IOimage产品技术方案行为识别Word文件下载.docx
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三、技术分析
传统的周界防护采用最多的是主动红外对射报警探测器加总线制报警主机的方式，这种方式具有技术成熟、可靠性高、易扩展、操作简便等优点；
但是缺乏录像资料、难寻报警点、防范范围小，存在检测空档,同时也受天候和地形影响大等缺点。
主动红外报警系统主要是由主动红外探测器和报警主机这两个基本部分组成，根据需要还会配置计算机管理软件、报警联动板、联动显示板、报警打印机等等。
主动红外是指这种报警探测器本身发射红外线束，由发射端和接收端两部分组成,根据工作距离的不同一般分为双光束和四光束两种，一百米之内的通常为双光束，一百米以上通常为三或四光束。
工作时,发射端发出红外光束，与它相对的接收端收到红外光束以后即处于警戒状态，当光束全部被遮挡时，探测器接收端即发出报警信号给报警主机。
主机接收到信号后发出声光报警信号，同时输出报警联动信号驱动相关的设备动作，如计算机软件、联动显示板等.为相关人员处理报警事件提供明确的方向.
存在问题是，当夜间对射式红外报警时,保安值班人员无法及时判断准确的位置,如果使用摄像机联动进行抓拍很难做到准确,往往出事之后难以靠录像资料分析可疑人员。
使用上述报警方式对此项目显然不太适用,原因有两点:
一是非视频类报警探测器报警后现场状况反馈不直观；
二是环境复杂，比如树叶的遮挡等，会频繁造成误报，误报率比较高。
如果采用一定距离内的红外对射装置（40米以内）加摄像机联动也是可以的，但工程造价偏高、线缆繁多、施工难度大以及维护成本高昂.
ioimage公司的产品是基于嵌入式智能视觉分析技术的监控跟踪系统，在周界防范上可以用到它的入侵检测和自动PTZ跟踪功能模块，可以很好地解决周界防范的难题。
不仅在监控范围上满足要求，而且它所具有的自学习、自适应、预录像功能和自调节能力，以及先进的算法和视觉逻辑分析提供的无比强大的威胁探测能力.即使是在各种恶劣环境和照明条件下也可以保持极高的性能--在保持99.9％超高检测率.相对于安全围栏、运动传感器、防盗报警器、CCTV监控和录像系统等传统的安防系统来说:
ioimage产品仅需少量的安保人员甚至是无人值守（自动检测、报警触发录像、短信自动外发报警）、布线方式简单、易于使用与维护，非常适合防护此类民用住宅区域。
四、设计依据
系统配置是根据业主国家或行业批准发布的相关产品/系统标准而设计的。
♦《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
♦《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-94
♦《安全防范工程费用概预算编制方法》GA/T70-94
♦《入侵探测器系列技术条件》GB104081—89
♦《入侵报警控制器通用技术条件》GB50198-94
♦《电气装置安装工程施工及验收标准》GB50258—96
♦《建筑智能视觉化系统工程设计标准》DB32/181—1998
♦《建筑智能视觉化系统工程实施及验收规范》DB32/366-1999
♦《建筑智能视觉化系统工程检测规程》DB32/365—1999
♦《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
♦《电子避雷器通用规范》SJ/T11147—97
♦《电子设备雷击保护守则》GB7450—87
♦《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
♦《建筑智能视觉化系统工程评估标准》DB32/367—1999
♦《电子计算机机房设计规范》GB05174-93
♦《计算机场地安全要求》GB9361—88
五、设计原则
本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。
并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地.本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；
设计方案具有科学性、合理性、可操作性。
其具有以下原则：
A、先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；
同时,系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行、容易掌握、适合中国国情和本项目的特点。
该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。
同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。
B、经济性与实用性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势,根据用户现场环境,设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合,实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。
C、可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后,能确保数据的准确性、完整性和一致性,并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完备的系统管理策略,可以保证系统的运行安全。
D、开放性
以现有成熟的产品为对象设计,同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯，可实现远程控制.
