【正文】 均存在一定的局限性：光流法不需要背 景信息，但計算復雜，實時性差，難以滿足實時檢測的要求，更不易在微處理器上實現(xiàn)；背景差分法實現(xiàn)簡單，但抗干擾性差且需要對背景進行實時修正；幀間差分法具有很強的自適應性，但差分幀的選擇時機要求較高，而且依賴于運動目標的速度，可靠性不高。 檢測圖像中噪聲信號是否超過了一定閾值，達到了報警門限，可以依據(jù)圖像的信噪比（ PNSR）來量化。 （ 2） 圖像 噪聲 檢測 及處理 由于圖像在攝取過程中受到攝取器件和周圍環(huán)境的影響，會使攝取到的圖像中含有噪聲，表現(xiàn)在圖像上就是噪聲點或是帶狀、塊狀、滾屏的干擾。 所有視頻故障檢測結果都將被儲存于數(shù)據(jù)庫，并提供歷史記錄的查詢和統(tǒng)計分析的網(wǎng)站，用戶可隨時隨地登錄網(wǎng)站查詢歷史故障詳情并統(tǒng)計分析監(jiān)控系統(tǒng)的故障數(shù)、故障率等情況，極大地方便了對大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的維護和管理工作。不同時間，可以制定不同的診斷計劃，對不同的攝像頭進行檢測。 每臺視頻質量診斷服務器均采用輪詢方式，可以處理較大數(shù)量的視頻源。依據(jù)大量實際監(jiān)控系統(tǒng)的用戶經(jīng)驗，并結合視頻圖像特征的一致性，將常見的視頻故障分成八種類型，檢測系統(tǒng)報出的不同視頻故障類型可有效指導維護人員有針對性的排查攝像頭、傳輸系統(tǒng)、編碼系統(tǒng)等部分的不同故障 。并加入運動分析功能，不僅可對正在運動的球機視頻 正確分析視頻質量，還能通過發(fā)送運動指令，同時分析球機運動是否正確來檢測 PTZ 球機控制方面的故障 。 視頻質量診斷在平安城市監(jiān)控系統(tǒng)維護方面的應用，最終可實現(xiàn)以下特點： 將每路的檢測結果儲存到歷史記錄數(shù)據(jù)庫，并提供 WEB 查詢網(wǎng)站進行歷史記錄查詢和故障統(tǒng)計分析。 報表導出和打?。河涗洸樵兓蚪y(tǒng)計分析結果生成的報表均可導出為 Excel 文件或打印，方便用戶進行維護記錄跟蹤。 智能報警功能：當一個區(qū)域同時出現(xiàn)大量故障攝像機時，將觸發(fā)報警 。 診斷記錄查詢：可按多種條件對診斷歷史記錄進行綜合性的記錄查詢，條件包括：診斷日期、攝像頭所屬區(qū)域、品牌、故障類型、故障嚴重程度等 。用戶登錄與管理：可根據(jù)不同用戶的權限查詢不同區(qū)域攝像頭的診斷記錄和統(tǒng)計分析結果 。不過，此功能需要系統(tǒng)擁有控 制前端 PTZ 的權限。 偏色檢測 自動檢測由于線路接觸不良、外部干擾或攝像頭故障等原因造成的畫面偏色現(xiàn)象，主要包括全屏單一偏色或多種顏色混雜的帶狀偏色。其主要的監(jiān)測對象是由于線路老化、傳輸故障、接觸不良或受到電磁干擾而在視頻畫面上出現(xiàn)的點狀，刺狀，帶狀的干擾。自動檢測鏡頭對準無意義物體的情況。 ? 出色的環(huán)境適應能力：算法模塊對于場景內由于車流、人流、季節(jié)、氣候產生的光線、陰影變化不敏感，因此 ，可以適用于多種不同的室外環(huán)境 。 視頻故障典型案例 圖 基于優(yōu)秀的底層算法，視頻質量診斷系統(tǒng)具備以下技術特點： ? 高準確度：采用大量的實際視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻作為訓練樣本，各種故障檢測器均來源于實際系統(tǒng)，并經(jīng)過大量實際系統(tǒng)的測試，因此檢測準確率高 。視頻 亮度異常檢測 (如圖 5)。 針對這 5 種不同類型視頻故障，設計 5 個不同的基于機器學習的檢測器，每個檢 測器負責分析一段視頻是否存在某一種故障，以及這種故障的嚴重性。 針對以上提到的種 種視頻故障，可將故障類型分成視頻信號缺失、視頻清晰度異常、視頻亮度異常、視頻噪聲、視頻雪花、視頻偏色、畫面凍結、 PTZ 運動失控 8種。） 視頻 圖像狀態(tài)自動識別、分析 診斷系統(tǒng)采用了視頻圖像分析的方法來檢測監(jiān) 控系統(tǒng)中存在的各種視頻常見故障。 立項的意義 視頻質量診斷系統(tǒng)作為安防領域的革新產品，是視頻分析技術在平安城市監(jiān)控系統(tǒng)運營維護方面的典型應用，也是應用性相對普遍的一種產品。這種人工維護工作不僅費時費力，而且效果不好，視頻信號在出現(xiàn)不同的常見故障后，往往不能及時地被維護人員發(fā)現(xiàn)，形成了部分的攝像機要么沒有錄像資料被保存，要么即便有錄像資料，也是質量很差，無法從中獲取有價值的信息內容。維護人員在中心監(jiān)控室，通過模擬矩陣或數(shù)字視頻流媒體服務器將遠端視頻調出到監(jiān)視屏中，人工判斷每路視頻的質量，并將有問題的視頻記錄到維護報表中。大規(guī)模視頻監(jiān)控系統(tǒng)已逐步成為科技強警的重要組成部分和維護社會治安的有力手段。 