多画面实时查看。数字流输出到管理主机，进行多画面实时查看（辅助）。DVR需要配置视频环出模块，对数字DVR或者数字矩阵，则直接连接IOI的数字接口（通过网络交换机）。 对监控点较少的监控场所（通常为32以下），可直接用DVR （无需配置环出模块）代替视频矩阵。c） 音频采集、传输及录播系统/喊话系统图6特殊监控场所需要将现场声音录制保存，或在检测到入侵行为时，由监控室向存在入侵的场地喊话。 音频录播：由现场的麦克接入音频录播器进行录制或播放。喊话系统：在检测到入侵行为时，音频切换器自动（由报警量控制，见下页PPT）将麦克通道切换至对应入侵现场的扬声器通道，通过监控室的麦克风即可自动对相应场地喊话。 音频录播器一般由DVR担任，音频切换器一般由矩阵或DVR担任，也可以配置单独的音频切换器。d） 报警系统图7报警量：由一个开关控制的电平信号，分为常开或常闭状态。常开开关正常情况下是不闭合的，当产生告警时闭合，常闭开关则相反。报警量分为输入端和输出端，输出端提供电平开关信号，输入端接收电平开关信号。 trk1和trk100提供报警输入和报警输出端口，报警输入端口可接外部报警设备，比如门禁、烟感器、温感器，借此提供功能性扩展；报警输出端口在检测到入侵时提供报警量输出。 e） 报警联动系统图9报警方式：声音（通过蜂鸣器、播放报警音乐等）、灯光（通过警号、探照灯等）、弹出报警画面等。管理主机可在通过网络接口检测到报警后，自动弹出对应的放大的报警画面（需双显示器），并播放报警音乐。DVR或矩阵也可以在接收到报警量后弹出报警画面和蜂鸣报警。 对于自主开关型报警设备（比如警号）也可以直接连接至trk1或trk100的报警输出端口（负载1A/30V）。更丰富的报警方式，可以通过配置报警主机实现。三、 智能视频分析监控系统功能简析3.1智能视觉监控系统中入侵侦测系统功能简析A、对翻越、攀爬、破坏围栏等行为的实时报警：ioimage智能视频分析监控报警系统中最典型的分析检测功能即入侵检测模块中的围栏翻越检测模式，该模式是专门针对为检测攀越（或穿越）周界围墙或围栏等行为所提供的快速检测模式，当人或交通工具翻越监控场景中警戒围栏时自动触发告警并在屏幕上显示入侵目标的追迹框和运动轨迹。围栏翻越模式自动检测单向或双向翻越直线或多线段的围栏的行为（包括从围栏下面爬过、围栏缝隙中间穿越和从围栏上方攀越），并允许用户设定一道或多段相连任意形状的警戒围栏，每一道警戒围栏的长度、高度和厚度可以独立设置，此外还可以指定攀越（或穿越）某个警戒围栏的非法方向（两个单向或者双向）。ioimage智能视频分析仪设备可以通过配置虚拟的警戒防区、警戒围栏模式，还可以配置虚拟围栏的长、宽、高等参数，形成立体的三维虚拟的警戒围栏，只要人的身体碰到该虚拟的警戒围栏，系统立即触发告警。因此，可以可靠地在不法分子翻越围栏的第一时间预警，实现事前监控报警的目的。如下图，虚拟围栏配置模式：图中绿色部分为配置的虚拟围栏，ioimage智能视频分析设备完全可以针对以下非法的行为进行自动检测、识别并立即触发告警，触发报警响应的同时屏幕上显示目标的追迹框和翻越围栏的运动轨迹，也就是报警视频和报警电子地图相结合的确认机制，实现人-机互动。同时，为了更好的跟踪翻越围栏目标，完善监控的安全防范效果，扩大监控目标的视野，掌握非法入侵目标的动向，配合PTZ接力锁定跟踪设备，自动控制PTZ摄像机的镜头伸缩、云台转动等动作，始终将目标以放大特写的方式显示在屏幕的中央，提供警卫人员更直观、更容易分辨目标的视频信息。从而实现翻越围栏的事前预警、跟踪目标功能，增强了防陆地电子围栏入侵系统的可靠性。具体实现功能如下所述：图1a） 跨越入侵报警功能系统可以自动侦测各种跨越入侵行为并触发告警。如：s 借助围栏本身结构进行直接攀爬立即触发告警s 通过架垫高物进行攀爬围栏立即触发告警s 将梯子架在围栏上然后进行攀爬围栏立即触发告警b） 对围栏做异常破坏围栏行为的报警功能系统可以自动侦测各种异常行为立即触发告警。