E、可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要,具有更新、扩充和升级的可能。
并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
F、追求最优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。
G、保留足够的扩展容量
该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；
系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；
也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。
H、提高监管力度与综合管理水平
本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。
本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控,实时动态撑握监视及报警情况。
闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；
另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行,在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。
第二章智能视频监控系统设计方案
一、智能视频分析监控系统监控点的部署
1.1智能视频周界防范布点分析
根据客户需求，该项目场景为一个NNN×
NNN米多边型周界区域（如图1所示）,严密监控区域的前端系统的核心是在周界上“发现可疑行为的人”和“摄像并报警”.尤其以“发现可疑行为的人”作为设计基础。
只有在发现了可疑行为的基础上，摄像才有更加实际的意义.其属于周界部分的监控区域主要有以下几个方面:
图1
A、区域的主出入口的监控：
出入口是人员、车辆出入防区的主要途径,必须要安装球型摄像机来重点监控进出口的人员、车辆出入的动态情况以及相关的周界情况，利用智能视觉监控系统的智能视觉分析技术，在无人职守的时段自动检测非法的、可疑的人员和车辆并作出自动跟踪以及触发告警（提示音、声光警号、喇叭、短信、多媒体信息）通知管理人员及时反应作出反应;
B、区域周界的无缝覆盖监控：
周界经常是不法分子翻越进入区域域的主要途径，因此，基于周界安全防范的目的,必须首尾相连无缝覆盖安装监控摄像点（如图1所示）,防止不法分子翻越围墙,利用智能视觉分析技术中的围栏入侵检测功能，可以在监控的场景中按照围墙的位置设计虚拟围栏和翻越的方向（如图2所示），24小时全天候自动检测监控场景中的有翻越围墙的“可疑行为”,触发告警（提示音、声光警号、喇叭、短信、多媒体信息）通知管理人员及时反应并作出处理（如图3所示）。
图2
图3
1。
2智能视频分析系统周界防范布点设计
A、定焦周界监控设计
按照ioimage智能视频监控报警系统对安装使用焦距确定的固定摄像机（俗称枪机）的周界围栏监控点的安装要求,主要分析考虑以下几个方面的问题：
♦摄像机的布局方式
♦摄像机的安装高度及相邻摄像机间间距
♦摄像机的配置（CCD尺寸、镜头的选择）
由于每台摄像机均存在监控盲区,对其正下方10－20米范围内的目标运动无法实施有效监控。
因此,经大量的工程实践证明，最有效的摄像机部署方案为首尾相连的追尾部署方式.在设置为追尾方式后，该摄像机的监控盲区可由其后方的摄像机加以补足，以确保整个监控周界上不存在任何死角。
追尾方式的监控原理如图4所示，每台摄像机在监控其警戒区域，对入侵情况进行报警之外,还可对下一台摄像机的状况进行监视。
图4
目前国内很多智能图像分析厂商号称监控范围能达到200m乃至更远，但在实际检测后发现，其对80－100米以外的人体检测能力已相当低下，漏报误报率极高.人体识别如果要在95％以上，最低像素要求不得低于8×
8。
而且，无论哪一个摄像机，当使用它对人高度h以下的区域进行无缝覆盖时,其覆盖范围内必然小于其自身视野，只有看到人高度为h目标的完整影像的地方才是有效的覆盖范围。
错误的设计方法:
在摄像机视野边缘无法看到完整的目标，出现盲区，如图5。
图5
正确的设计方法：
对于覆盖高度h之下的所有目标,任意时刻至少都有1个摄像机看到完整高度h的目标影像，如图6.
图6
在实际工程实施中，摄像机CCD尺寸及镜头的选取，对每台摄像机所覆盖的有效区域的影像同样至关重要.每台摄像机的实际覆盖有效范围取决于摄像机的安装高度、摄像机的安装角度、CCD的尺寸、镜头的尺寸、现场的障碍物遮挡情况等因素。
图7
因此单路智能视频分析最远距离不能超过120米，才能保证在准确的识别出人体的同时，不发生误报,不干扰正常的生产生活。
根据上面的分析，形成首尾相接的无缝覆盖的监控方式，我们建议每个监控点采用固定摄像机和1路ioimage智能视频分析编码器配合使用,监控点的最远有效距离依据安装及设备配置不同在80－120米范围内.
