對于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施如機(jī)場的安全防范，傳統(tǒng)方法通常是通過保安或警衛(wèi)人員監(jiān)視多臺攝像機(jī)以及其它傳感器，安全環(huán)境完全依賴在人的注意力上。 隨著時間的推移，注意力也隨之逐步下降，安防系統(tǒng)多是名存實無。此外，還有諸多客觀因素正困擾著機(jī)場高風(fēng)險資產(chǎn)的保護(hù)：

　　復(fù)雜的人員調(diào)配延誤了現(xiàn)場保護(hù)，或者犧牲太多的現(xiàn)場資源;

　　難以有效監(jiān)視和巡邏廣闊的邊界;

　　高價值資產(chǎn)需要的不僅僅是間斷的安防系統(tǒng)或者使用可靠或非智能的監(jiān)控傳感器。

　　如此一來，機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施變成高度脆弱。

　　基于智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)(智能廣域周界監(jiān)控)的智能視頻分析正在改變對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全防范的理念。 一個智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)利用客戶現(xiàn)有的或者將要建設(shè)的CCTV監(jiān)控系統(tǒng)去了解每一臺攝像機(jī)視場范圍之內(nèi)發(fā)生了什么，并提供獨一無二的功能，即集合所有攝像機(jī)視頻流，同時接受其它傳感器類型接入(例如，門禁、入侵探測、智能圍欄、雷達(dá)、GPS、RFID追蹤等)，以形成一個對所保護(hù)區(qū)域的統(tǒng)一視角。

　　最高級的智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)是基于地理空間而構(gòu)建的。系統(tǒng)給用戶提供在受保護(hù)的區(qū)域內(nèi)所有移動物體確切的位置、速度和方向，并且顯示在二維或三維的地理地圖上。 這個地理空間識別也幫助智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)提供分類目標(biāo)物的功能——自動區(qū)分人，車等。并且濾除無關(guān)緊要的背景“噪音”，如風(fēng)、波浪、陰影等等。

　　智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)可以讓操作員輕松地對重要資產(chǎn)或者邊界劃防區(qū)(虛擬圍欄)，并且對不同的安全侵害設(shè)置自動報警的安防策略。系統(tǒng)提供了一個統(tǒng)一的用戶界面，這個界面不僅可以識別所感興趣的目標(biāo)物的位置并對其分類， 還可以確認(rèn)這些目標(biāo)物是否會違反安全策略。當(dāng)侵害發(fā)生時，報警可以被設(shè)置為通過報警，彈出視頻和手機(jī)短信自動通知個人以便于聯(lián)動。

　　智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)的最終結(jié)果是： 充分利用系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備和其他傳感器全天候24×7監(jiān)控所要保護(hù)的區(qū)域， 提供了傳統(tǒng)CCTV安全系統(tǒng)力所不及的保護(hù)等級。系統(tǒng)也使得安保人員對監(jiān)控器以及由其對危險做評估的依賴性大大降低，并且報警報告高度準(zhǔn)確，更重要的是，對報警確認(rèn)與反應(yīng)所需要的時間大大縮短(可以以秒來計算)。

　　由于智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢以及成本優(yōu)勢，該系統(tǒng)在歐美等發(fā)達(dá)國家機(jī)場獲得廣泛應(yīng)用。下面就如何對該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計談一下個人的粗淺見解。

　　對于視域及覆蓋區(qū)的設(shè)計原則

　　標(biāo)準(zhǔn)CCTV裝置中，設(shè)計者最初關(guān)注的是將攝像機(jī)安裝在離關(guān)注區(qū)域盡可能近的地方。然而在像機(jī)場周界一般的特大監(jiān)控范圍區(qū)域內(nèi)，如此操作多少有點鋪張浪費。另外，由于每臺攝像機(jī)只能覆蓋很小的一個區(qū)域，攝像機(jī)的數(shù)量自然“壯觀”，而面對琳瑯滿目的監(jiān)控畫面，安保人員很難確保整個安全區(qū)域的安全。

