智能视频分析解决方案V1

智能视频分析解决方案2011年9月目录1. 概述 (3)2. 智能分析功能描述 (4)2.1 车辆停驶检测 (4)2.2 行人检测 (5)2.3 车辆拥堵 (5)2.4 车辆逆行 (6)2.5 烟雾、火灾 (6)2.6 遗留物检测 (6)2.7 特殊事件——非小客车占用小客车道 (7)2.8 特殊事件——车辆跨越实线 (8)2.9交通流量统计 (9)3. 系统结构 (10)5. 系统组成 (12)5.1视频前端(摄像机) (12)5.2视频前端(镜头) (13)5.3传输系统 (14)5.4模拟控制系统 (15)5.5数字控制系统 (15)5.6数字硬盘录像系统 (16)6. 系统技术指标 (17)6.1运动目标检测 (17)6.2响应时间 (17)6.3背景自学习时间 (17)1. 概述随着国内高速公路的大规模建设以及高速公路网的完善，对高速公路路段的监控、管理已经成为高速公路管理的一项重要内容。

视频监控在高速公路监控系统中的应用非常广泛，主要应用在收费系统、道路监控系统、隧道监控系统以及管理用房的监控当中。

在道路监控系统中，通常在匝道的出入口立交、桥梁、长下坡等重要地点设置动态监控点，现在一些重要主干高速路段，全程每2公里设置一个监控点，配置高倍数变焦镜头和云台，实现整条道路的全程监控。

在高速公路中，由于隧道环境特殊，且在一定距离内空间封闭，一旦在其中发生交通事故，救援以及疏散等问题难度非常大，因此，对于保证隧道安全运营的隧道监控系统，越来越得到工程建设者和管理者的重视。

而在隧道监控系统中，通常隧道内每150米设置一个固定监控点，在人行横洞、车行横洞、隧道口设置云台或快球，实现动态监控。

通过视频监控系统，将隧道互通枢纽的交通状况、道路状况、能见度状况传到监控中心或隧道管理站，在监控中心或隧道管理站监控室闭路电视监视器或大屏幕投影系统上显示，结合视频事件检测系统，为选择正确的交通控制策略提供依据，并可对视频图像进行实时分析和录像，以便分析及取证。

以往受视频分析处理技术条件所限制，对视频信号的分析判断主要依靠人的决策，随着视频智能分析技术的进步，在高速公路监控系统的应用上，视频信息处理正从一种辅助决策工具逐渐向自动决策系统方式过渡。

当前智能视频分析技术在高速公路监控系统中成熟的应用是车牌识别系统、事件检测分析系统以及视频交通状态检测系统。

车牌识别系统已经基本取代了人工录入车牌这一原始方式；事件检测分析系统当前已经被高速公路管理者逐步接受，在高速公路监控系统中已经广泛应用；车辆检测系统与线圈车检系统、微波车检系统三种车辆检测系统，已经成为高速公路机电系统最主流的车辆检测方式，交通状态检测系统也逐步成熟，已显示出独特的优势，正获得道路管理者尤其是交警部门的青睐。

●车牌识别车牌识别系统是智能交通最基本的组成构件之一，目前应用已经非常成熟，是高速公路收费系统的一个重要组成部分，识别系统以自动车牌号码识别为基础，可以对通过的车辆进行自动登记、验证、监控、报警。

通过车牌识别系统，高速公路入口收费系统可以在通行卡（票）上保存系统识别车牌号码及车牌图片二值化信息，在高速公路出口利用车牌识别系统对车牌号码或车牌图片二值化信息进行匹配，判断通行卡（票）代表的入口车辆是否为出口车辆，可以有效地发现和避免换卡行为。

同时系统所定位出的车牌图片和识别出的车牌号码成为管理、查询通行车辆的重要途径，可以有效地加强收费管理，限制和发现舞弊行为。

●事件检测分析高速公路用视频监控路段运行，监控人员不可能长时间不间断盯着屏幕监视，如果依赖于回放检索，会导致时间处理滞后。

因而，事件检测分析系统在高速公路监控系统中得到广泛的应用。

事件检测分析系统在图像覆盖范围内，能够对各种交通车辆、事故进行自动检测。

系统在每个类型车道（超车道、行车道、紧急行车道、紧急停车带、三角地带）和一般交通状况下能自动检测下列状况：车辆停驶、车辆减速、车辆超速、车辆低速、车辆逆行、车辆排队长度超过阈值、交通拥堵、行人、遗撒遗弃物、烟雾和火灾等。

并且提供相应的交通数据实时测量：流量、速度、占有率、车头间距、队列长度、车辆分型等。

当发生交通车辆事故时系统能够快速自动报警和录像，为道路的交通安全管理和道路运营提供帮助。

而在隧道监控中，事件检测分析系统检测到有烟雾超过警戒报警，系统启动应急预案，指挥通风系统、照明系统和消防系统立刻联动，对监控信息自动采集，通过智能视频分析技术分析、判断并输出结果。

交通状态检测当前在一些交通流量很大的高速公路中，尤其在许多大城市的绕城高速公路中，出入口匝道经常发生堵车，如何有效疏导交通是一个亟需解决的问题，视频交通状态检测系统结合交通诱导系统提供了解决办法。