B、球机自动跟踪周界监控设计
在周界定焦检测系统检测到有入侵行为后，智能图像处理器根据定焦摄像机传回的图像，计算出侵入者的地理位置，然后驱动电动变焦云台摄像机，将镜头角度指向侵入者并自动调整焦距,对侵入者进行大画面特写。
图8
图8：
侵入者横向运动，PTZ自动跟踪示意图。
图9
图9:
侵入者纵向运动，PTZ自动跟踪示意图。
1广角端图像
2目标向防区行进
3系统报警尚未被触发
4自动跟踪未启动
图10
2目标进入防区
3系统报警被触发（见画面中红框）
4自动跟踪启动
图11
1中焦图像
2目标被锁定
图12
1最大变焦
2人物特征明显
图13
1PTZ自动跟踪
2全身图像
图14
1PTZ自动跟踪
2有遮挡时
图15
在ioimage智能视频分析系统解决方案中，对于PTZ摄像机的应用依据现场的情况要求的不通有着极其灵活的3种模式：
1、人工指定目标，PTZ摄像机自动跟踪；
2、枪机与PTZ摄像机联动，枪机用于周界防范和入侵检测，球机接受来自枪机的告警信号触发自动跟踪；
3、球机按预置位布防，在某预置位探测到入侵后，按系统设置要求在下述两动作中选择其一：
1）不对目标进行自动跟踪，入侵者特征无法提取，但整个防区仍在监视中;
2）对目标进行自动跟踪，放弃防区监视，提取入侵者特征;
在上述3种工作模式中，只有第二种枪机与PTZ摄像机联动（我们一下简称PTZ联动）模式，真正实现了完全自动报警、无缝隙的防护、自动触发、自动跟踪、高清晰度特征提取及记录等诸多功能，真正充分体现了ioimage智能视频分析技术在监控网络中应用的优势。
PTZ联动的系统拓扑如下：
图16
C、周界监控设计总结
通过以上对区域周界防范监控区域的分布分析，结合该区域地理环境特点，周界防范监控点分布设计如下:
a）区域的主出入口安装球型摄像机来重点监控出入口的人员、车辆出入的动态情况；
在区域大门处安装1台球型摄像机.
♦该球机白天工作在人工触发模式，由系统管理员对白天工作时间频繁往来的进出人员中的可疑人员目标进行人工的锁定触发和自动跟踪或手动跟踪；
♦该球机晚上可工作在设防模式，自动对偶尔进出的人员目标进行识别、自动跟踪；
b）区域的周界直线长度长短不一,以每台摄像机监控50到100米范围计算，每边围墙需要安装xx台固定摄像机即可覆盖整个区域的周界以防止任何围墙段的翻越,做到无缝覆盖监控的效果。
c）可以3－4个枪机监控点辅助1台ioimage推荐的智能视频分析26X光学变倍自动PTZ跟踪球形摄像机配合的接力锁定跟踪目标.
1.3智能视觉周界防范监控点的安装配置
图17
监控场景范围：
全周界
场景信息特征：
防区的俯视形状为多变形，各边设有围墙（高约xx米）
监控布防需求：
在防区实体围墙位置设置虚拟电子围栏，高度、宽度与实际围墙一致。
当有人准备从实体围墙/虚拟电子围栏翻越时,系统立即报警：
发送警报至防区监控中心、相关值班领导和联动指挥中心。
并对入侵者进行PTZ自动跟踪。
a）检测的目标区域为从围墙外沿起，往外1~3米的区域.因此，要求监控摄像机最窄处的视野范围不应小于4米（小于4米的视野区为监控盲区,需要由其他摄像机来补充监控）
b）由于围墙高xx米,为保证摄像机本身的安全性以及监控的距离,应该将摄像机安装在4－4。
5米左右;
c）为确保检测的可靠性,摄像机任何时刻都应该能监视到监控区域内目标的完整影像，因此摄像机监视最远距离处的视场高度不应低于2米；
d）为确保自动监控的可靠性，最远目标在屏幕上的高度不应小于屏幕的1/10；
e）如图所示，可根据摄像机安装在高度不低于4米、最远监视目标高度不低于2米，最远目标成像不小于屏幕的1/10,监视最远距离为80米，计算出此时应选用的CCD尺寸和镜头规格。
图18
二、智能视频分析监控系统网络架构及拓扑图
2。
1单一功能系统中的设备连接
在原有的视频监控系统中,直接串入ioimage智能视频分析编码器，就可实现基本的周界防范智能视频分析。
ioimage的智能视频分析编码器同时具有模拟输出和MPEG4编码输出,可以适用于任意的传统模拟网络或新建IP数字网络.