　　在智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計思路中，作為一個圍繞智能視頻建立起來的系統(tǒng)，設(shè)計攝像機(jī)部署方案的主要動因是使用一臺攝像機(jī)覆蓋更大的區(qū)域。這就要求攝像機(jī)放置在遠(yuǎn)離目標(biāo)區(qū)域的地方，使得一臺攝像機(jī)能夠覆蓋相當(dāng)于3-5臺CCTV攝像機(jī)監(jiān)控的區(qū)域。

　　為了減少不同廠商間攝像機(jī)的差別，智能視頻設(shè)計時考慮到鏡頭覆蓋的視域(根據(jù)FOV視場角測量)。鏡頭焦距值由于廠商及CCD技術(shù)的不同存在差異，但作為區(qū)域覆蓋方法的一種，F(xiàn)OV視場角是非?？煽康摹?/P>

　　寬角視域攝像機(jī)覆蓋了更多離機(jī)器近的區(qū)域，窄角攝像機(jī)涵蓋了更遠(yuǎn)的距離。陰影段表示每像素的米數(shù)，中段最遠(yuǎn)端表示計算機(jī)偵測到人類目標(biāo)的最大限度。

　　智能視頻監(jiān)測技術(shù)的通用量尺為“目標(biāo)像素”，是指分析目標(biāo)需要的視頻像素量。目標(biāo)離探測攝像機(jī)越近，就能獲得更多的像素用于分析。擁有較低目標(biāo)像素要求的技術(shù)能在更大范圍內(nèi)進(jìn)行分析。這對探測準(zhǔn)確性及成本上都起著很重要的作用。擁有較低目標(biāo)像素要求的技術(shù)需要更少的攝像機(jī)及設(shè)備，覆蓋指定區(qū)域。

　　智能視頻偵測時，“目標(biāo)像素”指計算機(jī)偵測、細(xì)分及追蹤目標(biāo)時的圖像分辨率。在標(biāo)準(zhǔn)CCTV設(shè)計中做攝像機(jī)視域計算時，考慮到的是人們需要看到所有細(xì)節(jié)這一事實。然而，智能視頻軟件只需通過很少細(xì)節(jié)就能分辨所觀察到的目標(biāo)。這就立刻區(qū)分了CCTV設(shè)計及智能視頻：計算機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過人類。

　　另外，傳統(tǒng)的二維分析技術(shù)分析目標(biāo)時要求的目標(biāo)像素很高， 因為它過分依賴于分析目標(biāo)形狀。這種方法要求相對高的像素，才可能從周邊環(huán)境，如環(huán)境噪音中，識別感興趣的物體。由于二維分析法不適用于長距離，所以用戶需要屏蔽這些區(qū)域，降低錯誤警報。而三維分析技術(shù)具有出色的目標(biāo)像素性能，因為三維分析法能研究分析探測攝像機(jī)的地理坐標(biāo)，以及攝像機(jī)拍攝的每一像素如何對應(yīng)實際位置。這就需要另一個探測標(biāo)準(zhǔn)尺度，即深度。二維分析法能決定二維影像相關(guān)位置、高度及寬度，與它不同的是，三維分析法能知道物體實際的確切位置。

　　每張完整的視頻圖像由至少幾萬像素組成。智能視頻的回放基于對連續(xù)畫面中不同幀的檢測。目標(biāo)像素指圖像中精確偵查到一個目標(biāo)所需的像素。像素值越大，越容易辨認(rèn)。目標(biāo)離攝像機(jī)越近，就有更多像素用于分析。偵測、追蹤目標(biāo)時，真正的廣域智能視頻系統(tǒng)僅用四像素就可精確目標(biāo)，并分辨目標(biāo)為人。而相較而言，對肉眼來說，視頻屏幕上四像素圖像本質(zhì)上是很難分辨的。

　　根據(jù)表1的參數(shù)設(shè)計，我們通過軟件將機(jī)場的整個圍界放置在一個專用的設(shè)計軟件中，得到的設(shè)計結(jié)果如圖2所示。

　　每一個扇形均表示一個探測攝像機(jī)所覆蓋的范圍，斜線區(qū)域表示可以探測到人類的范圍。目前基于如上設(shè)計，可以選用的傳統(tǒng)熱感攝像機(jī)最遠(yuǎn)的探測距離約為800米，該熱感攝像機(jī)的焦距長度約為100mm。

