数字视频技术在安防领域的四个基本课题一[分享]

山百洋

视频监控在安全防范系统中重要作用是人所共知的。人们通常把防入侵报警、视频监控、出入口控制作为一个综合的、完整的安全防范系统的三要素,而视频监控往往为其核心和主导，这是因为图像（视频信号）本身具有信息量大的特点，它通观全局、一目了然、判断事件具有极高的准确性，是报警复核、动态监控、过程控制和信息记录的有效手段。安防必有视频监控，似乎已成为一种定式。应该指出：目前、安防系统中的视频监控基本上是工业应用电视的翻版，真正能适应安全防范系统的要求和特点，表现出视频技术优势的设备还不多。随着电视技术数字化的进程，视频监控在安全防范技术中的应用将会有本质的变化，这一点目前已初露端倪。数字化将根本上改变视频技术的面貌，将对安防技术的发展产生极大的影响，一些新的概念、新的产品以及新的系统模式将会出现，安防技术将由此发展到一个全新的阶段。数字视频技术在安防领域的四个基本课题是：　　1、视频探也测　　 探测是安防系统的基本要素，探测设备是安防系统的主导产品。安防技术在利用和借鉴其它技术开发应用时，始终围绕的一个核心就是“探测”。目前主流的探测器主要是状态探测或物理参数的探测，由于探测结果的非唯一性，探测的真实性很低，所以、实现真实的探测一直是安防技术追求的目标。视频探则是一个理想的解决方案。　　 视频探测在模拟电视技术的基础就已得到了应用。在一幅图象上开一个窗口，检测其亮度电平（平均亮度电平或均方差）的变化，就可以实现探测。在一幅图象上开一系列窗口，检测其亮度电平的变化，并分析各窗口（探测区域）变化的时序，就可以实现运动探测。在数字视频的基础上，进行窗口设置、亮度值的算法和比对，閾值的设定和动态刷新都很方便，因此、视频探测产品多起来了，许多视频设备（如DVR）都具有了视频探测这个功能。但是，这种方式的探测仍然是一种物理参数的探测，是利用摄像器件本身是一种光电转换器件的功能，进行景物亮度这个物理量的探测，并没有利用图象技术的特点和优势，来实现目标探测。图像的特点就在于它包含探测目标的几何信息（形状、空间位置和运动状态）。分析图象，对目标进行分类，提取VOP（VIDEO OBJECT PLANE）并去分析目标的运动方式，进而产生探测结果。这就是目标探测，它具有极高的真实性，是一种理想的防入侵报警探测手段。数字电视技术的进步为这方面的研究提供了新的条件。我们知道：为有效地压缩视频信息，针对不同的应用，研究、制定了各种不同的算法和标准，但其主要技术是相同的，都是充分地利用图像的相关性，去除图像信息中的冗余，如采用DPCM预测编码技术、MC（运动补偿）及目标分析和VOP的处理等，其实质是对图像相邻帧、相邻行、相邻像素间的图像内容的变化进行分析、预测，对各像块的运动趋势进行分析和估算，分离运动的目标与背景进行分别的处理。这些分析就是一个完整、充分的视频探测，其探测结果就包含在数据流中（供图像解码时用），而且是动态的、具有自适应特性的。因此、我们可以利用这些技术去开发视频探测设备，也可以利用压缩视频数据流中的信息去实现探测，这都是视频探测这一课题要去探讨的内容。视频探测的实现将把入侵探测和实时监控合为一体，可以极准确地判定事件，可能会解决长期困扰安防系统的误报警率高的难题。　　 视频探测还非常适于空间的多维探测和多参数探测，同时地处理来自不同方位摄像设备的图象信号，可以作到对目标多方位的监控，实现对特定空间和目标的完全封闭。提取和识别图象的特征点，并分析其运动轨迹，不仅可以实现真实的探测，还可以通过伺服机构实现对运动目标的跟踪。这都是视频技术独具的特点，可以成为安防系统中有效的探测手段，和有特色的产品。　　 各种新的成像技术，如毫米波成像、红外成像等，将把视频监控从可见光的范围扩大到不可见光的范围，把对几何图象的分析扩展到对光谱、波谱、物谱图象的分析。这些探测方式将为安全检查和安全防范提供新的方法，开拓新的应用领域，也是今后视频探测技术研究的重要方向。