如：s 剪切围栏、趴靠围栏、用力晃动围栏都立即触发告警；s 围栏下方挖掘坑洞入侵的行为立即触发告警，系统完全可以检测发生在距离围栏底部地面的距离小于20cm的入侵行为，无论人的入侵行为是快速还是慢速爬行、站立、匍匐、伪装、半蹲等姿势都可以可靠检测并触发告警。c） 抛入物入侵报警功能系统自动侦测空中抛物、传递物品等行为。s 在围栏上方空抛物体。该功能可以和微波探测器联动，使用微波探测器来探测围栏附近空中漂浮、飞行的物体，ioimage智能视频分析仪设备具有干节点开关量信号输入报警触发联动功能，完全可以和微波探测器联动报警。图3通常，由于摄像机监视的围栏上下沿存在高度差，因此攀上围栏的入侵者看起来会比在地面上时要大，而围栏入侵检测模式针对这种情况做了特殊景深设置，可以准确检测目标在围栏上和地面上是同样的大小，保证了极高的检测率和极低的误报率。B、对设定的防区入侵行为进行实时告警自动检测各种独立入侵或联合入侵的人或者交通工具，支持设定多个任意形状的防区，多个防区位置可以重叠，互不影响。针对每一个防区，还可以指定该防区内入侵者的类型（人和交通工具）、尺寸大小、入侵速度、最短入侵时间和运动方向等参数，各防区内各类型的参数可以独立设定，互不影响。防区设定后，只有符合指定特征的入侵行为才会引发报警，而其他不符合条件的入侵将会被忽略。区域入侵模式相当于把进出口设置基于立体空间的防区，一旦有人或车辆进出门口的时候，智能视觉服务器就认为人或车辆进入所谓的防区了，触发告警通知管理人员，管理人员结合视频图像确认，立即做出反应过来处理。这里可以设置进入防区的方向，也就是说从门口里面出来人和车辆的不告警，只有从门口进去人和车辆的告警，也可以设置为无论从门口里面出来还是进去人和车辆的都告警，这种灵活的设置可以根据一周7x24在不同的时段来设置告警。C、对设定的绊线的跨越行为进行实时告警自动检测单向或双向穿越单条或多条绊线的行为，针对每一条绊线的检测还可以指定穿越绊线的非法方向（两个单向或者双向），与绊线平行方向的目标被忽略。绊网穿越模式相当于把进出门口设置基于立体空间的一条绊线，一旦有人或车辆进出门口的时候，智能视觉服务器就认为人或车辆穿越设置的绊线了，触发告警通知管理人员，管理人员结合视频图像确认，做出处理反应。这里可以设置穿越绊线的方向，也就是说从门口里面出来人和车辆的不告警，只有从门口进去人和车辆的告警，也可以设置为无论从门口里面出来还是进去人和车辆的都告警，这种灵活的设置可以根据一周7X24在不同的时段来设置告警。D、支持报警视频、报警电子地图相结合确认机制如图所示，系统检测到入侵目标报警的同时，屏幕出现报警目标的追迹框，同时弹出电子地图（相对应的监控点图标红色闪烁），提供了报警视频、报警电子地图相结合确认机制，警卫人员根据这些信息可以准确的采取行动，避免了警卫人员盲目的巡逻及警卫行动。图4E、支持报警联动、现场警报威胁或语音警示播报ioimage智能视频分析仪设备具有自动化时间响应和开关量报警联动功能，可以和开关量探测器、传感器报警联动，也可以驱动警铃响动及语音警示播报，以示现场威胁。将报警输出传送给DVR，还可以用来控制硬盘录像机的录像。3.2智能视觉监控系统中智能跟踪系统功能简析ioimage自主自动PTZ智能跟踪模块，可以使摄像机对自身的云台和变焦镜头进行自主PTZ驱动，并自动控制PTZ摄像机进行云台全方位旋转和镜头缩放，针对被锁定的运动目标进行视觉导向的自动跟踪，以确保跟踪目标持续以放大特写画面出现在镜头中央，这样警卫人员可以更清晰的看到信息，同时还可以用于事后取证。自动PTZ跟踪模块弥补了固定摄像机监控视野狭窄的缺点，是完善的安全监控系统所必备的功能。自主自动PTZ智能跟踪模块支持手工锁定、自动锁定和接力锁定三种目标锁定模式：A、手工锁定模式：通过监控软件手工锁定运动目标。