編者按：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們安全意識的整體提高，先進(jìn)安防設(shè)備日益走近別墅及住宅區(qū)。作為其中的代表，智能視頻服務(wù)器具有技術(shù)成熟、可靠性高、易擴(kuò)展、操作簡便等優(yōu)點，并逐漸成為防盜探測報警系統(tǒng)的主要應(yīng)用，因而必將替代傳統(tǒng)的防盜報警設(shè)備。

　　行業(yè)概述

　　隨著社會的發(fā)展，人們安防意識的提高，現(xiàn)代化的安防技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。在一些重要的區(qū)域，如學(xué)校、軍事基地、武器彈藥庫、銀行金庫、油庫等處，為了防止各種非法入侵、破壞和盜竊活動。傳統(tǒng)的防范措施是在這些區(qū)域的外圍周界處設(shè)置一些屏障或阻擋物，如鐵柵欄、圍墻、鋼絲籬笆網(wǎng)等，或是安排人員加強(qiáng)巡邏。但在目前，犯罪分子頻頻利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，犯罪手段更加復(fù)雜化、智能化的情況下，傳統(tǒng)的防范手段己難以滿足要害部門、重點單位安全保衛(wèi)工作的需要。而人力防范往往受時間、地域、人員素質(zhì)和精力等因素的影響，亦難免出現(xiàn)漏洞和失誤。因此，應(yīng)用先進(jìn)的周界探測技術(shù)就成為大勢所趨。周界探測，一旦發(fā)現(xiàn)入侵者可立即發(fā)出報警，抓拍圖像、跟蹤入侵人員，就像在重要區(qū)域的周界處強(qiáng)加了一道人眼看不見的“電子眼”，忠誠地守衛(wèi)著要害區(qū)域。

　　目前國際上應(yīng)用的周界探測報警器材及系統(tǒng)主要有以下幾種。

　　· 主動紅外報警系統(tǒng);

　　· 微波墻式報警系統(tǒng);

　　· 泄露電纜式周界探測報警系統(tǒng);

　　· 駐極體振動電纜報警系統(tǒng);

　　· 智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)。

　　在周界防護(hù)手段中采用最多的是主動紅外對射報警探測器加總線制報警主機(jī)的方式，這種方式具有技術(shù)成熟、可靠性高、易擴(kuò)展、操作簡便等優(yōu)點。主動紅外是指這種報警探測器本身發(fā)射紅外線束，由發(fā)射端和接收端兩部分組成，根據(jù)工作距離的不同一般分為雙光束和四光束兩種，100m之內(nèi)的通常為雙光束，100m以上通常為三光束。

　　主動紅外報警系統(tǒng)主要是由主動紅外探測器和報警主機(jī)這兩個基本部分組成，根據(jù)需要還會配置計算機(jī)管理軟件、報警聯(lián)動板、聯(lián)動顯示板、報警打印機(jī)等等。工作時，發(fā)射端發(fā)出紅外光束，與它相對的接收端收到紅外光束以后即處于警戒狀態(tài)，當(dāng)光束全部被遮擋時，探測器接收端即發(fā)出報警信號給報警主機(jī)。主機(jī)接收到信號后發(fā)出聲光報警信號，同時輸出報警聯(lián)動信號驅(qū)動相關(guān)的設(shè)備動作，如計算機(jī)軟件、聯(lián)動顯示板等，為相關(guān)人員處理報警事件提供明確的方向。

　　當(dāng)前存在的弊端是，當(dāng)夜間100m以上較長距離的對射式紅外報警時，保安值班人員無法及時判斷準(zhǔn)確的位置，使用攝像機(jī)聯(lián)動進(jìn)行抓拍也很難做到準(zhǔn)確，出事之后往往靠錄像資料分析可疑人員。

　　上述報警方式不太適用于此項目。原因是此項目環(huán)境太復(fù)雜，比如樹葉的遮擋等，會頻繁造成誤報，且誤報率比較高。如果采用近距離的紅外對射裝置(40m以內(nèi))與攝像機(jī)聯(lián)動是可以的，但工程造價高，線纜較多，施工難度較大。

　　別墅需求分析

　　杭州某別墅出于安全考慮，決定安裝一套防范智能視頻分析系統(tǒng)方案。

　　鑒于周界安全的重要性，其監(jiān)控系統(tǒng)必須具備安全性、有效性、監(jiān)控能力強(qiáng)、檢測率高、誤報率低的特點。監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)根據(jù)各個中繼站的使用功能、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)主的要求，以節(jié)約成本為出發(fā)點，并貫徹國家已頒布實施的有關(guān)“規(guī)范”和“標(biāo)準(zhǔn)”，綜合運用電子信息技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、安全防范技術(shù)等，構(gòu)成先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)適用的安全防范體系。[nextpage]

