智能化安防[1] 技术随着科学技术的发展与进步和二十一世纪信息技术的腾飞已迈入了一个全新的领域，智能化安防技术与计算机之间的界限正在逐步消失，没有安防技术社会就会显得不安宁，世界科学技术的前进和发展就会受到影响。

物联网技术的普及应用，使得城市的安防从过去简单的安全防护系统向城市综合化体系演变，城市的安防项目涵盖众多的领域，有街道社区、楼宇建筑、银行邮局、道路监控、机动车辆、警务人员、移动物体、船只等。特别是针对重要场所，如：机场、码头、水电气厂、桥梁大坝、河道、地铁等场所，引入物联网技术后可以通过无线移动、跟踪定位等手段建立全方位的立体防护。兼顾了整体城市管理系统、环保监测系统、交通管理系统、应急指挥系统等应用的综合体系。特别是车联网的兴起，在公共交通管理上、车辆事故处理上、车辆偷盗防范上可以更加快捷准确的跟踪定位处理。还可以随时随地的通过车辆获取更加精准的灾难事故信息、道路流量信息、车辆位置信息、公共设施安全信息、气象信息等等信息来源。[2]

序言

智能化安防技术的发展已取得了瞩目的成就，随着企业和住宅小区需求的凸现，数字化智能安防当前面临新的发展契机，由于数字化智能安防行业的特殊性，国家对智能安防产业的发展一直都给于政策上的鼓励。为了解决企业和住宅小区的安全防范问题，建设部、公安部两部先后签署下达了多种相关文件，以强化企业和住宅小区的智能化安全防范设施。

进入新世纪以来，我们国家就开始实施《科技创安》工程，而其中最重要的一项的内容，就是使企业和住宅小区的《安全与安宁》，以科技手段强化企业和住宅小区的智能化安全防范设施建设。2003年，一场突如其来的SARS袭击中国，为减少因接触而感染的概率，政府部门号召人们尽量不出门，此时，数字化信息帮了人们的大忙，人在家里可以在计算机网络上观看新闻、网上购物、网上学习甚至网上开会、办公。而相关社区则在原来的安防设施基础上，建立了防御“非典”的智能化社区安防网络。并且基本上能做到及时发现、及时处理、及时报警。最重要的是，通过这次SARS疫情，强化了人们对智能化安防信息的深刻认识，这对智能化安防的发展无疑具有重大意义。

2008年北京奥运会无疑给人们提供了一个极好的机缘，北京市政府提出了《绿色奥运、科技奥运、人文奥运》的口号，而科技则是一个重要的内涵。在运动场馆和运动员居住的环境智能化方面，智能化安防必然是其中的一个关键重要的环节。

内涵应用

智能化安防技术的主要内涵是其相关内容和服务的信息化、图象的传输和存储、数据的存储和处理等等。就智能化安防来说，一个完整的智能化安防系统主要包括门禁、报警和监控三大部分。

从产品的角度讲：应具备防盗报警系统、视频监控报警系统、出入口控制报警系统、保安人员巡更报警系统、GPS车辆报警管理系统和110报警联网传输系统等等。这些子系统可以是单独设置、独立运行，也可以由中央控制室集中进行监控，还可以与其他综合系统进行集成和集中监控。

防盗报警系统分为周界防卫、建筑物区域内防卫、单位企业空旷区域内防卫、单位企业内实物设备器材防卫等等。系统的前端设备为各种类别的报警传感器或探测器;系统的终端是显示/控制/通信设备，它可应用独立的报警控制器，也可采用采用报警中心控制台控制。不论采用什么方式控制，均必须对设防区域的非法入侵进行实时、可靠和正确无误的复核和报警。漏报警是绝对不允许发生的，误报警应该降低到可以接受的限度。考虑到值勤人员容易受到作案者的武力威胁与抢劫，系统应设置紧急报警按钮并留有与110报警中心联网的接口。

视频监控报警系统常规应用于建筑物内的主要公共场所和重要部位进行实时监控、录象和报警时的图象复核。视频监控报警系统的前端是各种摄象机、视频检测报警器和相关附属设备;系统的终端设备是显示/记录/控制设备，常规采用独立的视频监控中心控制台或监控报警中心控制台。安全防范用的视频监控报警系统常规应与防盗报警系统、出入口控制系统联动，由中央控制室进行集中管理和监控。独立运行的视频监控报警系统，画面显示能任意编程、自动或手动切换，画面上必须具备摄象机的编号、地址、时间、日期等信息显示，并能自动将现场画面切换到指定的监视器上显示，对重要的监控画面应能长时间录象。这类系统应具备紧急报警按钮和留有110报警中心联网的通信接口。