2.2多功能综合系统中的设备连接
区域智能视觉周界防范系统主要由影像采集部分（即摄像部分）、影像分析部分（即智能分析部分）、信号传输部分（即模拟视频或IP媒体流及监控信号传输）和网络管理系统（即监控中心中的切换矩阵、影像显示、录播、警报、调度控制等系统）组成.
其中ioimage智能视频分析仪设备是ioimage智能视频监控报警系统的核心,通过普通摄像机拍摄的模拟视频信号传送至ioimage智能视频分析仪设备,ioimage智能视频分析仪设备自动对视频图像中信息进行分析、检测、识别监控场景中目标对象及目标对象的行为，一旦出现非法的入侵行为、非法翻越、非法攀爬、非法停泊、可疑物品、可疑人员，立即触发告警，联动警报响动、PTZ自动跟踪等联动动作，同时屏幕上出现报警视频大画面、电子地图相对应的地理位置监控点图标闪动，给了警卫人员非常直观的信息，避免了保卫人员盲目的警卫行动。
这样，整个报警过程是全自动化、智能化的，不涉及人为因素，完全排除了人的干扰,保证了极高的可靠性。
3大型混合多功能安防系统中的设备连接
大型混合多功能系统中融合了各种需求环节组成的子系统，其中可能包含视频采集系统、音频采集系统、传输系统、音视频录制系统、点播及回放系统、视频分析系统、报警联动系统、喊话系统及报警器材、外部传感系统、控制系统、监管系统等。
a）监控点分布
一般采用固定枪机联合PTZ球机接力的方式进行监控布防，由ioiboxtrk1从固定枪击图像上检测入侵行为,并通知ioiboxtrk100驱动球机对入侵目标自动跟踪。
此类设计的好处在于：
1、固定枪击可以覆盖全监控场所，即使在PTZ摄像机离开监控区域去进行自动跟踪时也不存在视野盲区。
2、可以多台枪机共用1台球机进行接力跟踪，实现PTZ功能的同时有效节约成本。
trk100支持的PTZ自动跟踪功能是通过rs485总线实现的，球机必须支持Pelco—D标准。
固定枪机:
可采用红外摄像机、微光摄像机或热成像摄像机等。
一般有限监控范围为10m~80m，须考虑视觉盲区,通过多台摄像机进行无缝覆盖。
PTZ球机:
需采用ioibox支持的摄像机，采用球机进行跟踪的优点在于可以放大入侵目标，并进行长时间的“盯梢”,以便更好的识别目标或取证。
trk100仅负责跟踪，不承担入侵识别功能，trk1负责入侵识别并在检测到入侵行为时提供报警量。
b）视频采集、传输及录播系统
模拟摄像机（固定枪机或PTZ球机）采集到的图像信号接入IOImage智能视频系统（以下简称IOI），经过智能分析后输出。
IOI提供模拟和数字双模输出（可同时），其中模拟流输出到DVR进行录制保存，并且环出到视频矩阵,由视频矩阵输出到视频墙上多画面实时查看。
数字流输出到管理主机，进行多画面实时查看（辅助）.DVR需要配置视频环出模块，对数字DVR或者数字矩阵，则直接连接IOI的数字接口（通过网络交换机）。
对监控点较少的监控场所（通常为32以下），可直接用DVR（无需配置环出模块）代替视频矩阵。
c）音频采集、传输及录播系统/喊话系统
特殊监控场所需要将现场声音录制保存,或在检测到入侵行为时,由监控室向存在入侵的场地喊话。
音频录播:
由现场的麦克接入音频录播器进行录制或播放。
喊话系统：
在检测到入侵行为时，音频切换器自动（由报警量控制，见下页PPT）将麦克通道切换至对应入侵现场的扬声器通道，通过监控室的麦克风即可自动对相应场地喊话。
音频录播器一般由DVR担任，音频切换器一般由矩阵或DVR担任，也可以配置单独的音频切换器。
d）报警系统
