項目概況

　　某鋼鐵公司在遠(yuǎn)郊建設(shè)了一個高附加值板材生產(chǎn)基地，該基地俯視呈菜刀形狀，周長3900米，刀背和刀柄部位外側(cè)有公路通行，其余部位外側(cè)是荒地。基地周界由2米高混凝土框架加固的鐵柵欄構(gòu)成，所處地點較偏僻，治安形勢不理想且周界很長，保衛(wèi)人員力量也有限，所以經(jīng)常發(fā)生偷盜事件。

　　為加強保安，該基地沿周界每隔約100米安裝一臺攝像機，共有42套攝像機和紅外燈，中控室人員24小時值班。但實際效果令保衛(wèi)部門大失所望，偷盜事件依然不斷發(fā)生卻很少被發(fā)現(xiàn)。究其原因，42路圖像被分布在3臺17寸液晶監(jiān)視器上，每路圖像都很小，絕大部分時候圖像都沒什么變化，值班人員很容易就陷入麻木和疲勞的狀態(tài)，該基地迫切需要更先進技術(shù)改善保安狀況。

　　需求分析

　　該基地對周界安保系統(tǒng)改造提出了以下要求：

　　· 迅速發(fā)現(xiàn)、即時定位、直觀復(fù)核、盡早制止;

　　· 覆蓋整個周界，報警探測區(qū)域無縫連接;

　　· 寧可誤報也不能漏報，且將誤報率控制在合理范圍內(nèi);

　　· 在現(xiàn)有的系統(tǒng)基礎(chǔ)上實對周界安保系統(tǒng)進行改造。

　　經(jīng)過分析，我們決定采用智能視頻分析技術(shù)來完成該基地周界安保系統(tǒng)改造。相比常用、周界入侵探測技術(shù)如紅外對射、微波探測、電子圍欄等，智能視頻分析技術(shù)不僅報警直觀，如果合理設(shè)置報警規(guī)則，還可在目標(biāo)接近沒有觸及周界時就報警，不需要改造物理周界。

　　項目實施難點分析

　　該項目地處環(huán)境復(fù)雜，要求嚴(yán)格，而且是在已有系統(tǒng)上改造、困難頗多，經(jīng)研究我們采取了以下應(yīng)對策略。

　　無縫連接

　　原有系統(tǒng)運行時，值班人員通常將攝像機變焦放在廣角端觀察近處，有問題再拉近查看。智能視頻分析單元剛安裝完畢時，值班人員仍然如此操作，導(dǎo)致拍攝視角較寬，縱深上近處、和遠(yuǎn)處目標(biāo)大小差異較大，當(dāng)近處目標(biāo)尺寸符合報警規(guī)范要求時，遠(yuǎn)處目標(biāo)就較小了，容易產(chǎn)生漏報，尤其在夜間照明條件不理想的情況下，攝像機能探測報警的范圍較小，造成無法實現(xiàn)無縫連接。

　　因此，我們改變攝像機的工作模式，平時將攝像機固定在長焦端工作，觀察區(qū)域從近前前移到200米以外范圍，這樣目標(biāo)在200?300米內(nèi)差別就沒那么大，報警有效區(qū)域明顯擴大。整個周界攝像機這樣調(diào)整后，組成接力式報警探測區(qū)域。但每一列攝像機起點位置會產(chǎn)生燈下黑現(xiàn)象，末端位置則拍攝到超出周界的無效區(qū)域，所以將末端最后兩臺攝像機移到起點第三、四臺攝的位置反向拍攝，確保周界完全被覆蓋，從而實現(xiàn)整個周界無縫連接，任意兩臺相鄰攝像機的防區(qū)都有限重疊，重疊區(qū)域都會產(chǎn)生報警，保證報警探測區(qū)域的連續(xù)性。

　　夜間照明

　　原系統(tǒng)紅外燈都是直接掛在云臺攝像機防護罩上，紅外照明隨云臺指向移動，但攝像機都放置在望遠(yuǎn)端工作時，攝像機俯視角就會明顯減小，紅外燈就對著空中照射了，且紅外燈有效作用距離較近，根本不可能照亮200米外地面。因此將所有紅外燈都從云臺攝像機上拆下來，以固定方式安裝在較低位置，均勻分布在周界沿線，沿圍墻形成了一個較均勻的紅外照明帶，明顯改善了夜間照明效果，保證晚上系統(tǒng)有效工作，從而提高了系統(tǒng)的精確率。

　　無預(yù)置位

　　原系統(tǒng)云臺攝像機沒有預(yù)置位，但智能視頻分析需要根據(jù)場景設(shè)置報警規(guī)則，場景會隨攝像機移位變化，那之前設(shè)置的規(guī)則就無效了。通常情況需要更換設(shè)備，但業(yè)主要求盡量利用現(xiàn)有設(shè)備。經(jīng)分析，首先，我們讓每臺攝像機設(shè)置場景時都工作在最長焦的狀態(tài);其次，為每個場景制定一個指示標(biāo)牌，標(biāo)牌被實地安裝在該場景左下角或者右下角，標(biāo)牌上有攝像機編號和左右位置符號和定位標(biāo)志。如果攝像機偏離了場景設(shè)定位置，值班人員只需先把攝像機變焦推到最遠(yuǎn)端，然后根據(jù)指示將畫面左下角或者右下角對準(zhǔn)相應(yīng)標(biāo)牌的定位標(biāo)志就能恢復(fù)到初始位置了。

