博物馆智能视频监控方案
中国安防行业网    2013/12/24 14:17:00    关键字:博物馆视频监控      浏览量:

  一.概述

  随着科技的进步和发展,博物馆对安全防范及参观人士所提供信息方式及服务水平势必越见提高。例如某重点展品的防盗设施高度电子化、数据介绍已不能局限于张贴于展品侧的文字 ( 图片 ) 介绍。

  博物馆中存放的东西都是很贵重的物品,具有唯一性,因而成为一些具有不良企图的人经常光顾或企图光顾的地方。同时也存在人为的因素而造成这些物品损坏比如火灾、水浸、虫子的破坏等等,这些因素都能造成物品的损坏,而一旦这些物品造成损坏后果是相当严重的,因为这些物品是唯一的、不可代替的,一旦损坏将无法弥补,因而博物馆的管理是相当重要。

  由于展览品的价值而必须对展品进行严密的监控,确保博物馆和展品的安全。智能分析技术能够提供更可靠的定位、追踪、监控,警报等安防功能。并对参观访客人数进行实时统计,了解各场馆参观者人数适当作出调配节省运作成本。实时监测 场馆人 / 物状况,对工作人员、展品及访客所处位置一目了然,特别有利对开放及关闭前后的管理。

  二.需求分析

  博物馆对人类文化遗存、自然遗存管理起到非常大的作用,它凝结着一个地方的过去和现在,参观者不仅可以从这里了解历史、补习文化,而且可以享受优雅的氛围、放松紧绷的心弦。博物馆是靠文物的陈列、展出、宣传、服务等达到历史与现在人的对话,每一件文物都价值连城,每一件文物都承载厚重的历史。因此,无论从何种角度来讲,有效的博物馆安防监控都必须提上日程。而传统博物馆视频监控方式存在着较大的安全隐患,因为安保人员做不到24小时紧盯监视器、观看各路通道,因此发生严重的漏报的可能性甚高,而录像视频只能做为事后取证,同时为保证24小时不间断录像需要消耗大量的资源。

  因此,有效的保护文物安全,还需要更为智能化的视频监控方式。针对博物馆的特殊性,以下提出了三种典型的博物馆监控需求:

  一、博物馆周界警戒入侵检测:博物馆围墙向来是安全防护的第一道防线,为避免有不法分子通过攀爬围墙的方式侵入到博物馆区域内,在博物馆围墙周围设定周界,若发现有人靠近围墙并发生翻越行为,实时报警,通知安保人员及时制止,同时在博物馆闭关期间,对重点区域,如出入口等设置绊线或周界,防止异常行为的发生。

  二、博物馆内部物体遗留检测:当下恐怖活动猖獗,某些极端分子甚至会针对博物馆作出恐怖行为,为避免文物遭到破坏,可对重点区域设定物体遗留检测,在监控范围内,如果发现可疑物品,实时报警,保护参观者和文物的安全。

  三、博物馆内部物体消失检测:每一件文物的丢失都是无法估量的损失,而不法分子采取的作案方式都是多种多样,如何及时发现文物盗窃行为显得极为重要。采用物体消失、移动、被盗检测功能,对文物24小时实时不间断监控,若有不法分子移动或盗取文物,则实时报警,通知安保人员及时处理,避免了监控人员疏忽而造成严重的后果。

  除了以上三个典型的博物馆安全监控需求,当然还有传统的监控需求如监控图像浏览、电视墙浏览、图像存储、历史图像调阅等等,以下将提出具体详细的解决方案以应对博物馆日益增加的安全需求。

  三.设计原则

  1.系统充分体现了先进性、智能性、高性价比原则。

  2. 可扩展性

  为了适宜未来系统扩展的要求,系统在满足现有功能的基础上预留足够的接口以便系统扩充之用。系统中控制部件(软、硬件)采用模块式结构、模组式交换矩阵、内部总线化等技术措施,可以方便灵活的进行扩充,充分保证系统在将来的适应性。灵活的组网方式,要求较少,只需要提供网络和供电即可方便监控点的增加。

