基于视频的智能行为分析.docx
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基于视频的智能行为分析
智能视频行为分析
技
术
方
案
目录
第一章前言3
第二章智能系统3
一智能技术简介3
1．概述3
2．系统结构5
3．智能哨兵（DRVideoSentry）5
4．视频矩阵（DRMatrix）8
5．视频存储服务器（DRStorage）8
6．控制服务器（DRControlCenter）8
7．系统特点9
8．实施案例9
9．系统连接示意图10
二需求分析10
1．周界防卫11
2．通道异常情况12
3．大门警戒区12
4．重点警戒区域异常情况13
5．监舍内异常情况13
6．智能哨兵系统任何故障异常13
三解决方案13
1．每个监控点的具体实施14
2．分控点系统具体设计15
3．网络主控中心系统具体设计15
四产品技术资料说明15
1．智能哨兵警戒子系统技术方案15
2．智能视频处理单元Dr200\100016
3．规则、系统参数设定控制台17
4．报警控制台17
5．报警联动控制系统17
6．红外夜视系统20
第三章智能出入管理系统24
一系统概述24
1．系统架构24
2．功能简述24
二设计原则25
1．系统的实用性25
2．系统的稳定性25
3．系统安全性25
4．系统可扩展性26
5．系统易维护性26
三系统流程26
四系统模块27
1．面相识别模块27
2．证件自动识别模块28
3．来访出入登记模块29
第一章前言
随着计算机技术在各行各业的广泛应用，计算机软硬件设备的高速发展使智能防卫监控已经达到了监狱监控系统实际应用的要求，并正逐步投入到实用中。
通过新型报警系统与计算机技术的有效结合，可以有效的加强对服刑人员的管理，减少发生意外情况发生，通过系统平台可以直观及时的反映重要地点的现场情况，增强安全保障措施，是监狱现代化管理的重要手段。
第二章智能分析系统
智能分析系统能让前端摄像机实时自动“发现情况”，并主动“分析”视野中的监视目标，同时判断出这些被监视目标的行为是否存在安全威胁，对已经出现或将要出现的安全威胁，及时向值班人员通过声音、短信、邮件等发出警报，极大地避免值班人员倦怠、脱岗等因素造成情况误报和不报，切实提高银行的安全防范能力，实现智能化监控。
一智能分析技术简介
1．智能分析概述
东润“火眼”智能分析与传统的信号量安防技术（如红外、震动、磁感等）不同，智能分析技术是一种以“计算机视觉”为基础的新型安防监控技术，通过先进可靠的数字视频分析和识别技术，实现对重点部位，要害场合安全防卫的自动化和智能化。
就好比将摄像机当作人的眼睛，用电脑系统代替人脑，自动对摄像机视野中的场景和对象进行分类、识别和威胁判断，进而采取相应的措施。
东润“火眼”的部署和设防工作都比较非常简单，硬件建设只需在视频监控的基础上，架设“火眼”终端和管理服务器即可。
管理员通过管理计算机选定警戒场所（视频监控点），同时根据该场所的安全需求设置相应的安全规则，就可完成该场所摄像机视野中的现场安全警戒设防工作。
安全规则的内容包括：
需要防范和监视的目标，如人或交通工具、不明物体、任何物体等；目标对象的行为规则，如【穿越】、【消失】、【滞留】等等。
通过智能分析系统的应用，一方面可以实现智能化无人值守，与流动保安人员结合，提高对防卫区域的安全警卫力度，降低人为因素造成的疏忽；另一方面将功能单一的视频监控点改造成为一个具有视频分析和识别功能的智能传感器，使得视频监控系统从简单的视频监控模式，提升成为一个由多个视频传感器组成的智能警卫网络，能自动地完成全网的保安预警功能，从而进一步提高警卫资源配置效率。
2．系统结构
图2智能哨兵防卫系统结构