　　根據(jù)客戶需求， 場景為一個20×25m周界的別墅，嚴(yán)密監(jiān)控區(qū)域的前端系統(tǒng)的核心是在別墅周圍“發(fā)現(xiàn)可疑行為的人”和“攝像并報警”，尤其以“發(fā)現(xiàn)可疑行為的人”作為設(shè)計基礎(chǔ)。只有在發(fā)現(xiàn)了可疑行為的基礎(chǔ)上，攝像才更有實際意義。在傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控模式下，管理人員需要監(jiān)視太多的視頻畫面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人的接受能力，導(dǎo)致實際監(jiān)控效果低下。實驗結(jié)果表明，在盯著視頻畫面22 分鐘之后，人眼將對視頻畫面里95%以上的活動信息視而不見。因此需要智能視覺監(jiān)控來改善監(jiān)控效果，同時減輕管理人員的負(fù)擔(dān)。這樣才能真正讓控制中心人員從繁雜的電視監(jiān)控工作中解脫出來，以便有更多的精力去應(yīng)對可疑現(xiàn)場。所以，選擇一套成熟的、可靠的檢測產(chǎn)品，對于安防項目的成功有著深刻的意義。

　　在經(jīng)過長時間的發(fā)展之后，目前智能視覺分析技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，不僅在技術(shù)上不輸于國外的產(chǎn)品，產(chǎn)品性能也備受市場的肯定。

　　該別墅的應(yīng)用產(chǎn)品是基于嵌入式智能視覺分析技術(shù)的監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)，它具有入侵檢測、非法停車檢測、遺棄物檢測、物品搬移檢測和自動PTZ跟蹤等功能模塊，可以很好地解決所遇到的各種難題。而且，具有學(xué)習(xí)自適應(yīng)能力，即使是在極端惡劣的環(huán)境和照明條件下也可以保持極高的性能——在保持99.9%超高檢測率的同時，只有極低的誤報率(少于1個/天)。

　　系統(tǒng)設(shè)計方案

　　產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)要求——入侵檢測

　　1、需求分析

　　需要對一個占地面積20m×25m的別墅進(jìn)行周界防范，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑人物在別墅外徘徊或有想入侵別墅的行為時，要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動檢測入侵目標(biāo)，并標(biāo)識其入侵軌跡，同時發(fā)出報警通知管理人員前去處理。并且保證別墅主人開車到別墅周圍500米內(nèi)的地方時，能夠通過車載電腦無線訪問到各監(jiān)控視頻畫面。

　　2、解決方案

　　· 將設(shè)備設(shè)定為入侵檢測模式，采用固定攝像機(jī)安裝在周圍20m×25m周界上進(jìn)行無縫覆蓋，形成一道虛擬的監(jiān)控圍墻，如圖1所示。

圖1 監(jiān)控場景俯視圖 [nextpage]

　　如圖1，別墅周界為20m×20m的區(qū)域，圖中在其中一邊的兩臺攝像機(jī)都選用1/3″CCD的12mm攝像機(jī)，另外別墅大門口的一臺攝像機(jī)選用1/3″CCD和8mm鏡頭的攝像機(jī)， 經(jīng)計算，當(dāng)攝像機(jī)采用1/3″CCD—chip，鏡頭使用12mm時，攝像機(jī)所裝的高度為5m，此時攝像機(jī)的有效檢測范圍(有效檢測范圍是指在監(jiān)控畫面中能完整顯示不高于3m物體的最遠(yuǎn)距離)為40m時，當(dāng)攝像機(jī)采用1/3″CCD—chip，鏡頭使用8mm時，攝像機(jī)所裝的高度為5m，此時攝像機(jī)的有效檢測范圍(有效檢測范圍是指在監(jiān)控畫面中能完整顯示不高于3m物體的最遠(yuǎn)距離)為25m時，該智能視覺服務(wù)器能夠?qū)崿F(xiàn)最高的檢測率和最低的誤報率(檢測率：99.9%;誤報率：少于1個/天)，攝像機(jī)安裝方法如圖2所示。

圖2  固定攝像機(jī)(12mm鏡頭)監(jiān)控有效距離為40m(側(cè)視FOV圖)

　　從圖2中可以看出，攝像機(jī)在垂直面上的監(jiān)控范圍，監(jiān)控有效范圍為40m，它的監(jiān)控盲區(qū)為前14m，最遠(yuǎn)監(jiān)控距離是距離攝像機(jī)前方54m(14+40)的地方。攝像機(jī)在水平面上的監(jiān)控范圍見圖3。

圖3 固定攝像機(jī)(12mm鏡頭)監(jiān)控40m距離(俯視FOV圖)

圖4 固定攝像機(jī)(8mm鏡頭)監(jiān)控有效距離為25m(側(cè)視FOV圖)

圖5 固定攝像機(jī)(8mm鏡頭)監(jiān)控25m距離(俯視FOV圖)[nextpage]