对于某一个PTZ摄像机，当其停留在某个预置位上时，用户可以通过监控软件来手动锁定某个运动目标（例如通过鼠标点击来锁定目标），来触发PTZ摄像机进行自主自动的PTZ跟踪。B、自动锁定模式：在各个预置位之间进行巡视，当检测到入侵时自动锁定运动目标。一个独立的PTZ摄像机，在其设定的各个预置位上都具有独立的入侵检测和触发自动跟踪的能力，因此可以用于对广阔的区域进行监控。当自动巡视的PTZ摄像机检测到一个入侵者的时候，摄像机可以自动锁定入侵者并触发跟踪。跟踪触发后PTZ摄像机会自动拉近镜头，以确保入侵者在运动过程中始终以放大特写画面的方式出现在镜头中央。C、联动锁定模式：当某个摄像机检测到入侵后，通知其它PTZ摄像机来锁定运动目标。对于某一个用于跟踪的PTZ摄像机，可以将其设定为与某个固定摄像机（或PTZ摄像机）相关联。这样当被关联的固定摄像机检测到入侵（或被关联的PTZ摄像机在某个预置位上检测到入侵）时，将自动通知关联的PTZ摄像机跳转到关联预置位，并触发自主自动PTZ跟踪。这种PTZ同步接力特性，不仅仅是提供了让PTZ摄像机自动跳转到关联预置位的能力，而且还将固定摄像机场景中某个特定运动目标从众多的目标中识别出来，并将它的位置坐标告知负责跟踪的PTZ摄像机。因此，在进行自主自动PTZ跟踪时，既不需要通过预先设置预置位来定位目标，也不需要其他任何辅助摄像机或辅助传感器来参与检测跟踪。传统监控中经常会遇到的入侵者跑出固定摄像机的监视画面的问题，而自动PTZ跟踪很好地解决了这个问题。而且当报警触发时，不再需要警卫人员通过手工来操纵PTZ控制键盘来寻找入侵者，PTZ摄像机在接收到报警事件时会自动锁定目标并触发自主跟踪，同时自动回传即时视频画面。这样，安全警卫人员可以从容做出决策，而不会再像以往一样只根据检测到入侵的第一个场景做出盲目行动。3.3智能视觉监控系统中自我防护系统功能简析ioimage智能视频分析系统可以自动侦测摄像机信号的实时状况，当出现以下异常时自动触发告警。s 视频信号丢失（如摄像机电源和电缆问题）造成无视频信号s 摄像机被破坏、严重移位或偏移s 低能见度视频信号（如光照度不足或摄像机灰度等级差引起的状况）s 不正常的视频信号（如烟、雾、镜头散焦或被遮挡等引起的状况）该摄像机信号侦测功能可以提高对监控摄像机的警觉性，防止恶意破坏监控摄像机的行为，为安全人员及时巡视监控现场提供了可靠的信息。四、 智能视频分析监控系统建设中要考虑的其他问题4.1 摄像部分设备选型智能视觉监控系统中，前端摄像设备的性能直接影响整个监控系统的效果。为了有利于智能视觉服务器更好地对场景进行分析，要求摄像设备提供较好的视频图像，针对室外出入口和周界环境光照变化很大，特别是夜间的光线很恶劣，所以，我们选择日夜型彩色摄像机，该摄像机白天彩色的图像，夜间黑白的图像，具有很高的灵敏度和很好的采光性能，完全能够适应夜间星光级拍摄很好的视频图像，广泛应用在室外周界24小时的拍摄。由于周界每个监控点所要监控80120米的范围，范围广且场景复杂，有些监控点还需要监视转角围墙，我们选用550mm手动变焦自动光圈镜头，该镜头使用比较灵活，焦距可以调整，针对某些场景通过调整焦距，可以达到更好的场景拍摄效果。主出入口的监控范围较大，我们采用全方位旋转的高速球型摄像机，该高速球全方位灵活转动及镜头伸缩动作，有利于大范围监视和目标跟踪，带有预制位自动巡航功能，通过把需要重点监控的场景事先预置好，该高速球摄像机会自动地巡视事先预置的场景，再通过镜头的伸缩动作，可以将场景中的主体拉近进行放大监看，更有利于监控场景中特殊的目标。摄像机和镜头工作在室外环境下，由于室外环境中存在的腐蚀性气体、尘土、湿气、雾气及各种电磁干扰，太阳的暴晒，雨水的防护，气候的冷暖变化，必须使用高质量的防护罩以保护摄像机、镜头免受环境损害。室外防护罩必须具有自动温控、风扇散热、IP66防水的性能。