  几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统,可按多级(至少三级)组网的方式,形成大规模的监控网络,高一级监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。

  3. 开放性

  整个系统是一个开放系统,兼容性强,能与现有铁路管理系统和其他监控系统互融,提供完整的维护业务平台。

  4. 灵活性

  系统可以很方便进行软件升级,硬件方面在若干年内不失其先进性,保证用户投资。可调节图像质量与带宽占用,系统采用硬件编解码,可以根据用户需求调节帧数、分辨率、图像质量等。多种图像浏览方式,包括单画面、四画面、九画面、十六画面多种浏览方式。系统支持基于浏览器技术的网络浏览功能,可以方便灵活的使用。

  5. 先进性

  采用国际最新的H.264图像压缩处理技术,网络适应能力强,图像清晰,画面质量高,占用带宽小,实时性强。

  6. 实时性

  视频传输和智能报警延时小于0.2S。

  7. 可靠性

  具有设计独到的视频流量管理功能,保证网络通畅。

  实行操作权限管理,保证统一、规范管理。

  系统具有自诊断功能。

  系统具备防雷和抗强电干扰能力,可适应较复杂的工作环境。

  系统的平均无故障工作时间MTBF>50000小时。

  8. 完善性

  具有强大的数据和告警的采控和处理功能。

  当发生报警时(智能报警或外界设备触发报警),能把报警信息进行视频联动,也可以通过其它方式实现联动。如实现告警时灯光、警笛联动并录像。

  功能完善的录像管理体系。系统可选用手动、告警、定时录像三种录像方式;提供指定阀值的滚动式录像删除功能(在保证客户录像存储时间的要求下),录像存储空间可以根据客户的需求配备存储空间,支持备份功能,能有效保证数据的安全性。

  系统具备完善的控制功能:

  系统设权限管理,对不同级别的用户给予不同的权限,有效防止越权操作。被授权的网上任一操作人员可对任一摄像点进行控制,实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整。进行云台的预置和控制。

  9. 良好的硬件平台

  系统硬件平台为机架式设计,实现高度一体化、高度工程化,便于施工、安装、调试。

  四.系统总体解决方案提出

  4.1 整体方案拓扑

  整个智能视频监控系统共分为两部分组成,分别是针对馆内珍贵文物、贵重物品的智能分析监控部分和/馆外周边监控防护的部分。

  原理拓扑如图:

  4.2 方案原理详解

  4.2.1 总体博物馆监控原理介绍

  以上原理图中,博物馆周边部分是由模拟摄像机将采集到的图像信息通过视频线传输到带图像压缩功能的视频智能分析服务器上,由视频智能分析服务器对模拟信号进行编码压缩,转换成数字信号通过网络传输到位于中心监控机房的NVR存储设备上进行存储;同时视频智能分析服务器还可以对实时的模拟图像进行分析,然后通过网络将分析的结果发送到位于监控机房的管理服务器,管理服务器会保存报警录像或图片已被事后查询,同时管理服务器将相关报警联动信息发到相关的报警设备上进行联动,报警设备发出报警提示工作人员处理警情。博物馆周边作为安全防护的第一道防线,可在博物馆围墙周围设定周界若发现有人靠近围墙并发生翻越行为,实时报警,通知安保人员及时制止,同时在博物馆闭关期间,对重点区域,如出入口等设置绊线或周界,防止异常行为的发生。

  馆内部分主要是由智能分析监控系统组成。由前端摄像机将图像采集后,传输到智能分析服务器上进行对图像的智能分析,并同时传输到网络视频服务器上进行编码压缩,智能分析服务器连接到网络并将数据传输到中心机房的服务器上,进行统一的管理、存储、转发、浏览等。智能分析系统可对重点区域设定物体遗留检测、物体消失、移动、被盗检测功能,对文物24小时实时不间断监控,若有不法分子移动或盗取文物,实时报警,保护参观者和文物的安全。