出入口控制报警系统是采用现代电子信息技术，在建筑物的出入口对人(或物)的进、出，实施放行、拒绝、记录和报警等操作的一种自动化系统。这种操作系统常规有出入口目标识别系统、出入口信息管理系统、出入口控制执行机构等三个部分组成。系统的前端设备为各类出入口目标识别装置和门锁开启闭合执行机构;传输方式采用专线或网络传输;系统的终端设备是显示/控制/通信设备，常规采用独立的门禁控制器，也可通过计算机网络对各门禁控制器实施集中监控。出入口控制报警系统常规要与防盗报警系统、闭路视频监控报警系统和消防系统联动，才能有效地实现安全防范。出入口目标识别系统可分为对人的认别和对物的认别。以对人的识别为例，可分为生物特征系统和编码标识别系统两类。

一个完整的智能化视频监控安全防范系统，常规还包括安保人员巡更报警系统，访客报警系统以及其他智能化安全防范系统。巡更报警系统通过预先编制的保安巡逻软件，应用通行卡读出器对保安人员巡逻的运动状态(是否准时，遵守顺序等)进行监督，作出记录，并对意外情况及时报警。访客报警系统是使居住在大楼内的人员与访客能双向通话或可视通话，大楼内居住的人员可对大楼内的入口门或单元门实施遥控开启或关闭，当发生意外情况时能及时向保安中心报警。

其他智能化安全防范系统是根据特殊的安全防范管理工作的需要而设置的。如GPS车辆报警管理系统和110报警联网传输系统，还必须对车库(或停车场等)内车辆通行道路口实施出入控制、监视、行车信号指示以及停车计费等综合管理;另外如重要仓库的安全防范系统，必须对建筑物内的重要仓储库，进行有效的出入口控制、防盗、监视控制和管理等等。

发展前景

智能化安防技术随着科学技术的发展与进步二十一世纪信息技术的腾飞已迈入了一个全新的领域，智能化安防技术与计算机之间的界限正逐步消失，没有安防技术社会就会显得不安宁，世界科学技术的前进和发展就会受之影响。智能化安防技术的测量必须依据国家安全标准和相关规范的方法正确执行，并以相关的规定标准极限参数作为依据。

随着智能化安防技术的发展，安防智能化信息技术的工作量越来越大，更趋向复杂，由此同时的结果诞生的自动测试系统(Automatic　Test　System)给数字化安防技术的发展上了一个全新的台阶。自动测试系统技术是将计算机技术、通信技术和检测技术有机地结合在一起的一种新颖技术，近半个世纪以来，自动测试系统技术与智能化安防技术的结合发展演变经历了三个时期：

(a)、组合总装配化时期：把多种不同功能的程序控制器与多种不同功能的输入输出电路组合总装配成一体的智能化安防控制测试系统。这种智能化安防控制测试系统的开发设计制造成本较高，维护困难，在智能化安防技术的应用上有一定的局限性。

(b)、标准化接口测试时期：这类安防测试系统应用专门的接口按需要实施测试功能的改变，它不仅组建方便，且使用灵活，性能优良，所以获得了广泛的应用。

(c)、PC(Personal　Computer　Based　Instrument)微机测试时期：应用微机与通信技术组合而成的“虚拟仪器”安防测试技术，给安防系统的腾飞上了一个全新的台阶，对安防测试技术的理论、应用方法等诸多方面产生了巨大的影响。

因此，我们可以清晰地看出《虚拟仪器安防测试技术》终将成为智能化安防技术的发展方向和必然趋势。

数字化设计要求

在组建智能化安防系统时，必须采用国际上通用的总线和接口，软件、硬件也必须采用开放式模块化结构，使得整个智能化安防系统互换性和互操作性好，系统的的标准化程度高，以方便与诸多类别的虚拟仪器相关部件兼容，并且方便修改、更新和升级换代。软件的设计必须达到如下要求：

1、 软件的设计应具有高质量的可靠性;

2、 软件的设计应具有高质量的效率;

