自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)通過(guò) CCD 采集圖像，采用二進(jìn)制編碼和中間濾波對(duì)采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理，相鄰的窗口變化檢測(cè)并實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。在檢測(cè)過(guò)程中有不定因素闖入時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提醒。

1 引言

公安部和中國(guó)消費(fèi)者協(xié)會(huì)通過(guò)近年來(lái)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)約有 4.67 億戶家庭財(cái)產(chǎn)安全仍存在風(fēng)險(xiǎn)，不能得到很好的保護(hù)，約有 160 萬(wàn)件盜竊案件都是戶每年會(huì)發(fā)生的，盜竊金額高達(dá) 11.3 億元。上述文章中的資料說(shuō)明了，無(wú)論個(gè)人或是團(tuán)隊(duì)組織如何，因盜竊案件的發(fā)生都會(huì)有更大的損失發(fā)生，而且隨著現(xiàn)代國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的安全系統(tǒng)相對(duì)較差，因這樣的差距而造成了嚴(yán)重的安全障礙[1-3]，這些現(xiàn)在存在的問(wèn)題無(wú)法妥善解決，如果它們將繼續(xù)存在會(huì)是一個(gè)巨大的隱患。

目前的金融機(jī)構(gòu)、賓館、飯店、住宅樓、辦公場(chǎng)所等領(lǐng)域都會(huì)用到監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，而且應(yīng)用率非常廣泛。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)只將被監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的錄像片段傳輸?shù)娇刂剖遥缓笥蓚溆萌藛T監(jiān)督。以人工為主體的過(guò)程，機(jī)器作為助手，智力水平相對(duì)較低，過(guò)程不可能一整天不僅是勞動(dòng)密集型的，而是由于勞動(dòng)密集型而導(dǎo)致的失職，控制人員的疏忽可能導(dǎo)致失敗，在發(fā)生事故的情況下，由于控制條的存儲(chǔ)時(shí)間短，可能會(huì)丟失一些重要的線索。因此，改進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)和自動(dòng)報(bào)警對(duì)于現(xiàn)代的監(jiān)控是非常重要[4-9]。

2 視頻監(jiān)控現(xiàn)狀

2.1 基于微處理器視頻切換控制的多媒體管理

目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用微處理器固件開發(fā)的矩陣適配器為原始分布式設(shè)備安裝完整的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。例如，視頻切換功能和前端控制相結(jié)合，獨(dú)立的微處理器主機(jī)在單個(gè)工作站中全面控制視頻鏡頭，還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的圖形管理軟件而實(shí)現(xiàn)效果，訪問(wèn)控制，入站和出站的通信及報(bào)警等，任何工作站的矩陣和報(bào)警系統(tǒng)是視頻有切換功能，鏡頭控制和報(bào)警聯(lián)動(dòng)，監(jiān)控程序都可以控制網(wǎng)絡(luò)上的其他位置，工作站可以通過(guò)控制多個(gè)陣列主機(jī)和報(bào)警接口單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2 基于 PC 機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣主機(jī)切換控制的多媒體管理

在軟件設(shè)計(jì)中，PC 的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也在其中，將視頻矩陣從攝像機(jī)轉(zhuǎn)換為屏幕，控制攝像機(jī)鏡頭，通過(guò)串口連接的報(bào)警設(shè)備及報(bào)警信息，自動(dòng)視頻轉(zhuǎn)換和傾斜控制通過(guò)程序控制功能，如報(bào)警聯(lián)動(dòng)和報(bào)警記錄就被控制。該系統(tǒng)可以充分利用計(jì)算機(jī)資源，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，可以將其開放式結(jié)構(gòu)特征與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，出入管理系統(tǒng)，施工自動(dòng)化等其他系統(tǒng)進(jìn)行比較并交互式集成。

2.3 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)在 1990 年代末，隨著視頻壓縮技術(shù)，多媒體技術(shù)，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展中，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)和包括數(shù)字視頻錄制設(shè)備時(shí)目前市場(chǎng)的兩種。硬盤是主要的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，另一種是視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以視頻監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)置視頻為主。

數(shù)字監(jiān)控的視頻錄制系統(tǒng)一般分為兩類。第一類是多媒體播放模式數(shù)字視頻解碼技術(shù)日趨成熟，計(jì)算機(jī)的普及為基于計(jì)算機(jī)的多媒體監(jiān)控創(chuàng)造了條件。取代這種新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的迅速崛起在一定程度上，通過(guò)將視頻矩陣圖像和視頻錄像機(jī)分為基本發(fā)射機(jī)和其他發(fā)射機(jī)來(lái)開發(fā)模擬視頻監(jiān)控，它們的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在 PC 多媒體監(jiān)控的綜合上主辦。視頻矩陣，圖像分割，錄像機(jī)和許多其他功能使系統(tǒng)架構(gòu)大大簡(jiǎn)化。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)字多媒體的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控不僅限于一定距離；陣列陣列提供商或光盤存儲(chǔ)可以提供大量的媒體磁帶。同時(shí)，系統(tǒng)調(diào)查多媒體信息查詢是有用的。

