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【 摘 要 】 本文通过对IMOS平台的监控视频进行分析与处理,并在此基础上通过IMOS平台来操控终端摄像机的控制云台,实现对运动目标的自动跟踪.
【 关 键 词 】 IMOS；智能监控；自动跟踪；云台控制
Design and Implementation of Intelligent Monitoring System based on IMOS Platform
Lv Yan-gang
（Teaching Affairs Department, Shijiazhuang Vocational Technology Institute HebeiShijiazhuang 050081）
【 Abstract 】 This paper analyzed and treated by monitoring the video on the IMOS platform, Through the IMOS platform to control the terminal PTZ camera on this basis, to realize the automatic tracking of moving object.
【 Keywords 】 imos；intelligent monitoring；automatic tracking； ptz control
1.引言
智能监控系统实质上是利用计算机视觉技术对摄像机采集的视频信号进行分析理解,并以此为基础对视频监控系统进行控制,从而使视频监控系统数字化、智能化.定位于 IP 多媒体基础软件平台的 IMOS（IP多媒体操作系统：IP Multimedia Operation System） 是一个通用的支撑多媒体综合监控的中间件平台,它通过对整个监控系统的所有组件进行融合优化,满足各种联网监控系统的全局看、控、存、管、用业务需求.
2.系统设计目的及拓扑结构
IMOS平台通过分层设计将各种多媒体功能和数据进行抽象和分层归类成各种模型,分为四个层次：OS基础设施层、数据访问层、多媒体基础设施层、业务逻辑层,每个层次由若干互相独立、而又可以协同工作的中间件组成应用平台,可以在业务逻辑层之上的业务展示层开发多媒体应用系统或安防监控系统.
基于IMOS平台的智能监控系统可以通过IMOS平台来获取告警信息和视频源,当系统接收到IMOS平台通知的告警信息后,开始对IMOS平台的监控视频流进行分析和处理,进而通过IMOS平台完成对摄像机云台的控制.系统的拓扑方案如图1所示.
3.目标自动跟踪模块分析
目标自动跟踪模块是利用IMOS平台的监控视频源,自动进行运动目标的检测和识别,进而控制摄像机云台运动,实现跟踪和锁定目标.同时系统支持切换到人工接管模式,增强了系统的灵活性.
目标跟踪分析过程主要包括图像预处理、运动目标检测和运动目标跟踪等步骤.
3.1 图像预处理
在图像预处理阶段,主要完成监控视频捕获、数据传输和格式转换等操作.IMOS在业界首创的双码流技术（预览流与存储流分离技术）中,主码流和子码流的码流类型、分辨率、帧率、位率上限、图像质量、位率类型均独立可调.在系统开发过程中,选用分辨率和图像质量较低的子码流进行视频分析,主码流进行存储,既满足录像文件的优秀画质,又确保运动目标能够被实时分析和跟踪.
IMOS平台采用YUV格式进行数据传输,YUV主要用于优化彩信号的传输,与RGB视频信号传输相比,其最大的优点在于只需占用极少的频宽.因此在进行图像处理之前需要将YUV格式的数据按照相应公式转换成为标准的RGB图像.
3.2 运动目标检测
在运动目标检测处理阶段,主要完成背景建模、更新和运动目标检测等操作.在开发过程中,采用高斯混合模型进行背景的建模和更新,利用当前帧和视频序列中的当前背景帧进行加权平均来更新背景.系统在背景建模后,将当前帧图像和背景图像进行对比,提取前景运动目标,并对运动目标的区域进行标记.
在运动目标检测阶段若有多个目标同时出现时,则由系统自动选取一个最有利（运动物体区域范围最大）的目标进行跟踪,达到目标跟踪监控自动化.
3.3 运动目标跟踪
在运动目标跟踪阶段,主要完成坐标获取、偏移量计算和云台控制等操作.对检测出来的运动目标需要根据特征量实现目标识别,并根据识别后的目标获取位置坐标,然后计算偏差量,建立快速的跟踪模式,通过IMOS平台控制摄像机云台转动,最终实现运动目标的自动跟踪.
摄像机被固定在云台上,云台本身不做平移运动,但可以通过IMOS平台控制云台进行水平摆动和上下俯仰,从而带动摄像机做相应运动.在目标跟踪过程中,根据目标的运动方向通过IMOS平台控制摄像机云台转动,使目标始终处于摄像机的视野之中,并能够自动调节焦距,将目标放大至合理范围.由于被跟踪的目标处于运动状态,为了把目标始终保持在摄像机视野之内,可以将运动目标的偏差量转换成运动目标的速度,使对于云台的控制更为合理.
4.系统开发与配置
利用IMOS平台可以有效减少视频编解码的复杂处理过程,快速搭建和开发智能监控系统.IMOS平台提供了完善的SDK开发包,包含了监控业务管理和控制、设备管理、用户管理、资源管理以及系统维护接口.在开发过程中需要对IMOS的SDK开发包进行配置,将开发包中的Include文件夹添加到项目的“附加包含目录”,Lib文件夹添加到项目的“附加库目录”,在项目的链接器中输入必需的Lib库.在IMOS的SDK开发包中,提供了IMOS_PtzCtrlCommand控制函数以支持对摄像机云台的控制,其参数pstSDKPtzCtrlCommand用来接收用户传递过程的上下左右等控制参数.
系统在VS2010集成开发环境下进行编程实现,并结合.NET平台下的OpenCV图像处理库（EMGU）对视频进行分析和处理,在开发过程中需要将 Emgu.CV.dll、Emgu.CV.ML.dll、Emgu.CV.UI.dll、Emgu.Util.dll、ZedGraph.dll等DLL文件引用到项目中.
5.结束语
本文探讨了基于IMOS平台的智能监控系统开发,并给出了目标自动跟踪模块的分析和处理过程,最后分析了系统的开发平台和环境.该系统可直接与现有的监控系统相融合,进一步扩展监控系统的智能性.