东润智能哨兵系统是以智能哨兵技术为基础，以电子地图为管理交互界面的，结合目前成熟的数字视频监控技术，面向重点区域安全防卫任务的智能化安防系统。
系统分为东润视频矩阵，东润视频存储服务器，东润监控防卫平台和东润控制服务器四个组件，以及底层由智能哨兵前端（ivBox+DVS）构成的视频传感网络。
3．东润智能哨兵（DRVideoSentry）
DRVideoSentry是东润智能哨兵系统的核心组件，实现对布防区域的实时态势感知和警情可视化功能，可用于安防值班和指控辅助决策等场合。
图3智能哨兵防卫系统功能结构
DRVideoSentry组件包括以下功能：
Ø电子地图：
基于地图的交互界面，标注每一个监控点的位置信息；双屏显示；
Ø视频监控：
可调阅任一监控点的实时画面监控与历史录像；摄像机云台控制与漫游。
Ø报警可视化：
动画声音提示，在地图上标注报警点位；提供报警点即时快照和实时视频，满足任何时刻及地点的需求
Ø报警分发与联动：
报警时可联动控制相关摄像机进行场景对象追踪以取得详细视频资料；显示报警类型对应的处置预案；可联动控制相关的灯光、警铃等设备；报警信息可向通过无线局域网连接的手持设备（PDA）发送报警信息，或者产生短信、彩信等形式的分发通知，。
Ø报警日志：
查看报警历史记录，包括文字日志、快照和历史录像。
Ø视频分析与报警规则设置：
对智能哨兵安全防卫规则进行设置和维护，这些规则将用于智能哨兵系统对防卫视野内的安全威胁进行分析判断。
东润智能哨兵防卫系统实现的防卫规则如下：
1
〖目标〗识别
识别：
人，交通工具，不明物体，任何物体等。
2
〖行为〗识别
【穿越】警戒线
识别：
目标从某方向穿越一条在摄像机的视野场景内画出来的“虚拟警戒线”。
【穿越】两条警戒线
识别：
目标从某方向在用户设定的时间内同时穿越两条“虚拟警戒线”。
【进入】
识别：
目标从任何方向进入“警戒区域”。
【离开】
识别：
目标从任何方向离开“警戒区域”。
【出现】
识别：
目标首次进入到摄像机的场景内；或未进入到摄像机视野中，但出现在“警戒区域”内。
【消失】
识别：
目标从摄像机视野中离开；或从“警戒区域”消失。
【在内】
识别：
目标在“警戒区域”内移动。
【遗留】
识别：
目标被遗留在摄像机视野中或“警戒区域”内。
【取走】
识别：
物件从摄像机视野中或“警戒区域”内被取走。
【滞留】
识别：
人员或车辆停留或在摄像机视野中或警戒区域内移动的时间超过一定时间。
3
侦测:
场景变化
识别：
摄像机视野或“警戒区域”内景象发生变化。
表格1智能哨兵防卫功能
另外，为了提高识别精度，智能哨兵布防和规则设置还可实现以下功能：
1
物件大小过滤器
识别：
过滤掉那些体积大小一般上不可能是“警戒对象”，但却会引发假警报的人或物。
2
物件大小变化过滤器
识别：
过滤掉那些体积变化急速，一般上不可能是警戒对象，但却会引发假警报的人或物。
3
多场景设定
能为同一台摄像机储存不同场景和各自的规则．
4
瞬息万变物体／海潮过滤器
识别：
过滤掉那些外形变化急速，在摄像机的场景更新之间向不同方向迅速迁移，一般上不可能是警戒对象，但却会引发假警报的物体；包括闪烁耀眼的水面反光．
表格2智能哨兵高级功能
同时，智能哨兵系统可根据安全防卫的具体应用环境和要求，定制集成其他安防设施，如红外对射、震动监测、声音监测等等安防系统，并且统一纳入联动管理和基于地图的报警可视化流程中。
4．东润视频矩阵（DRMatrix）
DRMatrix（视频矩阵）完成摄像机到监视器（电视墙）的画面分发与管理；
Ø支持多画面显示；
Ø用户自定义的矩阵分发规则；
Ø用户自定义的轮询模式。
5．东润视频存储服务器（DRStorage）
DRStorage完成对监控点的数字视频录像：