配有加热器以避免前视窗的雾气凝结，具有除霜、除露和冷天保证设备正常工作；配有遮阳罩以防止强烈阳光的直射造成罩体内部温度上升；配有内置风扇以加快罩体内部的气流循环，防止热气聚集。4.2 传输部分设备选型传输设备的性能严重影响信号的传输质量，在本系统中，考虑到视频信号和控制信号的稳定性，我们采用以下方法来保证信号的传输质量。摄像机到控制中心全程采用755/128视频线缆传输；球型摄像机控制线到控制中心采用1.0m2双芯线缆传输；摄像机采用1.5m2三芯线缆集中供电模式；各智能视频分析模块设备到控制主机之间采用8芯超五类0.5m2UTP线缆传输。4.3 控制中心设备选型硬盘录像机DVR主要负责视频信号的显示，视频数据存储及回放，为事后追查提供有利的视频图像证据。监视器是用来显示视频图像的设备，方便直观地看到被监控的场景。UPS电源主要为整个系统提供稳定电力需求，当突然停电或其他情况造成停电的时候，UPS电源可以保证给整个系统补充1个小时的应急电力需求。4.4 系统防雷考虑到系统运行的稳定性，防止外界强电压、大电流浪涌串入系统，损坏系统的设备，造成系统不能正常运行，我们将从视频信号、RS485控制信号、网络信号、电源四个方面做好防护措施，来保证系统很好的抗干扰性。第三章 智能视觉监控系统设备详述一、 ioimage公司简介ioimage Ltd. 公司于2000年创立于以色列特拉维夫，以向以色列军方独家提供用于周界安全防范的智能视频分析产品及解决方案而闻名于世。经过若干年的不断探索和发展，ioimage 公司在全球几十个国家发展了渠道合作伙伴，为数以万计的用户节点安装的人工智能视频监控系统。二、 智能视觉分析技术详述ioimage智能视觉分析技术ioimage VTD智能视觉分析技术是当今视频监控产业内最先进的一项技术，它利用计算机仿生学领域的先进成果，融合到传统的视频监控系统中，自动检测、识别监控场景中的非法入侵、非法翻越的目标对象，并触发告警，实现了事前预警、实时告警的主动式安全防范监控；实现了24小时的高度可靠的自动检测，提升了监控场景的警戒强度，增加了安全防范的等级。它超越了现有的视频运动侦测（VMD）技术采用的简单探测目标运动的方式，与VMD基于像素来探测运动不同， VTD技术基于目标来探测威胁，它所具有的自学习、自适应和自调节能力，以及先进的算法和视觉逻辑提供了无比强大的威胁探测能力。VTD技术提供了持续不断的全天候监视，始终如一的警戒和毫不松懈的安全，是ioimage智能视觉产品线的核心技术。ioimage将VTD智能视觉分析模块完全嵌入到了摄像机或视频编码器等前端设备的DSP中运行，从而使它们具有了计算机视觉能力，可以对视频里的每一寸画面进行自动监控，有效地增强传统视频监控的自动检测能力，提升警戒强度，提高监控效率和自动响应报警，从而实现724全天候的持续监控或者针对重要时段的无人值守监控。而且，完全嵌入式的智能分析功能，使得ioimage产品的安装、使用和维护都非常方便。相对于安全围栏、运动传感器、防盗报警器、CCTV监控和录像系统等传统的安防系统来说，ioimage产品的实际成本更低且更易于使用，非常适合用于保护核电站，或者需要高度安全的国家机构，以及其他任何需要安全防范的场所。ioimage VTD智能视觉分析技术具有多种类型的功能模块，可以适用于各种不同的室内或室外安防监控场合，这些模块目前包括：入侵检测模块、徘徊检测模块、遗弃物检测模块、非法停车检测模块、物品搬移检测模块，以及自主自动PTZ智能跟踪模块。ioimage VTD智能视觉分析模块s 入侵检测模块ioimage自动入侵检测模块，可以自动检测出视频画面中的运动行为特征。入侵检测既可以在固定摄像机上使用，也可以在PTZ摄像机上使用（支持在PTZ摄像机的各个预置位上进行自动巡视入侵检测）。入侵检测支持三种检测模式：运动行为模式、绊网穿越模式和围栏入侵模式。三者的区别主要在于，运动行为模式基于防区进行检测，绊网穿越模式基于绊线进行检测，围栏入侵模式则是专门针对攀越或穿越围栏周界而提供的检测模式。 