3、 软件应保持不同平台和不同操作系统之间的可移植性，不同测试接口之间最大兼容及互换性和不同测试系统之间的通用性。

上述软件的设计不仅有高的要求，而且在设计时必须应用如下关键技术：

(1)、为保证不同平台和不同操作系统之间的可移植性，必须采用符合VPP(VXIplug&play)规范软件的开发环境。

(2)、采用虚拟仪器软件VISA软件的结构技术，保证不同测试接口之间最大的兼容性及互换性。

(3)采用VPP(VXIplug&play)规范软件的驱动程序结构，保证仪器驱动程序具有良好的兼容性及通用性。

(4)、应用开放数据库ODBC互联技术及SQL数据库查询语言，保证软件的通用性。

(5)、应用模块软件结构的设计方法，提高系统软件的灵活性、移植性和可维护性能，以降低系统的复杂性能。

智能安防应能实行安全防范系统自动化监控管理，住宅的火灾，有害气体的泄露实行自动报警;火灾报警系统应以烟、温度及可燃气体等探测器为主;防盗报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器。

技术

智能安防开发主要包括后端信息数据库的建立、维护和通信端口的运行以及前端应用程序的开发智能安防建立的信息数据库具有数据一致、完整和安全的特点。智能安防最大的优点就是硬件简单，信息传送及时集布防，报警，检测，记录于一体，结构简单，适用面广，可以面向任何单位和个人使用。

发展趋势

新的影像品质之争

高清和百万像素摄像机已经越来越普及，2012年第一次高清网络摄像机出货量超过了标清网络摄像机。因此提高图像质量成为制造商建立自己卖点的关键战场。

移动视频流媒体，移动视频监控

智能移动终端的普及为在平板电脑或者手机上控制和看到视频监控图像提供了便利。这样带来很多优势，比如警察可以直接指导现场进行更有效的指导。

印度仍然是一个高增长的市场

虽然印度的经济增长已经放缓，但IHS预计，作为亚洲的第三大经济体，印度国内生产总值将增长5.1%，视频监控设备上的开支将享受健康的两位数的增长，同时，相比其他高增长的市场，外商独资供应商的进入印度市场的门槛要低得多。

保持简化的趋势

2013年许多网络视频监控供应商瞄准较小的市场，以发展业务。因此2013年的产品需要更易于安装，操作方便，便于维护。

智能视频监控

2011年，IMS同嵌入式视觉联盟在洛杉矶举行了智能视频会议，汇集了全球领先企业的工程师进行讨论。2013年智能视频监控的技术将会更加成熟。

私有云

私有云-企业视频监控系统

IMS Research预测，私有云将成为企业视频监控系统的基础设施，在未来几年内将成为一种趋势。私有云提供相同的公共云的优势，其中包括：数据提供有互联网连接的远程访问和共享数据处理和存储资源的使用。

远程视频应用

“远程”已经在2012年用于视频监控的一个时髦词语位。视频监控即服务(VSaaS)，能够提供远程访问，已经成为报警运营服务企业一个越来越重要的收入。

中国企业进军国际市场

中国视频监控市场作为世界上规模最大，增长最快的市场之一，让中国民族企业有了坚实的基础可以在世界其他区域市场获得增长机会，中国主要的供应商正出现并改变着世界安防市场。

视频监控系统进入垂直行业

IMS Research预测，2013年将是视频监控供应商和PSIM平台提供商将进一步进入垂直行业，为最终用户提供满足该行业独特的需求。

“大数据”下视频内容的分析

“大数据”一直是一个热门话题，在2013年，IMS Research预测，大数据的分析将会继续增长

如今我国教育事业蓬勃发展，学校数量及规模不断扩大，校园内学生高度密集，对外开放程度越来越高。面对这样的形势，如何处理校区安全保卫工作，减少校园暴力及安全事故，实现校园群体的人身和生活安全是我们关注的重点。目前国家关于校园安防的政策相继出台，许多城市更是对此作出强制性规定，以保障校园安全，平安校园、数字校园相继开展，越来越多的学校在原有人防物防的基础上选择了安防技术智能产品作为保护校园安全的重要手段。

摘要：如今我国教育事业蓬勃发展，学校数量及规模不断扩大，校园内学生高度密集，对外开放程度越来越高。面对这样的形势，如何处理校区安全保卫工作，减少校园暴力及安全事故，实现校园群体的人身和生活安全是我们关注的重点。目前国家关于校园安防的政策相继出台，许多城市更是对此作出强制性规定，以保障校园安全，平安校园、数字校园相继开展，越来越多的学校在原有人防物防的基础上选择了安防技术智能产品作为保护校园安全的重要手段。