Ø可根据需要选择全天候录像和智能哨兵报警联动录像；
Ø可设置录像时长和资料保存时间；
Ø提供历史录像资料的网络查询与调阅；
6．东润控制服务器（DRControlCenter）
DRControlCenter是智能哨兵系统的系统设置中心：
Ø智能哨兵前端设备管理；
Ø用户管理；
Ø监控权限管理；
Ø处置预案管理；
Ø电子地图编辑
–地图基于标准图形文件，可使用图片、照片和结构图等
–通过子地图热点构建多层地图
–简化地图热点工具：
摄像机位置，报警点位置
–热点与内容描述
–报警热点的联动动作设置
7．系统特点
●基于先进的视频分析和处理技术，系统部署无须进行复杂的施工建设工程。
●实时、主动发现安全区域的安全威胁事件：
非法入侵、放置可疑爆炸物、徘徊、偷盗等
●灵活的自定义安全规则，可实现分时段、分目标、分对象的安全警卫。
●针对安全威胁的实时警报：
发现安全威胁时，实时产生安全警告，应用平台可通过多种手段，主动向对值班指挥中心、固定岗哨、巡逻哨，勤务中队等报警。
●前端采用高可靠的嵌入式技术，可实现7X24小时的全天候自动值勤
●提供录像资料高检索和安全分析功能：
如没有及时发现的周边界入侵（没有设置智能哨兵），事后可对该部分的录像资料，作高精度的检索，系统自动检索发现入侵行为的时间、位置、目标等。
●解决了特殊情况下虚警和误报问题，通过系统自动判断或者规则预设，对虚警和误报进行过滤，如：
天气的突然变化，哨兵在固定时间的换岗等等
对虚警和误报进行过滤，如：
天气的突然变化，哨兵在固定时间的换岗等等
8．实施案例
本系统自2006年以来已在武警部队多个信息化试点建设项目中成功部署和运行，取得了良好的效果，得到了建设单位和部队首长的肯定和好评。
9．系统连接示意图
二需求分析
《监狱》是强制管理违法犯罪人员的场所，在管好在押人员、保障社会安全的同时，也要保障狱警人员的安全、在押人员的安全。
所以《监狱》的周界防范以及犯人日常行为监控变得越发重要。
《监狱智能哨兵系统》不仅能在第一时间对诸如越狱或意欲越狱等事件做快速反应，还能提供事件发生前后一定时间内的查证资料；同时采用监控远程传输技术实现省局监控中心对各个《监狱》的监控，为《监狱》的管理工作提供更有效的管理手段，大大减轻监管人员的压力，提高管理的效率和质量。
本着科学性、实用性和先进性的指导思想，建设以监控值班室为指挥中心，以智能哨兵和网络视频监控系统相结合的安全保障系统。
对重点防卫场所安装智能哨兵，以达到24小时无人职守，实时报警提高其防卫等级。
值班平台通过电子图直观的反应出摄像机的分布情况，报警的触发地点等信息。
值班人员只需点击平面图上对应的图标就能时实查看摄像机图像和录像资料。
目前整个监狱的防卫主要分为两个部分，一为武警中队防卫的整个监墙周界区域。
二为监狱内部公安管理的监狱内部区域。
共区域入侵报警系统的设计应根据建筑物的使用功能、建设标准及业主的要求，并贯彻国家已颁布实施的有关“规范”和“标准”，考虑到节约成本，综合运用电子信息技术、计算机网络技术、安全防范技术等，构成先进、可靠、经济适用的安全防范体系。
1．周界防卫（预防犯人经过内部缓冲区越墙逃跑）
1、【人】由内【异常】接近四周肩墙
防卫事件：
【犯人】企图越狱
布防时间：
24小时全天候
警戒对象：
【人】
安全规则触发：
当【人】由内过分接近肩墙触发预警警报
监控中心1号显示屏自动显示：
现场的视频图像
监控中心2号显示屏自动显示：
文字屏幕显示：
【目标】越过1号【警戒线】
照片：
目标越过1号警戒线时的瞬间照片及运动方向、警报时间、区域、那路摄象机等信息
监控中心的喇叭报警：
“警报！
目标越过1号【警戒线】”
肩墙上的喇叭对目标发出警告：
