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《北京邮电大学》 2014年
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安防系统设计与视频行为分析方法研究

程绍楠  
【摘要】:随着经济、文化的发展,人们的业余生活变得越来越丰富,各种节日聚会、体育赛事频繁举行,随之而来的是隐藏在其背后的社会公共安全问题,由此安防系统在国内外引起越来越多的关注。传统的安防系统对于来自不同厂家、不同类型的传感器兼容性不好;而且由于多基于C/S架构,因此对于开发人员来说可维护性不高;同时,对于集成了摄像头的安防系统来说,监控人员常常需要7*24小时监视着视频墙,并在众多画面中寻找异常信息,监控结果不够精准。此外,现在大多数视频监控系统采用事后回放录像的策略,并且要从大段录像中根据时间寻找异常事件,这样并未充分利用视频的实时性达到及时告警功能。 本文首先调研了安防系统的发展趋势及实际需求,即将不同类型安防设备资源进行优化整合,同时实现智能监控。由于日益增多的人群踩踏事件发生,防范人群聚集风险也成为视频监控的重点之一。因此本文在实际应用中使用三种不同厂家、不同类型的传感器(红外探测器、温湿度传感器和摄像头),并设计了应用场景:对学校的体育场进行安防监控。红外探测器用以检测是否有人从围栏上方翻越入场,摄像头用以监控体育场上是否突然聚集过多人员,温湿度传感器则实时监测体育场处包括温度和湿度在内的环境信息。 其次,结合上述传统安防系统的不足与实际的项目需求,本文对安防系统的体系结构与警情信息管理平台的功能需求进行了分析、设计。第一,为了解决传感器兼容性问题,即异构感知数据的接入和处理问题,以及各层之间交互协议的转换与解析问题,本文将安防系统划分为三层结构,在各层之间定义了通信格式与交互协议,并采用中间件技术,实现底层硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤、数据格式转换以及交互协议的转换与解析。第二,为使系统中的红外报警信息、温湿度信息、视频信息可以协同工作,提供更为全面的报警信息,本文制定了一系列的信息处理流程,从而达到各传感器协同工作、共同报警。最后,结合实际项目需求,本文设计、实现了警情信息管理平台。 再次,为充分利用视频信息以及视频分析数据,而不仅限于实时观看和录像两种功能,本文对视频行为分析中的人群密度检测算法进行了研究、分析与对比,本文选择使用基于像素统计和基于纹理分析的人群密度检测算法作为分析方法。随后,为将该算法应用到实际安防系统中,并满足安防系统实时性和准确性的要求,本文对实时视频序列处理技术进行研究,并最终选取关键帧提取技术、缓冲区和滑动窗口技术对实时视频序列进行处理,然后将视频序列送入人群密度检测模块中,得出分析结果,用于人群密度预警。 最后,本文在实地部署了本文所设计的安防系统,对多传感器协同报警智能安防系统在实际应用中进行验证。经验证得知,该安防系统可以很好的兼容不同厂家、不同类型的传感器,各传感器之间协同报警,同时提供用户体验度高、易维护的警情信息管理平台。对于安防系统中的人群密度检测算法,经验证得知其实时性和准确性符合安防系统的要求。最后,分析总结了本文的不足,并提出可进一步的改进和研究方向。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP212;TU89

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