一、校园安防产生背景

随着我国教育事业的发展，学校的规模和数量都在不断的扩大，学生高密度集中，校区开放程度越来越高，针对校园频发的治安事件也越来越多，如校门口恶性人身侵害事件、楼梯垮塌践踏事件、社会人员滋扰在校师生事件等，严重侵害学生权益。一直以来，学校不断在人防和物防方面加大投入，同时在安防智能监控上加大投入力度，在各校区的重点部位、人群集中聚集场所安装监控点，实行人防、技防、物防结合的防控体系，可以增强安全系数，减少日常投入，把治安案件控制在最低限度。

如今监控技术的迅猛发展，人们已经不能满足看得见的需求，更是向看得清、看得远、看得开阔的方向前进。高清监控设备的不断投入带来又一波针对性的智能化需求，而智能分析技术如何更好的应用在高清监控上面，也是安防企业亟需思考和解决的问题，这也是智能发展的应用方向。

二、校园安防的特点

校园安防系统与普通安防有共通之处，但也有很多自己的特点和要求：

1.监控点多：学校人员密集，而学生的活动范围不会固定，这就要求监控到校区每一个角落。因此需要在学校内学生活动的范围(除了隐私区域)装有摄像探头，这样才能全面的保证学生活动的区域的安全性。

2.监控面积大：学校的校园面积一般较大，监控点多。而在监控系统部署的时候，随着高清探头的投入，线路要求比较高，尤其是带宽会有越来越高的要求。

3.远程报警：学生在学校的时候可以进行实时的报警，当学生及教职工离校后，可启动远程报警，如有监控点发生人员闯入，可通过网络将报警信息上传至网络监控中心，并将图像自动切换到现场，自动录像，同时将报警信息和图片传递给值班老师等，便于及时采取措施。

4.防止校园暴力：当校园暴力事件发生或可能发生时，各级人员均可触动紧急按钮，向110报警中心报警，预防或制止校园暴力事件。

5.意外伤害取证：学生在校期间，要能对所有监控点进行录像，方便发生意外伤害时，主动举证。

6.其它应用：安防系统要与学校日常工作相结合，最大限度的发挥作用。

三、校园安防的应用及功能

随着高清探头不断投入，对于视频分析技术要求也越来越高，同时也带来了相应的新产品应用。

1、 双目技术

双目立体技术核心目的是提高识别的准确率。由于立体视觉技术形成的视场中带有物体的三维几何信息，因此能够有效的设定检测规则，排除光线、影子等干扰因素，大幅提高智能分析的准确度。如果说高清技术通过提升可用像素来提高分析的准确率，是战术性的举措，那么双目立体视觉技术对视频分析准确率的影响则是战略性的。双目立体视觉技术是基于视差原理，并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。 采用双相机或多相机，对视场内空间的自由运动体的三维位置坐标及姿态进行高精度的测量，确定运动目标的核心位置，并根据标定结果对运动目标进行高精度跟踪。

立体视觉技术的跟踪，由于能够辨识目标的三维坐标、姿态、相对距离、与背景环境的空间距离，因此能适应复杂的跟踪背景环境。双目技术应用于人体属性识别是人脸识别技术一次技术应用的跨步，这对更准确的定位和分析人的特征有着支援重要的作用。如果在学校大门、学生教室、学生宿舍等建立双目系统，这对于进入校园的人员有着很好的识别的分析，尤其是在小学，成人的身高、特征等有着很明显的区别，可以准确的定位进入人员的特征。

2、 多球机联动跟踪技术

多球机联动跟踪技术是以单球机智能跟踪技术作为基础的。从应用的层面上看，能够将普通的跟踪球机的单点式监控，提升为系统内对单个目标的无缝式接力跟踪，配合电子地图的使用，能够容易的实现对高安全等级区域的无缝式跟踪，并实现目标轨迹描绘、犯罪行为预警等高等级的安保需求。多球机联动跟踪技术的实现，需要具备多目标识别与跟踪技术。在应用中，通常设定一台球机作为发起点，对广域范围内目标进行的智能行为分析，并将同时监控的多个目标按照既定的策略进行排序，并按照先后顺序，指挥智能跟踪球机逐个跟踪监控目标。与单目标跟踪相比，多目标跟踪技术的关键点是数据关联问题，即建立一个统一的坐标系，使得发起球机可以将目标的坐标信息传递给跟踪球机，实现联动跟踪。