“不得越过警戒线“
勤务中队、哨兵手机或无线接收设备上同时收到2号显示屏的同样内容，提醒需要处置。
2、【人】由内【翻跃】四周肩墙
防卫事件：
【犯人】越狱
布防时间：
24小时全天候
警戒对象：
【人】
安全规则触发：
当【人】翻越肩墙时触发警报
监控中心1号显示屏自动显示：
现场的视频图像
监控中心2号显示屏自动显示：
文字屏幕显示：
【目标】翻越肩墙
照片：
目标翻越肩墙时的瞬间照片及运动方向、警报时间、区域、那路摄像机等信息
监控中心的喇叭报警：
“警报！
目标翻越肩墙”
同时联动预案启动：
自动拉响警报、自动打开探照灯，自动上电网，武警战士出动现场处置。
2．通道异常情况
1、通道内在宵禁时间段里，出现【人】
2、通道内【人】滞留
3、通道内有弃置【物品】
4、通道内【人】超过10个
5、通道内【人】快速移动
3．大门警戒区
1、警戒线
防卫规则：
目标由外向里越过大门警戒线时，系统锁定目标并发出警报警。
布防时间：
晚上19：
00——早晨6：
00
警戒对象：
人或车辆
安全规则触发：
当目标由外向内越过大门警戒线时触发了警报
监控中心1号显示屏自动显示：
现场的视频图像（摄相头自动追踪目标）
监控中心2号显示屏自动显示：
1、文字屏幕显示：
【目标】【越过】【警戒线】进入AB门
2、照片：
目标越过警戒线时的瞬间照片及运动方向
3、警报时间、区域、那路摄像机等信息
4、通过手机彩信向有关人员发报警彩信
智能快球摄像机自动跟踪在大门内的活动的人员
2、警戒区
防卫规则：
大门前禁止人员滞留（分时间段白天和夜间）
布防时间：
全天（分时间段）
警戒对象：
人
安全规则触发：
有人在大门外警戒区滞留（白天超过10分钟夜间超过5分钟）
监控中心1号显示屏自动显示：
现场的视频图像，快球自动追踪目标。
监控中心2号显示屏自动显示：
1、文字屏幕显示：
【目标】【滞留】大门
2、照片：
【目标】【滞留】大门
3、警报时间、区域、那路摄象机等信息
4、通过手机彩信向有关人员发报警彩信
智能快球摄像机自动跟踪在大门内的活动的人员
4．重点警戒区域异常情况
1、【人】【车】滞留超过5分钟
2、【人】集结超过10个
5．监舍内异常情况
6．智能哨兵系统任何故障异常
摄象机被遮挡，发出警报
摄象机被移动，发出警报
摄象机故障，发出警报
智能哨兵服务器故障发出报警
智能哨兵报警端故障发出警示
三解决方案
本系统前端摄像机采集模拟视频，通过同轴电缆传输到分控中心（监区值班室、处警中心、岗楼等管理处），在分控中心用DVR存储录像并接入到东润智能哨兵（DRVideoSentry）对视频信号进行智能分析。
分控中心与主控中心（监狱监控指挥中心）依靠内部网络相连，在主控中心设立综合安全信息管理平台，管理员可通过网络对所有的监控点和所有的分控点进行系统控制，实现系统设计中的所有功能。
1．每个监控点的具体实施
监区周界防卫
主要设计为在周界安装12部首尾相接的摄像机，如下图所示:
图11系统布置图
根据现场布置图，安装12部周界摄像机监控围墙以及周边敏感区域,并可防止哨兵脱岗。
监区大门防卫
在监区大门安装2部高清摄像机，对主要入口进行24小时设防。
监狱内部防卫
监狱内部安装1部高清摄像机，可对监狱内部安装的各路摄像机进行设防。
从安全防范角度来说，监区自身具有武警战士等“人防”体系，加上《监狱智能哨兵系统》的“技防”体系，“人防”与“技防”密切结合，发挥各自优点。
建立较完善的安全保卫体系。
2．分控点系统具体设计
设立硬盘录像机设备，对所有的监控点视频信号进行数字录制，通过16画面对所管辖区进行监看；
设立分控器实现对辖区内的每个点进行大屏幕切换，通过控制器对前端的监控点进行电动云镜控制。
3．网络主控中心系统具体设计