　　為了更形象的說明成像效果，我們引用了熱成像攝像機(jī)的成像計算公式，即：

　　成像大小(像素值)=目標(biāo)物高度(m) ×焦距值(mm))/物距(m) ×像源尺寸(mm)

　　=1.7×100/800×0.0038

　　=5.59 個像素

　　根據(jù)此公式還可以得出，VistaScape探測1.7米的目標(biāo)物的最遠(yuǎn)距離為1100米。

　　由此可見，該設(shè)計方案大大減少了攝像機(jī)的數(shù)量，尤其是攝像機(jī)的安裝位置，直接的好處就是，降低了安裝及運營維護(hù)成本。由于選用的都是熱成像攝像機(jī)，因此無需投入大量的資金用于機(jī)場周圍照明設(shè)施的建設(shè)，這方面節(jié)約的投資大約在1千萬美元左右，同時每年減少的碳排量約為200噸左右。

　　廣域智能視頻系統(tǒng)的組成

　　智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)支持多個，同時的攝像機(jī)種類接入，包括模擬攝像機(jī)、數(shù)字(IP) 攝像機(jī)、黑白攝像機(jī)、彩色攝像機(jī)、固定攝像機(jī)、聯(lián)動攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)和熱感攝像機(jī)，并且可以最低限度的處理視頻幀大小為640×480像素或者320×240 像素。

　　1、模擬攝像機(jī)輸入

　　智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)支持NTSC和PAL模擬視頻格式。

　　2、數(shù)字(IP)攝像機(jī)輸入

　　智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)通過使用一個或者多個數(shù)字視頻壓縮/解壓或者編碼/解碼標(biāo)準(zhǔn)支持?jǐn)?shù)碼攝像機(jī)到IP視頻流的連接。但是系統(tǒng)默認(rèn)會使用DirectShow 濾波器最低程度地接收MJPEG或者M(jìn)PEG4解碼視頻。

　　3、密集性能的智能視頻分析(VCA)設(shè)備

　　智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)可以支持通過一個簡單VCA設(shè)備接入的多個攝像機(jī)，這個設(shè)備是以4個分辨率為320 ×240/640×480像素模擬或者IP數(shù)字?jǐn)z像機(jī)為一個單位。

　　廣域智能視頻系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

　　智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)是屬于服務(wù)器/客戶端架構(gòu)，并且可以通過不同的計算機(jī)在同一TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中可以去設(shè)置服務(wù)器與客戶端軟件。

　　智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)具備管理整個周界監(jiān)控系統(tǒng)的能力，包括現(xiàn)場的設(shè)置/參數(shù)匹配和顯示以及視頻組件的選擇與控制(如各臺攝像機(jī)的視角、PTZ控制和數(shù)字視頻錄像)，后者可以伸展到使用高級API與外部系統(tǒng)通信。

　　通常，智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該包括一個API(應(yīng)用程序接口)， 這個API(應(yīng)用程序接口)提供事件/報警信號給到外部系統(tǒng)，比如危險管理系統(tǒng)、控制中心系統(tǒng)。

　　此外，還應(yīng)包括視頻組件，智能廣域周界監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備與外部設(shè)備通信。比如數(shù)字視頻錄像機(jī)(DVRs)和網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)(NVRs)這些外部設(shè)備，同樣也包括外部輸入和輸出模塊。

　　結(jié)語

　　盡管廣域智能分析系統(tǒng)已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，在國外的機(jī)場設(shè)施也有著廣泛的應(yīng)用，但不是所有的智能視頻技術(shù)都適用于機(jī)場環(huán)境。一些技術(shù)要求至少100像素的目標(biāo)，這是針對小型室內(nèi)設(shè)施或者針對短距離的二維的識別。但廣域范圍自動監(jiān)測設(shè)備的三維識別的低像素設(shè)計原理無需如此。最佳廣域范圍自動監(jiān)測智能視頻方案是從4像素的目標(biāo)開始，偵測、跟蹤目標(biāo)。通過對環(huán)境中所有物體的高頻率分析，以屏蔽周圍復(fù)雜環(huán)境對真實移動目標(biāo)物的影響，這是我們在做設(shè)備選型時首要考慮的問題。