基于高清衛星圖GIS的智能視頻監控技術

本文介紹一種在國際上新出現的基于高清衛星圖的智能視頻監控技術，又稱作基于目標的智能視頻監控。它采用高清衛星圖作為GIS界面，將系統關聯的攝像機的智能視頻分析結果，有機地集成在基于高清衛星圖的視頻監控界面上，能簡單直觀地呈現目標信息，從而大幅提升用戶體驗。

GIS視頻監控界面

當前，主流的視頻監控系統采用“井字格”的方式，即在電視墻或者顯示器上顯示視頻圖像。這種方式的優點是容易實現，讓用戶直接看到最原始的視頻信息。但是這些視頻信息無不缺乏全局性，而GIS視頻監控界面是對“井字格”式的傳統視頻監控系統一個有益的補充。基于GIS的視頻監控界面的優點主要體現在：

1、便于用戶迅速理解全局安全態勢，判斷觸警位置，快速制定響應方案。使用“井字格”方式顯示視頻圖像就像以管窺豹，雖然眾多攝像機圖像都被顯示，但由于攝像機點位、觀察角度甚多，用戶仍難以快速理解或判斷監控區域的整體態勢。可以想象當有觸警事件發生時，監控人員需要根據圖像不斷辨識目標的真實方位，既增加了監控疲勞程度，又降低了監控人員體驗滿意度，響應非常被動，其實這是視頻監控行業的普遍問題。

而在GIS框架下，能將局部信息有效組織，其不僅是局部信息的簡單疊加，它可以幫助用戶提煉理解全局態勢，例如目前監視的目標的運動趨勢等，以便更及時有效地做出決策。

2、可以自然地和其它非視頻信息集成，形成統一操作平臺。除了視頻圖像以外，GIS界面可以方便地集成GPS、門禁、RFID、消防等非視頻傳感器信息，是多傳感器信息融合最自然的界面選擇。

3、在GIS界面上可實現的新功能：

新業務功能：對車輛脫離指定運動軌跡的監控報警。

新的使用管理方法：通過GIS界面快速調閱、管理局部區域內的監控點，例如在某個關鍵部位用鼠標畫框或者點擊區域，自動彈出此區域及相鄰位置的攝像機圖像。在GIS界面上快速制定報警策略，而不必在每個攝像機中逐個進行設置等。

高清衛星圖的GIS監控界面

當前主流的視頻監控GIS界面采用類似于谷歌地圖的電子地圖。作為視頻圖像信息的承載體，采用視頻高清衛星圖更為自然，同時也能產生更高級的應用。

目前電子地圖和智能視頻監控的結合主要體現在當智能視頻監控發現異常的時候，對應監控區域可以通過閃動等形式表示觸警。但是這種觸發不夠精細，是一種“開關量”式的表達方式，對于監控區域內目標的運動軌跡等信息無法表示，自然也就不能表達自動跟蹤等高級功能。

電子地圖可以理解為一種簡化了的衛星圖。但是正是這些被簡化掉的信息，可以被用來在衛星圖和監控圖像之間通過數學方法，自動建立起一種匹配關系，從而可以使在攝像機中發現的目標信息在衛星圖上準確標注出來。例如發現的目標運動軌跡可以轉換成目標在衛星圖上的運動軌跡，從而可以將運動目標信息在衛星圖上統一呈現出來。

將高清衛星圖作為背景可以增強系統的真實感，更便于監控人員理解和接受。同時，由于建立攝像機和GIS的匹配關系需要衛星圖，所以使用衛星圖不是錦上添花，而是必須的。

衡量監控系統優劣的標準

美國安防界總結的安防至高境界是“Situational Awareness”，即態勢感知。從而提供“actionable”，即可操作的決策信息。一套視頻監控系統的價值主要體現在能否在觸警事件發生后的一段時間內，為用戶提供及時、有效和可操作的信息。

攝像機點位合理充足、圖像清晰、電視墻壯觀、智能分析誤報率低等等，這些都是客戶對視頻監控系統的常見要求。但是如果這些要求不能轉化成可操作的決策及應急措施，花巨資的系統可能就是一個形象工程。所以信息的“可操作性”是衡量視頻監控系統優劣的根本標準。

當前視頻監控的瓶頸

目前視頻監控系統的主要應用模式還是“事后調查取證”，是亡羊補牢而不是防患于未然。在海量信息面前，人們寄希望于智能視頻分析能有效過濾掉絕大多數的無用信息，將有用信息推送到用戶面前。智能視頻分析是一個非常有潛力的發展方向，但是現在也存在一些問題。本文主要關注如何將智能視頻分析的結果有效呈現給用戶，這恰恰是目前監控行業考慮比較少的一個問題。

監視信息各自獨立。現有的主流智能視頻監控對每一路圖像分別進行智能分析，將分析結果推送給用戶。各攝像機資源沒有得到配合、協同。同一運動目標經過多個攝像機視野會被報告為多個獨立的錄像片段。由于每個攝像機觸警條件不同，當物體在一個攝像機視野內觸發報警，運動到其它攝像機視野的時候，很可能被視作為正常的運動物體。所以主流智能視頻監控系統或僅在某一個攝像機觸發報警。由于時間短，監控人員有可能來不及反應，從而丟失目標。

具有多攝像機協同功能的系統可以保持對觸警目標跨區域的持續跟蹤。從而成倍地增加對目標的監控時間。大大提高決策的準確性和有效性。如果將對觸警目標的跟蹤時間作為考核一個視頻監控系統價值的標準，具有多攝像機協同功能的系統的價值是普通智能視頻監控系統的好多倍。