设立视频存储系统，对所有的监控点音视频信号进行数字录制，并长期保存；
设立东润智能哨兵系统，对布防区域的实时智能分析及报警联动功能
设立视频矩阵系统，采用大型音视频矩阵对监视器和大屏幕进行系统控制，实现任意切换任意一个画面到任意一个监视器上进行监看；
设立控制系统，通过控制器对前端的监控点进行控制和电动云镜旋转控制和整个系统的控制；
四产品技术资料说明
1．智能哨兵警戒子系统技术方案
《智能哨兵子系统》组成部分
（1）Dr1000智能视频处理单元
（2）DRSuperServer中央控制服务器
（3）DRPC安全规则、参数控制台
（4）固定实时报警台
（5）DR一体机固定岗亭实时报警台（选件）
（6）自动跟踪系统
（7）报警联动控制系统（选件）
（8）红外夜视系统（选件）
2．智能视频处理单元Dr200\1000
（1）Dr1000功能说明
Dr1000是系统的核心，它读取摄像机所拍摄的影像，将影像中的人、车或物体从背景图像中分离出来，加以辨识、分析并追踪。
比对所追踪对象的行为是否违反预设的诸项安全规则，若发现违反规则，dr1000立刻通过网络发出报警信号，反应在报警台上，并在服务器Server上记录报警时的实时图像以及报警时间等图像以供未来调阅。
（2）核心设备Dr-1000技术参数说明
处理器CPU：
超高速数位讯号处理单元DSP
视频输入Video-in：
75Ω、PAL/NTSC、BNC×2
网络Network：
一个RJ4510/100-BaseTEthernet
一对RJ485网络接头端子
串行接口SerialPort：
一个DBC9RS-232C接头
输入输出GPIO：
六对各别独立动作的GPIO接头端子
3．规则、系统参数设定控制台
（1）、系统参数设定控制台功能说明
设定工具箱Tools包含多个安装于电脑上的软件对整个IAPS系统进行安装调试、规则设定、多个状态设定软件工具的统称；它包括了整个IAPS系统的架构状态设定工具、各別dr1000与VideoChannel的状态设定工具、安全规则Rules的设定工具等。
（2）、安全规则设定器功能说明
安全规则设定工具是安装于控制中心电脑上的软件，它起到对设定整个系统的安全规则等作用。
4．报警控制台
（1）、固定报警台功能说明
固定报警台是安装监控室、值班室或固定岗亭中的终端设备，利用专用用户端软件：
通过服务器接收dr1000所送来的报警信息并将报警信息通过图像声音方式传送出来。
报警信息包括发生的时间、地点dr1000代码以及VideoChannel所拍摄的违反规则时间前后的照片并标示出违反规则的人、车、或物品以及其运动方向及轨迹。
固定报警台所显示的警报信息记录。
5．报警联动控制系统
（1）、系统与探照灯、门禁、电网等模拟开关的联动
（2）、系统与各种数字设备通过RS-232和RS-485通讯口联动
自动跟踪系统 特点：
能够通过报警，进行联动，自动锁定目标，进行视频追踪，平常可以作为监控摄像头用，有报警，可以联动。
型号：
DR-DH12104
功能特性
✧高可靠的485高压保护功能，220V误接入485口对球机无任何损坏，只需正确接线后，球机仍可正常运转；
✧可通过485直接进行软件升级；
✧内置温度检测模块，可实时显示当前球机的内部温度；
✧球机方位显示功能，可精确指示当前球机所处角度；
✧故障报警功能。
如风扇出现故障，可在图像上叠加报警信息；
✧可设定温度，超过或低于设定温度，加热器和风扇才运转，从而降低整个球机的功耗，保证其稳定性；
✧开机配置信息显示功能，方便现场设备连接调试；
✧可自动记忆摄像头的光圈、焦距等参数，对报警时自动寻找目标点、清晰地监视目标点极为有利，真正起到警视联动的效果；
