详解基于高清卫星图的智能视频监控技术

本文介绍一种在国际上新出现的基于高清卫星图的智能视频监控技术，又称作基于目标的智能视频监控。它采用高清卫星图作为GIS界面，将系统关联的摄像机的智能视频分析结果，有机地集成在基于高清卫星图的视频监控界面上，能简单直观地呈现目标信息，从而大幅提升用户体验。

GIS视频监控界面

当前，主流的视频监控系统采用“井字格”的方式，即在电视墙或者显示器上显示视频图像。这种方式的优点是容易实现，让用户直接看到最原始的视频信息。但是这些视频信息无不缺乏全局性，而GIS视频监控界面是对“井字格”式的传统视频监控系统一个有益的补充。基于GIS的视频监控界面的优点主要体现在：

1、便于用户迅速理解全局安全态势，判断触警位置，快速制定响应方案。使用“井字格”方式显示视频图像就像以管窥豹，虽然众多摄像机图像都被显示，但由于摄像机点位、观察角度甚多，用户仍难以快速理解或判断监控区域的整体态势。可以想象当有触警事件发生时，监控人员需要根据图像不断辨识目标的真实方位，既增加了监控疲劳程度，又降低了监控人员体验满意度，响应非常被动，其实这是视频监控行业的普遍问题。

而在GIS框架下，能将局部信息有效组织，其不仅是局部信息的简单叠加，它可以帮助用户提炼理解全局态势，例如目前监视的目标的运动趋势等，以便更及时有效地做出决策。

2、可以自然地和其它非视频信息集成，形成统一操作平台。除了视频图像以外，GIS界面可以方便地集成GPS、门禁、RFID、消防等非视频传感器信息，是多传感器信息融合最自然的界面选择。

3、在GIS界面上可实现的新功能：

新业务功能：对车辆脱离指定运动轨迹的监控报警；

新的使用管理方法：通过GIS界面快速调阅、管理局部区域内的监控点，例如在某个关键部位用鼠标画框或者点击区域，自动弹出此区域及相邻位置的摄像机图像。在GIS界面上快速制定报警策略，而不必在每个摄像机中逐个进行设置等。

高清卫星图的GIS监控界面

当前主流的视频监控GIS界面采用类似于谷歌地图的电子地图。作为视频图像信息的承载体，采用视频高清卫星图更为自然，同时也能产生更高级的应用。

目前电子地图和智能视频监控的结合主要体现在当智能视频监控发现异常的时候，对应监控区域可以通过闪动等形式表示触警。但是这种触发不够精细，是一种“开关量”式的表达方式，对于监控区域内目标的运动轨迹等信息无法表示，自然也就不能表达自动跟踪等高级功能。

电子地图可以理解为一种简化了的卫星图。但是正是这些被简化掉的信息，可以被用来在卫星图和监控图像之间通过数学方法，自动建立起一种匹配关系，从而可以使在摄像机中发现的目标信息在卫星图上准确标注出来。例如发现的目标运动轨迹可以转换成目标在卫星图上的运动轨迹，从而可以将运动目标信息在卫星图上统一呈现出来。

第2页：衡量监控系统优劣的标准

将高清卫星图作为背景可以增强系统的真实感，更便于监控人员理解和接受。同时，由于建立摄像机和GIS的匹配关系需要卫星图，所以使用卫星图不是锦上添花，而是必须的。

衡量监控系统优劣的标准

美国安防界总结的安防至高境界是“Situational Awareness”，即态势感知。从而提供“actionable”，即可操作的决策信息。一套视频监控系统的价值主要体现在能否在触警事件发生后的一段时间内，为用户提供及时、有效和可操作的信息。

摄像机点位合理充足、图像清晰、电视墙壮观、智能分析误报率低等等，这些都是客户对视频监控系统的常见要求。但是如果这些要求不能转化成可操作的决策及应急措施，花巨资的系统可能就是一个形象工程。所以信息的“可操作性”是衡量视频监控系统优劣的根本标准。

当前视频监控的瓶颈

目前视频监控系统的主要应用模式还是“事后调查取证”，是亡羊补牢而不是防患于未然。在海量信息面前，人们寄希望于智能视频分析能有效过滤掉绝大多数的无用信息，将有用信息推送到用户面前。智能视频分析是一个非常有潜力的发展方向，但是现在也存在一些问题。本文主要关注如何将智能视频分析的结果有效呈现给用户，这恰恰是目前监控行业考虑比较少的一个问题。

监视信息各自独立。现有的主流智能视频监控对每一路图像分别进行智能分析，将分析结果推送给用户。各摄像机资源没有得到配合、协同。同一运动目标经过多个摄像机视野会被报告为多个独立的录像片段。由于每个摄像机触警条件不同，当物体在一个摄像机视野内触发报警，运动到其它摄像机视野的时候，很可能被视作为正常的运动物体。所以主流智能视频监控系统或仅在某一个摄像机触发报警。由于时间短，监控人员有可能来不及反应，从而丢失目标。

具有多摄像机协同功能的系统可以保持对触警目标跨区域的持续跟踪。从而成倍地增加对目标的监控时间。大大提高决策的准确性和有效性。如果将对触警目标的跟踪时间作为考核一个视频监控系统价值的标准，具有多摄像机协同功能的系统的价值是普通智能视频监控系统的好多倍。

基于目标的智能视频监控

基于目标的智能视频监控技术是目前国际上监控行业提出的一个新概念。它是相对于目前主流的基于摄像机的智能视频监控技术而言的，是它的升级和延伸。基于摄像机的主流技术没有在摄像机之间分享、关联信息，信息源之间是独立的。基于目标的技术强调突破基于摄像机的技术对信息共享的束缚，在系统范围内协同调配监控资源。自动关联摄像机之间来自同一目标的信息。最终达到的目的是让用户“忘掉”某个摄像机，不需要知道摄像机的点位和朝向，仅需要关心和业务相关的目标，从而非常直接、方便地了解当前的安全态势，及时有效地制定出响应对策。

让监控信息的表达更简单直接是基于目标的智能视频监控技术的核心思想。

智能视频监控的本质就是一个海量信息的提取和过滤过程。主流的智能视频监控技术实现了可操作(Actionable)信息元素的提取，基于目标的智能视频监控技术就是将这些元素进行有效的组织，进一步梳理和过滤信息，并呈献给用户，让用户感觉简单和直接。

基于目标的智能视频监控技术的两个支撑技术是：一是多摄像机(监控点)协同；二是基于卫星图的集成信息的呈现，下图描述了两支撑技术和基于目标监控的关系。

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