此功能应用在校园安防，当有人通过学校门口通过双目和人脸技术识别这个人，记录信息，此人行走在校园的时候，如果多点位布置跟踪球机，有多球机跟踪技术完成对此人的第二次行为分析和记录，保证可以及时的探知此人在校园内的一些行为，起到事前预防的作用。

3、 面向事后应用的智能技术

随着监控探头的普及，监控系统中存有海量的录像数据，在目前人工查看的模式下，传统的方法需要从头到尾顺序播放，往往需要数倍于原始视频的时间才能审看完成，因此需要大量人员连续加班数周进行视频的审看。为了规避遗漏和误差，就要加大人力投入的方法。但是经过实践证明，这种方法吃力不讨好，仍然解决不了根本的问题，如何有效、高效的应用，减轻人工查看回放带来的时效性差、成本高、疲劳问题，并在不同分辨率、不同清晰度的录像中准确的辨别出需要获取的信息，基于以上需求，安防厂家研发了视频摘要、视频检索等技术手段。

视频摘要技术

将视频摘要形成视频片断，不同时刻的目标“穿越时空”同时展现播放，使24小时的视频被制作成一个简短到几分钟摘要视频成为现实。视频摘要不仅浓缩的是事件的精华，也是活动事件的全部，没有价值的视频将被剔除。通过多分格快照技术，可以在几秒中看完所有的活动目标成为可能，回溯原始视频功能，瞬间锁定目标在原始视频中的位置。这些智能视频分析功能的实现和应用将大大提高海量视频监控录像分析的效率。

视频检索技术

视频检索主要是依赖于视频算法对视频进行预处理，通过对视频内容进行结构化处理，提取出视频内容中的有效信息，进行标记或者相关处理后，可以通过各种属性描述进行快速检索。因此视频检索最主要的是利用视频检测算法对视频进行结构化描述，目前已经在相应的产品中得到应用的算法主要有以下几种：行为分析算法、车牌识别算法、车辆颜色识别算法、车标识别算法、车型识别算法、人脸检测识别算法、人体特征识别算法等。其中人体特征识别又包括人的年龄、性别、身高、衣服颜色、是否戴眼镜等特征信息的识别。在视频检索中已经得到比较成熟应用的算法技术是行为分析算法、车牌识别算法、车辆颜色识别算法、人脸检测识别算法等。

由于监控探头的布置也会有盲点等原因，当双目技术和多球机跟踪技术无法每时每刻准确的扑捉到嫌疑人的轨迹信息的时候，可以通过校园内遍布的探头录像进行事后检索分析，找到相关线索，帮助刑侦人员及时快速的定位嫌疑人。

4、 视频拼接技术

视频拼接系统是基于图像拼接技术得以实现的，而图像拼接技术是根据实际的科研和工程的需要而发展来的。在很多领域经常会用到超过人眼视角的高分辨率图像，而普通相机或摄像机的视角往往不能满足需要，例如由于距离的限制，某些超大尺寸的物体无法清晰的用视频拍摄下来。目前来说，许多大型应用场景都需要高清晰高覆盖的拍摄，比如机场跑道、码头等，一个摄像机无法真正清晰的展示这些大型应用场景的全貌，无法给出一种用户满意的高清视频，更无法对视频中的事物进行高清分析，由此而带来的就是高投入和多画面展示，不仅仅视觉效果不好，也不能最大程度的满足用户的高清大画面的需求。基于以上需求，图像拼接技术解决了这一难题，该技术将来自不同视角的图像拼接在一起得到高分辨率图像，解决了用户大场景高清晰监控的迫切需求，用户可以在一幅视频图像上浏览高清晰画面。

视频拼接技术应用于校园监控，尤其是学校广场、操场、大门等位置，这些位置是人员容易聚集的区域，容易发生异常事件，用视频拼接能够很好的在一幅画面中看到整个场景。

四、结束语

在今天来讨论校园安全，也许，这是一个迟到的话题。虽然“平安校园”与“数字校园”建设已经在全国各地相继展开，但是近年来校园暴力的惨剧也是时有发生。这就亟需一些更为先进的视频分析技术应用于校园安防建设，为了让学生能够安全安心的在学校学习和生活，社会、学校、企业应该联合起来共同为学生的平安出谋划策，为确保校园的长治久安作出贡献。