✧新的焦距/速度自动匹配技术，旋转速度根据焦距长短自动调节。
✧独创的自动跟踪功能，更有效实现安全防范。
技术规格
手动控制速度
水平：
0.1°～150°/秒 垂直：
0.1°～90°/秒
旋转角度
水平：
0°～360°连续旋转垂直：
-2°～92°自动翻转180°后连续监视
预置点最大速度
250°/ 300°/秒
到达任意点所需时间
少于0.8秒
水平/垂直精确度
±0.03°
输入电压
AC24V±10% 50/60HZ
整机功率
15W（机芯） 30W（加热）
防暴等级
Ip67
重量
3.5（含支架4.5）kg
预置点
256个预置点，可指定预置点自动巡航
报警配置
7路输入、1路输出
自动扫描
5条
自动巡航
8条
巡航学习
5条
隐私遮盖
8区域（24个可选）
通讯协议
中国行业协议、PelcoP、D等多种协议
通讯波特率
1200bps、2400bps、4800bps、9600bps
安装方式
多种安装方式可根据不同环境进行选择
工作温度
-40·C～60·C连续工作（室外） -10·C～50·C（室内）
环境温度
<90%（无冷凝器，无加热器情况下）
附加选项
三维智能定位（与大华DVR配合）
彩色/黑白（日夜）转换方式C/W
自动/手动选择
性能指标
信号制式
PAL制/NTSC制
图像传感器
SONY1/4″ExviewHAD
有效像素
80万像素768（H）×494（V）
水平解析度
彩色≥480TVL 黑白 ≥570TVL
镜头
F=3.5（WIDE）-91mm（TELE）
光学变倍
26倍
数字变倍
12倍（312倍变焦）
最低照度
彩色≤0.7 Lux黑白≤0.001Lux（ICR ON）
信噪比
>50dB
电子快门
1/1-1/10000s 22档
白平衡
自动/手动
增益
自动/手动
背光补偿
开/关
低照度自动转换
黑白/彩色
模拟视频输出
VBS:
1.0VP-PY/C输出
6．红外夜视系统
红外夜视系统由摄像机、长焦镜头、红外灯、护罩支架组成
图示为工程师在室外全黑环境下做红外夜视系统测试
（1）、红外夜视系统测试报告
图示为工程师在室外全黑环境下做红外夜视系统测试场景
1、人员、车辆穿越警戒线时的报警画面
2、站岗哨兵脱岗的报警画面
3、警戒区域有可疑人员进入时的报警画面
4、安全通道内可疑人员滞留时的报警画面
第三章智能出入管理系统
一系统概述
监狱监区大门是监狱重地与外界交接的重要部位，监区大门装备现代化的门卫管理系统，对于控制监区人员出入，防范犯人外逃，随时掌握监区内人员数量，掌握警力分布，统一指挥，应付突发事件具有重大意义。
1．系统架构
监区智能出入管理系统由以下几个模块组成：
●面相识别模块
●证件自动识别模块
●来访出入登记模块
2．功能简述
●系统自动区别进入监区的干警和外来人员，对持有干警证件的人员采用IC卡加面部识别技术进行身份认证。
干警出示经过授权的IC卡，经读卡器识别确认后系统采集现场使用该卡的用户的人脸信息与事前已为该卡登记的人脸信息做比对，确认为同一人后，控制器驱动打开电锁放行，并记录进门时间，人员照片。
●对进入监区的外来人员，对其身份证件以计算机进行自动识别读取，同时自动对其人像拍照，并与身份证中的照片进行比对，并提供相似度值。
若相似度高于以设定好的阀值，经核准后放行，并记录进门时间，人员照片。
●人员出监区时，自动对其人像拍照，系统自动调出该人员入门时的登记资料，包括入门拍照的照片，供门卫执勤人员核对，系统同时对其照片进行实时比对，给出匹配分值，低于设定分值，即以隐蔽方式报警，系统同时进行囚犯数据库比对，查找是否为在押
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