  4.2.2 前端部分

  前端视频的采集和分析部分主要由模拟的视频摄像机和智能分析器两部分组成。模拟视频摄像机主要功能是采集视频图像,而智能分析器的主要作用是智能分析和视频压缩两个部分,智能分析功能通过内置的一个芯片和OV(Object Video)的算法来完成对模拟视频的分析,视频压缩也是通过另一个芯片来完成模拟视频向IP视频的压缩转换。

  4.2.3 网络部分

  由于博物馆安防要求级别很高,一般不会通过公网访问博物馆内部图像,故整个监控基本在物理独立的局域网内架构,所需的设备也只是企业级交换机、光纤和网线等局域网设备。

  4.2.4 存储部分

  图像储存部分,要根据图像的质量(码流)和数量两个方面考虑,以1个D1(2M)画质的视频图像存储一天来举例计算:

  2M(码流)*60(一分)*60(一小时)*24(一天)/8(转换成字节)=21600M=21.6G

  以1个D1(2M)画质的视频图像存储一天来举例计算:

  0.5M(码流)*60(一分)*60(一小时)*24(一天)/8(转换成字节)=5400M=5.4G

  总体所需的存储空间可根据具体监控点数量和视频图像质量来计算即可。

  4.2.5 电视墙部分

  如果监控室内需要在电视监视墙上观看,则需要添加网络矩阵解码器设备,将IP视频数据还原成模拟图像然后再输出到模拟的电视墙上,以供专职的保安人员观看。

  4.2.6 报警联动部分

  有了视频智能分析之后,智能分析器的结果将通过网络传输到智能监控管理服务器,管理服务器会保存警情发生时的报警录像或图片已被事后查询,同时管理服务器将相关报警联动信息发到相关的报警服务器设备上进行联动,报警服务器设备发出报警提示工作人员及时处理警情。而此功能的实现涵盖了智能分析器、监控管理平台软件、报警服务期以及网络传输设备和终端的声光报警器等多种设备。

  4.2.7 软件平台部分

  Vstar 2.0 网络数字视频监控系统是基于网络视频编解码器和互联网技术开发的一套软件系统,经过专业人员严格测试和行业用户实地安装使用证明,本系统在人机交互功能、可靠性、安全性、操作智能化和软硬件维护性上,与市场同类产品相比取得了新的突破,并在传统的图像监控基础上实现了实时数字化图像采集、传输、存储过程的数字化,使系统性能在高效、安全、智能化上有了质的飞跃。

  综上所述,本监控方案是基于IP网络基础之上的集智能分析、网络传输、报警联动和集中储存为一体的具有先进功能的新一代视频监控解决方案。

  五.智能视频监控系统特点

  5.1总体方案特点

  上海卓扬科技有限公司根据多年的网络视频监控的经验,凭借雄厚的研发实力,成功开发了VE系列网络视频产品和IVO System智能视频分析产品,采用视频技术和智能视频分析技术处于国内外领先水平,整个系统平台采用视频工作站与网络中心服务器方式管理,完全符合国际数字图像音/视频压缩标准。智能视频分析为更多的事件提供了实时报警和预警,充分体现了智能产品在目前网络视频监控的优势,而且该系统极大的发挥了网络资源共享的优势,可根据不同级别的需要,实时调用所需图像。同时,系统也加强了安全管理的功能,确保用户在使用中保证数据的安全性。上海卓扬科技有限公司开发的智能视频分析采用了目前世界最新科技:智能化图像识别处理技术,对各种安全事件主动预警,如边界、空中,地面入侵行为;对重要区域进行严密的警戒设防,做到无盲点自动防卫监控。具体来讲,智能视频分析仪通过摄像机实时“发现敌情”并“看到”视野中的监视目标,同时通过自身的智能化识别算法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,及时向有关人员通过声音、视频等类型发出警报,极大地避免监控人员倦怠、脱岗等因素造成执勤常见病。

  智能视频分析、数字视频、音频以其直观性、易于存储、检索和共享,是网络视频监控系统的重要组成部分,可被用户应用在相关的业务管理之中,它可以使用户在获取抽象数据的同时,对远程现场的情况进行实时监测、报警及预警。数据信息也是该系统必不可少的辅助信息。

