多傳感器視頻集成技術(shù)的智能化應(yīng)用

張也 中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所

1 多傳感器視屏集成的概念

多傳感器信息融合是指一種用來包含處于不同位置的多個或多種傳感器的信息處理技術(shù)。傳感器應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、工業(yè)化控制技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)不斷發(fā)展，日益成熟，這使得多傳感器信息融合技術(shù)成為了一門備受關(guān)注的新興學(xué)科。多傳感器信息融合技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價值，能夠優(yōu)化安防監(jiān)控，達(dá)到更加精細(xì)、智能的監(jiān)控目標(biāo)。

多傳感器視頻集成技術(shù)的基本原理是對多種傳感器進(jìn)行綜合處理和優(yōu)化，這一過程與人類的大腦綜合處理人體各種感覺有異曲同工之妙。多傳感器視頻集成技術(shù)通過對各種傳感器的多層次、多時間、多空間信息互補(bǔ)、優(yōu)化處理，最終得出對觀測環(huán)境的一致解釋。在多傳感器的信息處理過程，必須合理支配、使用來自多個源頭的數(shù)據(jù)，以多種傳感器得到的觀測信息為依據(jù)，對其進(jìn)行組合，從而得到更多的有用信息。與純視頻監(jiān)控相比，多傳感器視頻集成技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，它有效解決了前者存在的限制和不足，能夠跟蹤多個環(huán)境量，從而對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行多方位的立體監(jiān)控，得到更加全面的觀測信息。此外，在監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用多傳感器信息整合技術(shù)能夠使各方面的結(jié)果更加準(zhǔn)確，如提高智能分析、智能跟蹤的準(zhǔn)確性。傳感器集成系統(tǒng)的規(guī)模對其功能和獲得的信息量具有不可忽視的影響作用，與單個的或者是少量的傳感器集成系統(tǒng)相比，大規(guī)模的傳感器集成系統(tǒng)能夠獲得更多的信息，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用，為用戶提供更加復(fù)雜、高級的服務(wù)功能，創(chuàng)造更多的社會價值和行業(yè)價值。

多傳感器視頻集成中的多指的是傳感器的類型或是數(shù)量多，集成了多個類型的傳感器或是多個同類型傳感器的系統(tǒng)都被稱為多傳感器視頻集成系統(tǒng)。例如，從廣義的角度出發(fā)，組合了一路音視頻采集的攝像機(jī)就是一個小規(guī)模的多傳感器集成。一臺接入了十六路視頻信號的DVR在廣義上可被稱為多傳感器集成，但其并不是嚴(yán)格意義上的多傳感器視頻集成，只是一種多源傳感器信息羅列、采集的產(chǎn)物。嚴(yán)格意義上講，多傳感器視頻集成注重的是對多傳感器信息的融合運(yùn)用。圖1是多傳感器視頻集成的一般體系。

圖1

2 多傳感器視頻集成方式及智能化應(yīng)用

多傳感器視頻集成方式及智能化應(yīng)用包括三種類型，分別是傳感器內(nèi)部集成、監(jiān)控產(chǎn)品集成、監(jiān)控系統(tǒng)集成。筆者將在下文對其進(jìn)行詳細(xì)闡述。

首先，傳感器內(nèi)部集成。傳統(tǒng)的傳感器受到多個因素的限制，如功能單一、使用環(huán)境受限、安裝不便等。傳統(tǒng)的紅外報警器容易出現(xiàn)誤報現(xiàn)象，為了避免誤報概率，最好將其安裝在室內(nèi)。多傳感器集成產(chǎn)品的出現(xiàn)有效解決了傳統(tǒng)傳感器存在的多個問題。多功能傳感器是一種集成技術(shù)，能夠集成多種傳感單元，從而賦予傳感器更多的功能，同時還能降低集成成本。多功能傳感器能夠集成系統(tǒng)需要的多種傳感器，施工更加方便，是傳感器的一個重要發(fā)展趨勢。雙監(jiān)、多監(jiān)傳感器也是一種多傳感器集成技術(shù)，能夠集成多個傳感器單元，對各個傳感器單元的信息進(jìn)行綜合運(yùn)算，從而減少誤報，提高傳感器的辨識率，這一集成技術(shù)也是傳感器的重要發(fā)展趨勢。

其次，監(jiān)控產(chǎn)品集成。監(jiān)控產(chǎn)品集成能夠有效優(yōu)化視頻效果，增強(qiáng)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)能力。為了增強(qiáng)功能，一些視頻監(jiān)控產(chǎn)品自身會集成或支持接入圖像傳感器之類的傳感器。例如，為了保證圖像傳感器在多種光線條件下都能獲得圖像信息，可以賦予其紅外攝像功能，在光線弱的情況下，以紅外攝像模式進(jìn)行視頻監(jiān)控，光線充足時則以正常模式進(jìn)行監(jiān)控，獲得彩色視頻。

最后，監(jiān)控系統(tǒng)集成。與傳感器內(nèi)部集成和監(jiān)控產(chǎn)品集成相比，監(jiān)控系統(tǒng)集成能夠解決更加復(fù)雜的問題，創(chuàng)造更可觀的應(yīng)用價值。傳感器內(nèi)部集成、監(jiān)控產(chǎn)品集成只能解決傳感器自身的準(zhǔn)確率、環(huán)境適應(yīng)能力問題，而監(jiān)控系統(tǒng)集成能夠通過在監(jiān)控系統(tǒng)級別上應(yīng)用多傳感器融合技術(shù)解決更加高階的問題。例如，單個卡口攝像機(jī)的功能局限于識別車牌和測量車速，無法確定某個車輛某段時間的運(yùn)行軌跡，但智能交通系統(tǒng)能夠集成多個攝像頭，對所有攝像頭所獲取到的車牌信息、車速信息進(jìn)行整合分析，最終得到某輛車某段時間的運(yùn)行軌跡。

家庭監(jiān)控系統(tǒng)就是一個小型的多傳感器視頻集成系統(tǒng)，其典型系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

圖2

家庭監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將家庭內(nèi)部安裝的視頻、音頻等監(jiān)控設(shè)備與傳感器連接，利用中控電腦或相關(guān)設(shè)備對有用信息進(jìn)行存儲、傳輸、處理，從而對家庭安全進(jìn)行全方位的監(jiān)控。家庭監(jiān)控系統(tǒng)中的音頻視頻攝像機(jī)能夠采集家中的實(shí)時音頻、視頻數(shù)據(jù)，如門的關(guān)閉、人員的進(jìn)出。家庭內(nèi)部安裝的多種傳感器會將采集的信息匯集到監(jiān)控主機(jī)，對信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)對家中情況的實(shí)時監(jiān)控，以及對家中異常情況的檢測。

3 小結(jié)

多傳感器視頻集成技術(shù)在各個監(jiān)控領(lǐng)域都得到一定的應(yīng)用，隨著各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，多傳感器視頻集成技術(shù)將得到越來越廣泛的應(yīng)用，在各個監(jiān)控領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。多傳感器視頻集成技術(shù)的理論基礎(chǔ)是多傳感器信息融合技術(shù)，受視頻監(jiān)控需求的影響，多傳感器視頻集成度存在一定的差別，存在多種層次的集成方向。