　　小動物

　　該基地地處鄉(xiāng)野，各種小動物比較多，易產(chǎn)生誤報。初期沒有急于調(diào)整而是囑咐值班人員注意觀察，經(jīng)過一段時間積累后，根據(jù)誤報記錄基本掌握了小動物情況，再設(shè)置了最小目標(biāo)尺寸過濾器，基本排除了小動物引起的誤報。[nextpage]

　　植被

　　該項目開始改造的時候是冬季，周界附近沒有明顯的植物，系統(tǒng)運行4個月后，地面開始長草，夏天時雜草能長到比人還高，加上風(fēng)吹搖晃，較容易產(chǎn)生誤報警，而且很難通過調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)避免。經(jīng)過溝通，用戶了解到合適的環(huán)境是保證系統(tǒng)有效性的重要因素，于是用戶決定把定期除草列為保衛(wèi)工作的組成部分，有力保障了系統(tǒng)運行。

　　汽車遠(yuǎn)光燈

　　該基地周界兩側(cè)有公路，且沒有路燈，車輛較少，所以晚上經(jīng)過的車輛常會打開遠(yuǎn)光燈，遠(yuǎn)光燈光線會向空中投射，有時直接照射到攝像機上，造成攝像機短暫畫面全白。我們調(diào)整了靠公路的攝像機朝向，盡量讓攝像機拍攝邊緣緊貼圍墻，整個視角略微向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)，同時在一些必需的位置給攝像機加裝遮光罩，基本解決了遠(yuǎn)光燈直射問題。

　　蒸汽

　　在基地內(nèi)有幾個蒸汽排放口正好靠近周界，尤其是在冬天，濃濃的白色蒸汽不斷噴涌占據(jù)的大半畫面，容易產(chǎn)生誤報警。通過能變換角度的攝像機盡量變換視角，實在不能變換的也盡量利用遮幅的方式收窄視場，對于殘余的少量蒸汽，利用形狀和運動方向都不穩(wěn)定的特性啟用形狀與方向過濾器濾除，基本上解決了蒸汽誤引起報警的問題。

　　系統(tǒng)改造方案

　　改造在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行，原有設(shè)備包括42套云臺攝像機和紅外燈、光端機、DVR、監(jiān)視器、控制鍵盤。系統(tǒng)新增了42臺智能視頻分析單元、1臺管理PC，以及網(wǎng)絡(luò)交換機、視頻分配器、報警控制器、警燈、警笛等設(shè)備。

　　前端攝像機信號經(jīng)光端機傳回中控室后接入視頻分配器，視頻信號一分為二，一路接到DVR，另一路接到智能視頻分析單元。智能視頻分析單元是基于DSP的視頻分析設(shè)備，模擬圖像在這里被采樣然后進行分析，分析結(jié)果通過以太網(wǎng)傳送到管理PC。管理PC上安裝了管理軟件和數(shù)據(jù)庫，可以統(tǒng)一管理所有的智能視頻分析單元，可以設(shè)置報警規(guī)則，接收存儲報警信息，并提供查詢功能。當(dāng)管理PC收到智能視頻分析單元傳來的報警信息，管理軟件會彈出報警畫面，附有詳細(xì)的時間、位置、規(guī)則等文字描述，同時還可以發(fā)出警告音以防值班人員不在電腦前沒有注意到發(fā)生報警。智能視頻分析單元還可以輸出干節(jié)點信號給報警控制器，在需要的時候開啟外場警燈警笛阻嚇入侵者。

　　與其他系統(tǒng)協(xié)同工作

　　該系統(tǒng)系統(tǒng)較簡單，所以協(xié)同工作有兩個部分。

　　第一個部分是外場警告，利用智能視頻分析單元的干節(jié)點輸出報警信號到報警控制器，啟動外場的警報、警笛裝置，阻嚇入侵者，同時也為外場巡邏的保安人員提供明確位置指示，便于他們迅速準(zhǔn)確地處置。為了保證準(zhǔn)確性，外場警告在值班人員人工復(fù)核報警確認(rèn)需要后才啟動。

　　第二個部分是DVR，也是利用智能視頻分析單元輸出報警信號到DVR的報警輸入，可以將平時的16畫面模式切換到單個報警畫面，以便值班人員察看現(xiàn)場復(fù)核報警。

　　實際應(yīng)用效果

　　整個系統(tǒng)投入運行后，明顯提高了該基地對翻越周界行為的反應(yīng)和處理能力，在初期快速準(zhǔn)確地處理了幾起翻越事件后，試圖翻越的人很快減少，有力遏制了之前經(jīng)常出現(xiàn)的翻越行為，提高了基地的治安水平。