而視頻圖像采集、傳輸、顯示、存儲、平臺綜合管理等功 能正逐步能夠滿足城市視頻監(jiān)控的一些基本要求。作為視頻監(jiān)控的高端應用，像周界檢測、行為分析、視頻故障診斷等功能業(yè)已在各重點行業(yè)中成功應用，并逐步顯現(xiàn)威力。 國內于 2021年 5月召開了第 一 屆全國智能視覺監(jiān)控學術會議，對圖像序列分析、目標定位、識別和跟蹤、高層語義理解、系統(tǒng)構建與集成、網(wǎng)絡環(huán)境下的視頻監(jiān)控等內容進行了多方面探討。 4 國內 研究現(xiàn)狀 目前在國內的研究機構中，中國科學院北京自動化研究所模式 識別 國家重點實驗室的視覺監(jiān)控研究組處于領先地位。國外的研究還有多傳感器監(jiān)控，使用多個傳感器對某一地區(qū)協(xié)同監(jiān)控；以及飛行器監(jiān)控，如對從熱氣球上拍攝的視頻圖像進行分析和處理。 VSAM不但能進行一般性的軍事安全監(jiān)控，如軍事基地、軍械彈藥庫和海防線的監(jiān)控；而且能夠進行局部戰(zhàn)場的實時監(jiān)控，如敵方軍力部署 及調動情況等。其中，運動目標檢測、目標分類、目標跟蹤屬于視覺中的低級和中級處理部分，目前困難較大。 （ 3） 近幾年來，安裝在各處的視頻監(jiān)控攝像頭數(shù)量呈爆炸式增長 企業(yè)業(yè)務流程優(yōu)化和調整問題 ，圖像質量得不到有效的管理 （ 4） 現(xiàn)有的視 頻監(jiān)控系統(tǒng)的捕捉精準率低，以及檢索速度慢 。在實際測量時，要注意的有以下兩點：一是濾波器的選取，一般采用 100 kHz 的低通和 fg 高通， 不采用視頻加權曲線；另一是要考慮攝像機 AGC 和 r 校正的影影響。通常通過在監(jiān)視器觀察測試卡上的臺階信號來測量灰度等級。 2) 灰度等級。實際上 CCD 攝像機的分辨率是可以由 CCD 芯片的像素數(shù)推算的。測量攝像機的分辨率時要求監(jiān)視器的分辨率高于 800 TVL。 客觀檢測圖像質量的技術指標主要 按照 GB503392021和 GB501981994 中的 相關內容，主要 有以下幾個： 1) 水平清晰度（分辨率）。利用這種計算機視覺的技術可以 對已建和新建的視頻監(jiān)控點 每隔一段時間 (該時間可設置 )抽取單幀圖像進行自動識別， 即視頻信號測試，判別該視頻監(jiān)控的狀態(tài) (圖像清晰、模糊、有雪花點、強干擾、黑頻、視頻源丟失 )，并對識別結果進行統(tǒng)計， 同時按周、月、季度、年進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 。近年來，計算機視覺的研究重點逐漸從對靜態(tài)圖像的研究過渡到對動態(tài)圖像序列的研究上來。） 五、 預期目標（含技術和經(jīng)濟指標，項目目標的涵蓋范圍要與項目名稱相對應；目標應該明確具體，可考核；其目標在實施年度內能夠完成。 主管部門指申報單位的所在市科技局或歸口管理部門。 申報單位指項目第一承擔單位。 3 項目申報書編寫提綱 一、 項目概述 二、 國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 三、 立項的背景和意義（含科技發(fā)展、應用或產業(yè)化前景） 四、 研究內容（主要包括研究重點與開 發(fā)內容，含研究方案、技術路線、組織方式。隨著科學技術的發(fā)展，計算機視覺的應用范圍日益擴大，對人類生產生活的影響日益深刻。對于某一場景下拍攝到的圖像序列，相鄰兩幀圖像至少有一部分的像素的灰度值發(fā)生了變化 。在安防工程檢測中， 圖像的基本評價包括主觀評價和客觀評價兩種， 以評價系統(tǒng)總的圖像指標為主，必要時對單個設備進行測試。具體做法為：在攝像機的實際工作環(huán)境下，檢查攝像機對清晰度測試卡上的漸近條紋 的拍攝，然后讀取條紋開始模糊處的標記讀數(shù)，如標記為 4，則認為是 400 電視線。分辨率測量要注意兩個問題，一是保證測試卡圖像滿屏，要求使用有欠掃描功能的專用視頻監(jiān)視器，這一點在工程現(xiàn)場很難實現(xiàn)； 二是 CCD 攝像機與測試卡上垂直條的空間調制，由此將 產生虛假的分辨影響讀數(shù)的準確性。通常用像素數(shù)來表示圖像格式，用全屏顯示點數(shù)來描述圖像清晰程度。攝像機、監(jiān)視器都有灰度等級這個指標，系統(tǒng)的傳輸設備和其它插入設備對灰度等級也有影響，安防工程檢驗一 般是給出系統(tǒng)的灰度等級。圖像信號的峰值與噪聲信號的有效值的比，按下式運算： S/N= 20lg ，而系統(tǒng)S/N 主要是受傳輸過程中引入各種干擾和視頻信道之間的串擾所影響。 目前公安局監(jiān)控點主要 面臨的問題有： （ 1） 攝像機圖像模糊，無法統(tǒng)計 其 數(shù)量和位置 （ 2） 目前仍未建立清晰的視頻監(jiān)控體系標準，造成視頻監(jiān)控的設備的多樣化，視頻圖像質量參差不齊，甚至產