运动行为模式：当有人或交通工具侵入监控防区时自动发出报警。入侵检测可以设定多个任意形状的防区，多个防区位置可以重叠，互不影响。针对每一个防区，还可以指定该防区内入侵者的类型（人和交通工具）、尺寸大小、入侵速度、最短入侵时间和运动方向等参数，各防区内各类型的参数可以独立设定，互不影响。防区设定后，只有符合指定特征的入侵行为才会引发报警，而其他不符合条件的入侵将会被忽略。利用以上功能，可以在同一场景中检测不同特征的运动目标。例如，当在某一场景中检测逆行车辆的时候，还可以同时检测该场景中不在人行道上走的人。ioimage入侵检测模块侧重于检测人和交通工具，针对入侵者不同的尺寸大小和运动特征进行检测，发出报警信号并提供即时的视频确认机制，有效减少了由于误报引起的不必要的警卫行动。另外，入侵检测在确保监控场景安全的同时，还为警卫人员做出有效的响应行动提供了额外的信息。与被动红外传感器（PIR）、地面震动传感器等传统直线（或点式）传感器相比，ioimage的入侵检测模块具有大范围的入侵检测能力，可以提供更大的检测范围、更高的检测率（POD）和更低的误报率（FAR），因此可以用它来替代各种类型的直线（或点式）传感器来进行入侵检测和报警。这种检测模式可适用于各种场合的非法入侵检测，例如入室盗窃、侵入高危区域、进入游泳池、侵入无人区、攀越围墙，以及针对在非工作时间内在非法方向上运动的过往人员进行记录等。 绊网穿越模式：当人或交通工具穿越绊线时自动发出报警。绊网穿越模式允许用户设定一条或多条任意形状的绊线，针对每一条绊线还可以指定穿越绊线的非法方向（两个单向或者双向）。当以绊网穿越模式进行检测时，在绊线平行方向运动的目标将被忽略，仅当目标穿越绊线时发出报警。这种检测模式适用于某些特定场合的入侵检测，例如攀越围墙、穿越安全检查点、穿越安全周界等。 围栏入侵模式：专为检测攀越（或穿越）周界和围栏等行为所提供的快速配置模式。围栏入侵模式允许用户设定一道或多道任意形状的虚拟围栏，每一道虚拟围栏的长度、高度和厚度可以独立设置，此外还可以指定攀越（或穿越）某个虚拟围栏的非法方向（两个单向或者双向）。当入侵者在非法方向上攀越（或穿越）围栏时将自动触发报警。这种检测模式非常适合用于各种周界和围栏的入侵防范，例如私人住宅区（防止进入）、监狱（防止逃出）、边境（防止任意方向穿越）等应用场合。s 徘徊检测模块能够自动检测防区内滞留超过所设定时间的入侵者（包括人和交通工具），发出报警并触发其他工作。当一个或多个人在预先设定的防区内停留时间过长（时间长短预先设定）时，系统会发出报警。由于系统是由事件驱动的，使得管理人员能够更加有效地得知潜在威胁的所在，从而判断形式并做出相应的处理。旨在排除一些易成为攻击目标场所的安全隐患，如银行、政府机关、大使馆、文化与宗教聚集地、高安全周界、商业区和住宅区。s 遗弃物检测模块ioimage遗弃物检测模块，可以对遗弃物进行自动检测当物品（包裹、碎块、行李等）在某个防区内被放置或遗弃的时候自动报警。此外，对于有人看管的物品，遗弃物检测模块可以将其忽略。无论是由人携带而来并在防区中遗弃的物品（摄像机看到完整遗弃过程的情况），或者是被人从防区外扔入防区内的物品（摄像机看到部分遗弃过程的情况），还是在防区中突然出现的物品（摄像机完全看不到遗弃过程的情况），ioimage遗弃物检测模块都可以从场景中正确检测出遗弃物。此外，遗弃物检测模块还可以检测出一些人眼注意不到或者无法识别的伪装目标。针对现实场景中行人、过往车辆的密集情况，ioimage还提供三种常用的场景选项：空旷的场景、较拥挤的场景和拥挤的场景。遗弃物检测模块所具有的快速检测响应、检测预报警记录、即时视频确认，以及遗弃物放置过程录像等机制，不但可以减轻警卫人员的巡逻和检查负担，还可以让警卫人员有足够多的时间和信息进行报警处理和响应，有利于警卫人员把握当前场景的安全情况并做出重大