然而，隨著基于 PC 的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，檢測(cè)到實(shí)際工程使用過(guò)程中的一些缺點(diǎn)，主要是由于系統(tǒng)的不穩(wěn)定功能。

3 基于圖像處理的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

3.1 圖像的采集與檢測(cè)

該主題中的自動(dòng)監(jiān)視和報(bào)警系統(tǒng)是基于圖像處理的系統(tǒng)，第一個(gè)假設(shè)是圖像的集合，并且需要圖像傳感器，圖像傳感器是光敏元件，數(shù)碼相機(jī)的核心是二維光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為一維充電信號(hào)。

圖像傳感器可分為帶有金屬陽(yáng)極氧化部件的雙充電和半導(dǎo)體，兩個(gè)主要類別的組件使該系統(tǒng)中使用的檢測(cè)輸入裝置是 CCD 圖像傳感器，也稱為雙充電裝置，是通過(guò)存儲(chǔ)和運(yùn)輸貨物將存儲(chǔ)在其上的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的半導(dǎo)體裝置，像素是類似 CCD 顏色的小圓光點(diǎn)并可使顏色結(jié)構(gòu)連續(xù)起來(lái)。CCD 組件上的像素?cái)?shù)越多，顏色分辨率越準(zhǔn)確，圖像越精確，圖像越接近原始對(duì)象。

CCD 圖像傳感器整齊地布置并有大量可以感測(cè)外部光的光學(xué)二極管，這些二極管與普通二極管有很大的不同點(diǎn)使它們能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為充電信號(hào)。然后放大外部采樣并從模擬轉(zhuǎn)換為需要的數(shù)字，然后使用該方法被轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的信息。從這些數(shù)據(jù)就可以完成獲得圖像，存儲(chǔ)圖像以及移動(dòng)操縱圖像的步驟。

其特性有大小適中；精度及靈敏度高，反應(yīng)速度；工作電壓低，圖像性能穩(wěn)定，對(duì)外效果好；低功耗，高分辨率，信號(hào)噪音小；無(wú)電磁場(chǎng)影響，操作動(dòng)態(tài)范圍大，性能分辨率高。

3.2 中值濾波

無(wú)論是通過(guò)轉(zhuǎn)換彩色圖像還是通過(guò)直接采集獲得的灰度圖像都具有噪音，為了消除噪音，我們通常使用中等過(guò)濾方法過(guò)濾，濾波是一種數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，其作用是與每個(gè)像素相鄰的窗口中，所有像素灰度值的平均值都可以替換每個(gè)像素的灰度級(jí)，該值是附近的像素值會(huì)盡可能接近原始圖像的真實(shí)值，從而體系到了消除噪聲的作用。

平均值濾波和非線性平均值濾波之間的區(qū)別在于它是一種非常常見的線性濾波算法，對(duì)圖像中的每個(gè)像素使用模板，并且該模板包含相鄰像素及圍繞所選像素，然后取模板中所有像素的平均值來(lái)替換像素的原始像素值。然而，平均值濾波本身具有不能很好地保護(hù)圖像細(xì)節(jié)的缺陷，即圖像在去除噪聲的同時(shí)破壞圖像的細(xì)節(jié)，并且降低了圖像的清晰度。因而需要中間濾波來(lái)消除噪聲，并可以保留原來(lái)的圖像邊緣特征這樣才能使圖像不會(huì)失真。

因此，此系統(tǒng)過(guò)濾波使用中間過(guò)濾波，中間濾波的基本思路是使用窗口中所有像素灰度值的平均值作為中心點(diǎn)像素的灰度值。

3.3 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)

如果在檢測(cè)過(guò)程中，所在的場(chǎng)景中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，則該視頻中的連接幀容量非常小，并且如果存在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，則在視頻中的變化大小將是非常明確的，由于場(chǎng)景中的物鏡未靜止，因此在不同幀中檢測(cè)到的目標(biāo)圖像的位置將會(huì)有顯著變化，鑒于上述思想得到相鄰幀差方法。在兩個(gè)連續(xù)幀或更多個(gè)相等的時(shí)間幀中計(jì)算來(lái)自不同幀的相應(yīng)像素點(diǎn)的像素值，當(dāng)超過(guò)灰度的絕對(duì)值時(shí)，處理結(jié)果超過(guò)最大值或最小值，可以確定目標(biāo)是否在移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)效果。相鄰差分法和其他方法的區(qū)別在于各種操作方法簡(jiǎn)單，計(jì)算性能快，動(dòng)態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性好，外部光亮度的變化會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)水平的提高和快速發(fā)展的背景下，高端的報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)越來(lái)越受到有關(guān)部門的青睞，追蹤目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤的算法正在不斷發(fā)展，它將成為未來(lái)社會(huì)研究工作的重點(diǎn)。