报警量：
由一个开关控制的电平信号，分为常开或常闭状态。
常开开关正常情况下是不闭合的，当产生告警时闭合，常闭开关则相反。
报警量分为输入端和输出端,输出端提供电平开关信号，输入端接收电平开关信号。
trk1和trk100提供报警输入和报警输出端口，报警输入端口可接外部报警设备，比如门禁、烟感器、温感器，借此提供功能性扩展;
报警输出端口在检测到入侵时提供报警量输出。
e）报警联动系统
报警方式：
声音（通过蜂鸣器、播放报警音乐等）、灯光（通过警号、探照灯等）、弹出报警画面等。
管理主机可在通过网络接口检测到报警后，自动弹出对应的放大的报警画面（需双显示器），并播放报警音乐.DVR或矩阵也可以在接收到报警量后弹出报警画面和蜂鸣报警。
对于自主开关型报警设备（比如警号）也可以直接连接至trk1或trk100的报警输出端口（负载1A/30V）。
更丰富的报警方式,可以通过配置报警主机实现。
三、智能视频分析监控系统功能简析
3.1智能视觉监控系统中入侵侦测系统功能简析
A、对翻越、攀爬、破坏围栏等行为的实时报警:
ioimage智能视频分析监控报警系统中最典型的分析检测功能即入侵检测模块中的围栏翻越检测模式，该模式是专门针对为检测攀越（或穿越）周界围墙或围栏等行为所提供的快速检测模式,当人或交通工具翻越监控场景中警戒围栏时自动触发告警并在屏幕上显示入侵目标的追迹框和运动轨迹。
围栏翻越模式自动检测单向或双向翻越直线或多线段的围栏的行为（包括从围栏下面爬过、围栏缝隙中间穿越和从围栏上方攀越），并允许用户设定一道或多段相连任意形状的警戒围栏，每一道警戒围栏的长度、高度和厚度可以独立设置，此外还可以指定攀越（或穿越）某个警戒围栏的非法方向（两个单向或者双向）。
ioimage智能视频分析仪设备可以通过配置虚拟的警戒防区、警戒围栏模式,还可以配置虚拟围栏的长、宽、高等参数,形成立体的三维虚拟的警戒围栏，只要人的身体碰到该虚拟的警戒围栏，系统立即触发告警.因此，可以可靠地在不法分子翻越围栏的第一时间预警，实现事前监控报警的目的。
如下图,虚拟围栏配置模式：
图中绿色部分为配置的虚拟围栏，ioimage智能视频分析设备完全可以针对以下非法的行为进行自动检测、识别并立即触发告警，触发报警响应的同时屏幕上显示目标的追迹框和翻越围栏的运动轨迹，也就是报警视频和报警电子地图相结合的确认机制，实现人-机互动.同时，为了更好的跟踪翻越围栏目标，完善监控的安全防范效果，扩大监控目标的视野，掌握非法入侵目标的动向，配合PTZ接力锁定跟踪设备，自动控制PTZ摄像机的镜头伸缩、云台转动等动作，始终将目标以放大特写的方式显示在屏幕的中央，提供警卫人员更直观、更容易分辨目标的视频信息.从而实现翻越围栏的事前预警、跟踪目标功能,增强了防陆地电子围栏入侵系统的可靠性。
具体实现功能如下所述:
a）跨越入侵报警功能
系统可以自动侦测各种跨越入侵行为并触发告警.如：
♦
借助围栏本身结构进行直接攀爬立即触发告警
♦通过架垫高物进行攀爬围栏立即触发告警
♦将梯子架在围栏上然后进行攀爬围栏立即触发告警
b）对围栏做异常破坏围栏行为的报警功能
系统可以自动侦测各种异常行为立即触发告警。
如：
♦剪切围栏、趴靠围栏、用力晃动围栏都立即触发告警；
♦围栏下方挖掘坑洞入侵的行为立即触发告警,系统完全可以检测发生在距离围栏底部地面的距离小于20cm的入侵行为，无论人的入侵行为
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