海事智能视频监控系统设计与实现

　　兰培真1,　韩建平2,3,　洪　晶3(1.集美大学,福建厦门361021; 2.杭州电子科技大学,浙江杭州310018;3.浙江大学,浙江杭州310002)摘　要:设计了一个面向海事场景的网络视频监控系统,系统从网络上获取航道和港区视频序列,进行分析和处理,对用户定义的受控区域进行实时监控,当受控区域出现运动目标时进行分级告警。针对海事场景背景复杂、干扰大等困难,提出了改进的混合高斯背景模型及运动检测方法。在目标跟踪方面,为运动区域建立颜色、形状和运动的混合模型,并通过距离矩阵和匹配矩阵判定目标和轨迹间的对应关系。经测试,该设计实现的各项功能都能满足海事部门对海事场景的实时监控。

　　关键词:水路运输;智能视频监控;运动检测;目标跟踪中图分类号:U675.79　　　文献标识码:ADesign of an Intelligent Marine Video Surveillance SystemLAN Pei-zhen1,　HAN Jian-ping2,3,　HONG Jing3(1. Jimei University, Xiamen 361021, China; 2. Hangzhou Dianzi University, Hangzhou, 310018, China;3. Zhejiang University, Hangzhou, 310002, China)Abstract:An intelligent marine video surveillance system is introduced. The system obtains video streams ofchannels and ports through internet, then analyzes and processes them. The system monitors the user-definedregions real-timely and alarms when prohibited moving objects appear. Because the marine scene is complicated andinterferential, a modified mixture Gaussians approach and a moving detection method are suggested. In order totrack multiple objects, a mixed model including color, shape and motion for each detected region is set up. Adistance matrix and a matching matrix give the correlations between newly detected objects and trajectories.

　　Key words:waterway transportation; intelligent video surveillance; moving detection; objects tracking随着我国经济的快速发展,沿海港口已经成为经济社会发展和对外交流的重要窗口,保障船舶航行安全和港口安全也成为一个极其重要的问题。越来越多的视频监控系统被应用到海事场景的实时监控中。然而传统的视频监控主要依赖人工观察监视屏幕来发现异常事件,并不能达到实时监控的目的。

　　观察者长时间盯着屏幕,往往造成注意力降低,特别是随着摄像头数量增加,人工根本无法同时看清所有的监控区域画面。

　　智能视频监控技术以普通的数字视频监控为基础,在提供直观、形象的视频图像的同时,通过计算机视觉技术,自动检测和识别监视场景中所发生的事件;当异常事件发生时,发出告警信号提示监控人员关注,以便及时干预。智能视频监控系统实现了真正意义上的监控,成为当前具有广泛应用前景和研究价值的重要课题之一。

　　国内外研究人员已经开展了大量相关项目的研究工作。在美国,以卡内基梅隆大学为首,麻省理工学院等高校参与的智能监控重大项目VSAM[1]研究了用于战场及普通民用场景监控的自动视频理解技术。IBM公司最近也开发出新型的智能监控系统S3(Smart Surveillance System)。在英国,雷丁大学开展了对车辆和行人的跟踪及其交互作用识别的相关研究[2]。国内的中科院自动化所的模式识别国家重点实验室对交通场景的智能监控进行了多年的研究[3]。

　　海事场景智能视频监控具有较大的挑战性,一方面需要监控的范围很广,包括海面、航道、港口等,必须解决分散布点、集中监控和远程管理问题。另一方面监控环境恶劣,天气、光照等变化快,对监控的鲁棒性提出了更高的要求。本项目研究并实现海事场景智能视频监控系统,将把从海事场景采集的视频序列经数字化、MPEG4压缩后,以流媒体方式通过网络传输至海事监控中心,由智能监控软件对视频图像序列进行分析处理,检测和识别运动目标,并进行分级声、光告警。海事智能视频监控系统具有以下特点:

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