智慧影片技術在現代化工廠中的應用-知識星球

影片監控的概念介紹及其發展

影片監控是安全防範系統的重要組成部分，英文Cameras andSurveillance。傳統的監控系統包括前端攝像機、傳輸線纜、影片監控平臺。

攝像機可分為網路數字攝像機和模擬攝像機，可作為前端影片影象訊號的採集。它是一種防範能力較強的綜合系統。影片監控以其直觀、準確、及時和資訊內容豐富而廣泛應用於許多場合。近年來，隨著計算機、網路以及影象處理、傳輸技術的飛速發展，影片監控技術也有了長足的發展。

影片監控系統發展了短短二十幾年時間，從模擬監控到火熱數字監控再到方興未艾網路影片監控，發生了翻天覆地變化。

第一代影片監控是傳統模擬閉路影片監控系統（CCTV）

依賴攝像機、纜、錄影機和監視器等專用裝置。例如，攝像機透過專用同軸纜輸出影片訊號。纜連線到專用模擬影片裝置，如影片畫面分割器、矩陣、切換器、卡帶式錄影機（VCR）及影片監視器等。

第二代影片監控是當前“模擬-數字”監控系統（DVR）：

“模擬-數字”監控系統是以數字硬碟錄影機DVR為核心半模擬-半數字方案，從攝像機到DVR仍採用同軸纜輸出影片訊號，透過DVR同時支援錄影和回放，並可支援有限IP網路訪問，由於DVR產品五花八門，沒有標準，所以這一代系統是非標準封閉系統。

第三代影片監控是未來完全IP影片監控系統IPVS：

全IP影片監控系統與前面兩種方案相比存在顯著區別。該系統優勢是攝像機內建Web伺服器，並直接提供乙太網埠。這些攝像機生成JPEG或MPEG4資料檔案，可供任何經授權客戶機從網路中任何位置訪問、監視、記錄並列印，而不是生成連續模擬影片訊號形式影象。

第四代影片監控是基於雲端計算的影片監控

雲監控實現了影片監控接入網際網路的飛躍，把影片監控的價值充分發揮，應用更靈活。

智慧影片監控的發展現狀

當前影片監控已全面進入全數字化時代，即網路化影片監視系統，它基於標準的ＴＣＰ／ＩＰ協議，所以又稱為ＩＰ監控系統，最早出現於２００１年。數字化影片監控的優點是剋服了模擬閉路電視監控的侷限性：數字化影片可以在計算機網路上傳輸影象資料，基本上不受距離限制，訊號不易受幹擾，可大幅度提高影象品質和穩定性；數字影片可利用計算機網路聯網，網路頻寬可復用，無須重覆佈線；數字化儲存成為可能，經過壓縮的影片資料可儲存在磁碟陣列中或儲存在光碟中，查詢簡便快捷。在智慧化方面，當前影片監控系統試圖利用計算機視覺技術對攝像機採集的影片資訊進行分析、理解和處理，將無關的資訊濾除，只將提取出的有用的資訊報告給監控人員進行處理，從而實現預警、防範和主動監測的功能，以達到代替人完成監控任務的目的。一種基本的智慧影片系統結構如下圖所示。

智慧影片監控基本結構

智慧影片技術目前已在如下的幾個地方得到應用：

１．高階影片移動偵測：在複雜的天氣環境中（例如雨雪、大霧、大風等）精確地偵測和識別單個物體或多個物體的運動情況，包括運動方向、運動特徵等。

２．物體追蹤：偵測到移動物體之後，根據物體的運動情況，自動傳送ＰＴＺ控制指令，使攝像機能夠自動跟蹤物體，在物體超出該攝像機監控範圍之後，自動通知物體所在區域的攝像機繼續進行追蹤。

３．人物面部識別：自動識別人物的臉部特徵，並透過與資料庫檔案進行比較來識別或驗證人物的身份。此類應用又可以細分為“合作型”和“非合作型”兩大類。“合作型”應用需要被監控者在攝像機前停留一段時間，通常與門禁系統配合使用；“非合作型”則可以在人群中識別出特定的個體，此類應用可以在機場、火車站、體育場館等安防應用場景中發揮很大的作用。

４．車輛識別：識別車輛的形狀、顏色、車牌號碼等特徵，並反饋給監控者。此類應用可以用在被盜車輛追蹤等場景中。

５．非法滯留：當一個物體（如箱子、包裹、車輛、人物等）在敏感區域停留的時間過長，或超過了預定義的時間長度就產生報警。典型應用場景包括機場、火車站、地鐵站等。

６．交通流量控制：用於在公路上監視交通情況，例如
統計透過的車數、平均車速、是否有非法停靠、是否有故障車輛等等。

就國內來說，隨著近十年的學習進步，出現了海康威視、大華等一些影片監控產品提供商，並都已進入全球前十的行列，在這個領域做出了很大的貢獻。比如海康威視的智慧可控攝像機，運動過程中影象平穩、預置定位精確，還實現了報警聯動、巡航掃描、花樣掃描、定時啟動、兩點掃描等功能，滿足了大多數場合的需要。但是，我們還是必須看到，國內的產品所使用的機芯大多仍是由ＳＯＮＹ等國外提供是供應的，另外在智慧演演算法方面缺乏專利權，同國外先進水平仍有相當的差距。

智慧影片技術與現代化工廠

影片監控只是安防行業的其中一個重要應用領域，以往並沒有融入系統、互聯這些概念。但是近年來，由於平安工程、電力變電站、銀行網點監控聯網、現代化工廠等對網際網路需求的不斷增長，打破了傳統影片監控的狹窄領域，在物聯網的大背景下提出了新的應用需求。

1、生產資訊檢測

在工廠中會有很多現場的資訊操作人員需要第一時間獲取到，如火炬的燃燒與否，壓縮機、泵等動裝置是否在轉動，貨物列車是否到位，包裝線是否運轉等等資訊。這些資訊可利用攝像機的最基礎功能加之現代過程控制系統的強大網路通訊速度，可輕鬆實現操作人員在總控室就可以直觀的看到現場的實際狀況。

2、報警聯動功能

智慧影片技術可設定行為分析規則，當物體觸發行為分析規則時，系統產生報警，並以預先設定的報警方式通知使用者。