  5.2智能监控具体功能特点

  本方案中除了具备传统监控的视频浏览、图像存储、图像上墙等基本功能外,还具备智能分析视频图象并产生报警联动的功能。以下详细介绍智能分析在博物馆监控方面的功能特点。

  1.目标识别

  目标识别是指利用最新的视频图像分析识别技术,能够识别画面中的各种物体。包括人的识别,车辆的识别以及箱、包等各种物体的识别。目标识别是智能化分析的前提,必须准确无误的识别画面中的各个目标,才能进行高准确度的智能化分析。

  2.穿越警戒线

  在视频画面中画一条虚拟警戒线,一旦监控视频画面中有人、车辆或者其他物体穿越这条警戒线,智能视频分析仪可以自动发现并产生报警。跨越警戒线又分为单向跨越或者双向跨越,单向跨越规定从某一个方向跨越警戒线才产生报警,而从另外一个方向发生跨越行为时不产生报警。

  3.穿越双警戒线

  穿越双警戒线比穿越单一警戒线有更多应用价值。当人、车辆或者其他物体穿越第一条警戒线时,并不产生报警;在规定时间内,再次穿越第二条警戒线时,立刻产生穿越双警戒线报警。可以用双警戒线来判断车辆的非法转弯,更可以通过双警戒线报警来检测翻越围墙的情况。如果在围墙上以单警戒线来触发翻越围墙警告,这是可以的,但是当产生翻越围墙报警后,人可能已经翻过去了,并不能有效阻止犯罪的发生。利用双警戒线报警功能,在人靠近围墙的地方画两条警戒线,当有人接连穿越这两条警戒线,即刻产生报警。在人翻越围墙前提前报警,可以及时阻止犯罪行为的发生。

  4.进入识别

  当视频画面中有人、车辆或者物体进入到某一个特定区域中,智能分析设备会产生进入报警。该区域也是在画面中划定的虚拟区域,可以是矩形,圆形或者任意规则的多边形。当在画面中划定了虚拟区域后,只要有任何物体进入该区域,立刻会被捕获并且产生报警。

  5.离开识别

  相对进入而言,离开识别是指人、车辆或者物体从某个特定区域中离开,智能分析设备会产生离开识别报警。离开识别和进入识别都是为了保护某些禁区在一定时间内不允许别人进入或者离开。

  6.出现识别

  出现识别是指当有人,车辆或者物体出现在画面中的某个区域中,被认定为出现行为发生。出现识别与进入识别都是针对画面中的虚拟区域产生的分析识别,两者的区别在于进入识别强调的是物体从外部进入到区域;而出现识别强调物体突然出现在特定区域(如盗贼可能从地下挖一个洞钻出来,符合出现识别而不符合进入识别)

  7.消失识别

  消失识别是针对出现识别而言的,当人、车辆或者物体突然从某个特定区域消失,即可产生消失识别。消失识别强调的是物体从特定区域中突然消失了,而离开识别强调的是物体从区域中离开的动作。

  8.弃置识别

  当画面中某人遗弃某物体或者从某车上丢下一物体,都会产生弃置识别事件。在反恐应用中,有不明身份的人遗弃随身所带的行李包时,则触发了弃置识别事件。工作人员第一时间发现不明包裹被遗弃,及时赶往现场排除恐怖物体。

  9.取走识别

  当画面中的某个物体被取走,即可产生取走识别事件。主要应用在博物馆内部重要物品监控,某一副名画或者珍宝被取走,智能化分析设备能够及时捕获这样的行为,并联动相关报警。

  10.场景变化识别

  当摄像头被转动位置时,场景发生变化,智能化分析设备能够自动捕获这类行为,重新识别背景画面自动进行视频智能分析。

  11.滞留识别

  当某人在某个区域内在一定时间内逗留不走,将产生一个滞留识别事件。该特色功能可以应用在有陌生人在博物馆周围,防止有人长期滞留。