交通状态检测系统通过对道路沿线的监控摄像机传回的视频信号进行分析和处理，自动识别出路段的交通状态（交通状态分为：畅通、拥挤、堵塞三种状态）；当检测到道路交通发生拥挤或堵塞时，系统通过语音报读、文字闪烁等方式进行报警，提示交通管理员及时对交通拥堵事件进行交通疏导处理，并可通过对交通拥堵数据的统计分析，为交通管理提供决策依据，把过去的被动式交通管理上升为主动式的交通管理，从而保证道路交通的畅通运行，提高交通管理水平提供有力的技术手段。

同时，与交通诱导等系统进行联动，在事件发生时，通过交通诱导系统发布交通信息，实现智能化的交通管理。

2. 智能分析功能描述2.1 车辆停驶检测在特定或一段道路上，设定一防区，车辆停留时间超过一定时间或位置时，产生报警。

2.2 行人检测防止机动车道行人行走，发现目标立即报警。

2.3 车辆拥堵监控一些路口或易拥堵的路段，当车辆密度达到某一值时，发生报警。

2.4 车辆逆行防止车辆逆向行驶而带来交通堵塞或交通事故，当有车辆逆行时，设备也产生报警。

2.5 烟雾、火灾2.6 遗留物检测为防止从车辆上滚落的物品或施工过程中遗留的物件影响道路情况，使用遗留物检测模块，当有遗留物事件发生时通过光标、音频及联动三种报警方式同时报警。

2.7 特殊事件——非小客车占用小客车道全景图片抓拍图片2.8 特殊事件——车辆跨越实线全景图片抓拍图片2.9交通流量统计对某一路段经过的交通数据实时测量及统计：流量、速度、占有率、车头间距、队列长度、车辆分型等。

3. 系统结构采用标准的通讯协议，为视频监控、入侵报警、出入口控制、保安巡更、消防等各安防子系统，搭建了一个信息充分、合理、灵活共享的统一平台；也为客户提供了级城市综合安防的用户界面。

系统采用标准的模块化设计，功能裁剪自由，操作简单灵活；用户可以根据自身安防业务特点，自由设置各子系统的用户界面组合和联动关系；监控终端可以同时配置多个综合安防显示屏。

模拟监控系统将所有的视频信号进入视频分配器，将视频信号一分为二，一路视频信号进入DVR做录像作用，一路进入模拟矩阵，因为除了小型的模拟矩阵外不能单独存在，必须使用模拟矩阵键盘来进行控制、切换以及其他的操作等。

若需要将多个视频信号在同一监视器上显示，则需要一个画面分割器，当中若是需要传输音频则必须再加装音频模块，然后进入电视墙。

硬件：●视频分配器●模拟矩阵●模拟矩阵键盘●多余线材●硬盘录像机其他配件：●画面分割器●音频模块数字监控系统将视频信号直接进入DMS（数字矩阵），数字矩阵直接将视频输出到电视墙，所有的操作均可使用鼠标和键盘进行控制，当然若从使用快捷和操作性来看也能通过数字矩阵键盘来直接控制云台、快球、矩阵切换等。

因为DMS(数字矩阵)本身具有多画面结合功能和音频功能，那么在需要这类需求的场合就无需增加任何其他硬件。

硬件环节有：●数字矩阵（硬盘录像机＋矩阵模块）●数字矩阵键盘5. 系统组成智能视频分析系统由视频前端、传输网络、视频存储、分析检测处理设备等组成。

5.1视频前端(摄像机)视频前端主要包括高分辨率低照度的彩色摄像机和用于目标锁定、跟踪的高速球。

其主要性能及技术参数要求如下：1.色彩摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。

黑白摄像机的价格比彩色便宜。

但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。

2.清晰度有水平清晰度和垂直清晰度两种。

垂直方向的清晰度受到电视制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为PAL制式，PAL制垂直清晰度为400行。

所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。

水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线TVL表示。

目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于500线，彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于400线。

3.照度单位被照面积上接受到的光通量称为照度。

Lux (勒克斯) 是标称光亮度(流明) 的光束均匀射在1m2面积上时的照度。

摄像机的灵敏度以最低照度来表示，这是摄像机以特定的测试卡为摄取标，在镜头光圈为0.4时，调节光源照度，用示波器测其输出端的视频信号幅度为额定值的10%，此时测得的测试卡照度为该摄像机的最低照度。

所以实际上被摄体的照度应该大约是最低照度的10倍以上才能获得较清晰的图像。

目前一般选用黑白摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.1Lux;选用彩色摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.2Lux。

4.同步要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。

对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。

对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。

系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象，录、放像质量才能提高。

5.电源摄像机电源一般有交流220V，交流24V，直流12V，可根据现场情况选择摄像机电源但推荐采用安全低电压。

选用12V直流电压供电时，往往达不到摄像机电源同步的要求，必须采用外同步方式，才能达到系统同步切换的目的。

6.自动增益控制(AGC)在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰的图像。

目前市场上CCD摄像机的最低照度都是在这种条件下的参数。

7.自动白平衡当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。

彩色摄像机的自动白平衡就是实现其自动调整。

8.电子亮度控制有些CCD摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时可以不用自动光圈镜头。

使用电子亮度控制时，被摄景物的景深要比使用自动光圈镜头时要小。

9.逆光补偿在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。