论基于数字图像处理的智能监控系统

杜俊蓉延边大学

论基于数字图像处理的智能监控系统

杜俊蓉
延边大学

监控系统是国家、城市、企业、单位以及家庭各领域中广泛应用的设施，具备查询、收集、提取、保存、跟踪、分析等功能。而传统的监控技术应用主要是依托信息记录以及事后分析来完成监控目的，大量的数据增大了工作量，并且需要足够的人力来完成工作，同时监控分析效果还不够理想，很难满足用户要求。随着科学技术不断发展，利用数字图像处理的智能监控系统，可以有效弥补上述不足，通过智能化自动分析，使监控信息更加准确。

数字化；图像处理；智能监控；控制系统

利用智能视频监控功能可以实现对事物画面拍摄与录制，并经过自动调节与分析，并结合计算机视觉、图像处理、分析技术等功能可以实现及时报警功能，更能够对网络异地信息状况进行视频查询，对分析事态趋势有一定的辅助作用。同时有效的节省储存设备容量空间，降低工作量。下面文章中将针对数字图像处理的智能监控系统进行分析，对智能监控技术、监控系统软硬件设计等进行介绍。

一、智能监控技术

智能化分析处理系统是智能监控系统中主要应用技术，在运用过程中可以利用有很多种智能算法来对所收集的数据信息处理，这样就大大的提高了目标检测技术功能，下面对智能检测以及控制中的主要应用技术进行介绍：

1、运动目标检测技术

运用目标检测技术主要是针对用户所需要了解的运动区域的提取，在视频图像列表中将指定提取的内容从背景图像内截取，该项技术主要应用特点是可以对目标视频分类、跟踪、分析等提供可参考的数据依据。但是由于时间、背景、环境之间有着互变的关系，随着时间的变动，背景图像的清晰度以及环境都会经常处于运动状态，这样就会使检测效率相对降低。当前时间差分法、光流法以及背景排除法是运动目标检测技术中常用的方法。

2、目标跟踪技术

目标跟踪技术是针对用户指定的目标进行跟踪，跟踪技术为用户了解视频监控中某一运动区域的全程信息有很大的帮助，可以说目标跟踪技术是智能监控系统中重要的应用技术之一。目标跟踪主要分为四种，分别是：特征跟踪、轮廓跟踪、外表跟踪和特征跟踪，四种跟踪方法都有各自的跟踪原理与依据，其中特征跟踪中还需要包括特征提取和匹配环节，才能够促进特征跟踪效果更佳。

3、行为模式分析技术

行为模式分析技术是智能视频监控系统中重要的组成部分，目前，这项技术已经被视频监控技术研究中心作为重点研究的对象。该技术可以在海量信息与数据中进行全方位分析，其分析准确度非常高。在行为模式分析技术应用过程中，它可以有效规避一些无用的信息，根据用户需求，直接有效的进行相关信息提取。对发现问题具有及时性，更能够有效对预发事件进行分析，提高监控水平，使信息更具有真实性与准确性，行为模式分析技术可以将传统监控系统中的事后查询功能成功的转变现代事前预测功能，降低异常事项发生几率，突出视频监控系统的性能特点。

4、视频检索技术

该项技术具有自动筛选功能，可以将用户想要得知的视频片段从大量的数据中有效提取。目前，我国视频监控研究中心针对这项技术还在不断研究中，着重对识别和描述图像所应用到的元素进行研究，例如：颜色、形状、纹理等多方面相关元素。能够对镜头边缘进行有效检测，同时还能够对事物运动情况进行恢复与重构。

5、图像处理技术

图像处理技术主要应用于对监控现象的静态拍摄，并能够对所拍摄的图像进行有效处理，可以实现图像画面增强、灰度、变换、剪切、编辑、分割等处理，同时还能够利用形态学进行分析，对特征提取有很好的效果。利用模式识别技术、神经网络技术等多种技术，实现图像处理技术的识别功能，这样就加大了图像处理技术对监控信息的判断能力。

6、智能存取技术

此项技术作用的发挥主要以图像处理技术对所拍摄图像处理的结果为基础，能够分析出某一时段中监控系统是处于录制状态还是拍摄状态，还能够对拍摄与录制进行调整，实现对视频分辨率、时间等方面的进行实时控制。

7、智能控制技术

根据图像处理分析结果，通过控制运动控制器，控制云台的运动，实时地跟踪监控目标．并通过声光报警，或拔打值班人员电话，发送异常状态信息。

二、智能监控系统的软硬件设计

1、智能监控系统的硬件设计

随着电子技术的发展和计算机硬件成本的不断降低，智能监控系统的计算机硬件价格已大幅度减低，利用计算机作为主要的控制中心已成为可能。采用大容量的硬盘来存储实时摄取的静态图像及视频数据，通过对图像进行压缩和灰度化处理，可以大大节省磁盘空间。通过设置无异常场景图像、旧图像自动删除的周期，现代硬盘完全可以无须更换就可以使系统长时间地工作。

2、智能监控系统的软件设计

主要由定时器、键盘及红外探头触发模块，图像管理模块，图像存储模块，图像查询模块，图像分析模块，图像传输模块，图像处理算法模块等功能模块组成．其中图像管理模块可以实现视频或图像的分辨率管理及控制；信号源设置；压缩率级灰度化处理；图像备份及图像删除等功能．图像查询模块可实现按文件名查询，按日期时间查询，多条件链接查询，异常事件查询等。进行图像处理的关键是：锁定静态内存，获得内存指针；创建用户自己的图像缓冲区；将静态内存中的数据读入图像缓冲区，对内存中的图像数据进行处理，图像保存或图像回显。

三、侵入图像侦测的方式和实现算法

数字化图像监控系统的最大优点在于分辨率高，并且可调．对于智能监控和自动化监控是最理想的首选。侵入图像侦测的原理是，把监视场景的背景图像或前一时刻的图像作为监控的原始标准图像，监控过程中如果有侵入事件发生，那么这幅作为标准的图像就会发生变化。即摄入的图像在部分像素上与原背景图像相比发生了一定的变化，而根据两幅图像的变化率大小和变化分布特点区域，利用一定的判定规则、人工智能、机器学习等算法，就可以判断侵入事件发生的真伪。从而使系统自动进入最佳分辨率，最佳间隔时间的图像拍摄及影像录制，或报警提示或其他处理例程。

结语

本文数字图像处理智能监控系统，克服以前系统的一些缺点，更具有实时性强，反应速度更快，外存储器容量要求小，智能化程度高等优点。为分散式小型监视系统的实现提供了一个简易而方便的构建方案。它适应于不同层次的家庭防盗、小区保安、医疗监视和教学等。

[1]郝丽敏.基于数字图像处理的智能交通控制系统的研究[J].武汉理工大学,2012;

[2]刘超.基于数字图像处理技术的智能瑕疵检测系统的开发与应用[J].吉林大学,2014

[3]李戈.基于数字图像处理的智能检测系统，山东理工大学学报，2013年06期