　　從圖3中可以看出，別墅的后面寬20m，需要用兩臺攝像機(jī)把這20m的監(jiān)控范圍覆蓋起來，當(dāng)目標(biāo)物體距離攝像機(jī)25m遠(yuǎn)時，攝像機(jī)所能監(jiān)控到的范圍為10.4m，這樣兩臺攝像機(jī)對稱地安裝，剛好可以滿足完全覆蓋別墅后面的寬邊要求(2×10.4≈21m>20m)。該系統(tǒng)實際的安裝如圖1，攝像機(jī)應(yīng)該安裝在約與長邊平行，而距離寬邊25m的地方，這樣，別墅大門處距離攝像機(jī)25+25=50m，即攝像機(jī)需要監(jiān)控的范圍為距離攝像機(jī)25m到50m的地方，而該攝像機(jī)的有效監(jiān)控范圍為距離攝像機(jī)14m到54m的地方，完全在攝像機(jī)的有效監(jiān)控范圍內(nèi);

　　· 將周界監(jiān)控范圍內(nèi)所有禁止入侵的區(qū)域設(shè)置為防區(qū)。這樣當(dāng)有入侵者侵入防范區(qū)域時就會被智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)自動鎖定并標(biāo)識出行動軌跡，同時會發(fā)出報警。這里的報警分前端和后端兩種報警，前端報警可通過聲光報警器來實現(xiàn)，入侵者觸發(fā)報警時，監(jiān)控系統(tǒng)會發(fā)出警報聲警告入侵者，并可打開強(qiáng)光燈使入侵者無處藏身;后端報警可通過PC軟件來實現(xiàn)，通知管理人員馬上對入侵行為進(jìn)行處理。這樣就真正做到了“事前防范”的目的，避免造成經(jīng)濟(jì)損失;

　　· 該智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)的錄像功能可設(shè)置為“報警觸發(fā)錄像”，即在發(fā)生報警時才觸發(fā)錄像功能，這樣可以過濾掉大量無用的錄像內(nèi)容，既節(jié)省了錄像硬盤空間，延長了可錄像時間，又避免了翻看錄像時的大量繁瑣工作，只需對報警時的錄像進(jìn)行確認(rèn)即可;

　　· 該智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)可檢測不同方向的入侵，可根據(jù)需要設(shè)置進(jìn)入防區(qū)的方向為非法方向，而出防區(qū)的方向為合法方向。這樣就只對進(jìn)入防區(qū)的人或車輛進(jìn)行檢測并報警，而對走出防區(qū)的人和車輛視而不見;

　　· 該系統(tǒng)可以及時清楚報警，對靠近和進(jìn)入別墅的人確認(rèn)為安全時，可以在報警后立即清除報警;

　　· 該智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)支持日程設(shè)置，即可對監(jiān)控區(qū)域劃分時段進(jìn)行檢測。例如，上午7時至9時這段時間設(shè)置為不檢測時段，以避免不必要的報警;而從上午9時至次日第二天7時這段時間不允許任何人員進(jìn)入防區(qū)，則設(shè)置為入侵檢測時段，嚴(yán)密防范。當(dāng)然，也可以根據(jù)需要來設(shè)定防范日程或全天防范;

　　· 該智能視覺服務(wù)器提供了智能、靈活、有效的入侵檢測功能，能夠自動檢測侵入監(jiān)控防區(qū)的入侵者(人和交通工具)，能夠自動區(qū)分入侵者的種類、大小、速度、移動方向等特征，并能有效的識別偽裝;

　　· 該系統(tǒng)的智能處理模塊具有室外環(huán)境應(yīng)用能力，能夠?qū)Νh(huán)境背景進(jìn)行自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和自調(diào)節(jié)功能，當(dāng)天氣環(huán)境變化時不需要手工更改系統(tǒng)參數(shù);

　　· 前端設(shè)備在對輸入視頻流進(jìn)行智能處理之后，同時支持模擬視頻和網(wǎng)絡(luò)流媒體視頻雙模輸出，便于與傳統(tǒng)監(jiān)控結(jié)合起來，達(dá)到全面的監(jiān)控效果;

　　· 車載電腦可通過網(wǎng)橋設(shè)備來訪問TRK設(shè)備，可以即時地觀看攝像機(jī)所監(jiān)控的場景，并對危險情況進(jìn)行判斷。

　　系統(tǒng)組網(wǎng)

　　考慮到天氣變化、夜間光線不足等情況，前端攝像機(jī)需安裝紅外燈，以保證光線不足時的檢測不受影響，車載電腦訪問TRK等設(shè)備可以通過網(wǎng)橋連接的方式來實現(xiàn)!具體組網(wǎng)方式如圖6所示：

圖6 智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)圖

　　結(jié)語

　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們安全意識的整體提高，別墅及住宅區(qū)先進(jìn)安防設(shè)備的應(yīng)用漸漸成為趨勢，以智能視頻服務(wù)器為主要應(yīng)用的智能防盜報警系統(tǒng)必將慢慢替代傳統(tǒng)的防盜報警設(shè)備。此別墅應(yīng)用的智能視頻服務(wù)器提供了強(qiáng)大的周界防范及入侵報警功能，最大程度的保障了別墅系統(tǒng)的整體安全。