面對日益繁重的文物保護(hù)任務(wù)和高標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)要求沐批，采用成熟的智能視頻分析技術(shù)和設(shè)備，利用智能視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)主動性防范功能蝎亚，實現(xiàn)事前智能預(yù)警九孩、事中聯(lián)動處置、事后高清取證的防范效果发框，發(fā)揮科技創(chuàng)新的引領(lǐng)作用躺彬，提高文物安全防范的科技含量和裝備水平，是現(xiàn)代信息技術(shù)條件下文物安全防范的必由之路缤底。

　　智能視頻分析原理及實現(xiàn)方法

　　智能視頻分析(IVA：Intelligent Video Analytics)是使用計算機圖像視覺分析技術(shù)顾患，通過對監(jiān)控場景的視頻圖像內(nèi)容進(jìn)行分析、識別或優(yōu)化个唧，提取場景中的關(guān)鍵信息江解，產(chǎn)生高層的語義理解，并形成相應(yīng)事件和告警的監(jiān)控方式徙歼》贤玻基于計算機視覺的智能視頻分析融合了圖像處理、模式識別捆牍、人工智能棉挤、自動控制及計算機科學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)，可以通過在攝像機監(jiān)控場景中預(yù)設(shè)的不同報警規(guī)則跃躯，從監(jiān)控畫面中分離出背景和對象岳扒，針對“條件、對象唯久、事件”進(jìn)行判斷掘叫，一旦目標(biāo)在場景中出現(xiàn)了違反預(yù)定義規(guī)則的行為，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警吕罩，驅(qū)動本地報警設(shè)備向后端監(jiān)控中心發(fā)送報警數(shù)據(jù)洒屡。監(jiān)控工作站自動彈出報警信息并發(fā)出警示音躯橡，用戶可以通過點擊報警信息，實現(xiàn)報警時監(jiān)控場景的復(fù)核并采取相應(yīng)處置措施查奉。

　　智能視頻監(jiān)控技術(shù)借助于處理器芯片的強大計算功能廉屑，對視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析，過濾掉用戶不關(guān)心的信息档玻，為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息怀泊。與傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能從原始視頻中分析挖掘出有價值的信息窃肠，變?nèi)斯に欧橹鲃幼R別包个，變事后查證為事前預(yù)警、事中分析冤留，能將安保值班人員從低效緊盯屏幕的繁重勞動中解脫出來，極大地提高了安全防范工作的主動性和智能化程度树灶。

　　目前纤怒，廣泛應(yīng)用的智能視頻分析技術(shù)基本分為四大類：視頻分析類、視頻識別類天通、視頻診斷類和視頻改善類泊窘。

　　視頻分析類主要是在監(jiān)控圖像中找出目標(biāo)，并檢測目標(biāo)的運動特征屬性像寒，如目標(biāo)相對的像素點位置烘豹、目標(biāo)的移動方向及相對像素點移動速度、目標(biāo)本身在畫面中的形狀及其改變等会贝。常用的視頻分析類功能模塊包括：越界偵測苞誊、目標(biāo)移動方向偵測、目標(biāo)運動/停止?fàn)顟B(tài)偵測跺鬼、目標(biāo)出現(xiàn)/消失偵測盘贤、目標(biāo)密度偵測、人/車流量統(tǒng)計墩沸、徘徊偵測蚣枝、尾隨偵測、PTZ自動追蹤址嘴、感煙/感溫/火焰等火災(zāi)探測等歼呼。

　　視頻識別類主要是采用圖像識別、圖像比對及模式匹配等技術(shù)蚀弹，通過對人犁捕、車、物等目標(biāo)相關(guān)特征信息的提取與分析挚性，將目標(biāo)特征信息與數(shù)據(jù)庫中已有特征信息進(jìn)行比較纲盟，根據(jù)相似程度對人砂沛、車、物等目標(biāo)的身份信息進(jìn)行判斷曙求。常用的視頻識別類功能模塊包括：人臉識別碍庵、車輛特征識別等。

　　視頻診斷類主要是針對視頻圖像出現(xiàn)的信號丟失悟狱、圖像模糊静浴、圖像過亮、圖像過暗挤渐、圖像偏色苹享、畫面凍結(jié)、云臺失控浴麻、噪聲干擾得问、條紋干擾、視頻遮擋等前端攝像機故障软免、視頻信號干擾宫纬、視頻質(zhì)量下降等進(jìn)行監(jiān)測、分析膏萧、判斷和報警漓骚，保障視頻監(jiān)控系統(tǒng)有效運行。視頻質(zhì)量診斷功能通常通過后端管理平臺實現(xiàn)尤稍，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)日常使用和運行維護(hù)中的作用十分明顯衬咐。

　　視頻改善類主要是將模糊不清或抖動嚴(yán)重的監(jiān)控畫面進(jìn)行優(yōu)化處理，以增加視頻的可監(jiān)控性能弓匪。常用的視頻改善類功能模塊包括：低照度圖像增強晨偿、失焦圖像復(fù)原、雨雪霧等惡劣天氣圖像增強跟努、人臉超分辨率重建价忙、車牌超分辨率重建、高速運動目標(biāo)圖像復(fù)原垛撬、視頻穩(wěn)像等皮围。

　　智能視頻分析常用的實現(xiàn)方式包括前端分布式智能分析、后端集中式智能分析或二者的組合應(yīng)用达快。前端分布式智能分析是將智能分析算法內(nèi)嵌于前端攝像機DSP或類似嵌入式系統(tǒng)中捏裂，前端攝像機采集視頻圖像的同時，完成相關(guān)的智能分析功能甸胃，并向后端監(jiān)控中心傳送監(jiān)控圖像和智能分析結(jié)果;后端集中式智能分析是智能分析功能由后端監(jiān)控中心服務(wù)器(含智能分析軟件)統(tǒng)一完成吩屹，前端攝像機僅采集、傳送監(jiān)控圖像拧抖。隨著視頻安防監(jiān)控相關(guān)軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展煤搜，目前大部分主流廠商已將越界偵測免绿、區(qū)域入侵、人員聚集擦盾、物品遺留/拿取等偵測功能以及車牌識別嘲驾、過線計數(shù)等功能內(nèi)置于前端智能攝像機，一定程度上減少了后端硬件設(shè)備的投資迹卢。對于業(yè)務(wù)應(yīng)用要求高辽故、需要復(fù)雜分析算法實現(xiàn)的智能分析功能，可采用前端分布式和后端集中式智能分析相結(jié)合的方式實現(xiàn)腐碱。

　　智能視頻分析技術(shù)在文物安全防范中的應(yīng)用

　　文物按存在形態(tài)分類誊垢，一般分為可移動文物和不可移動文物≈⒓可移動文物主要指館藏文物和流散文物喂走，包括石器、陶器筒饰、銅器须彼、金銀器、瓷器捶益、漆器、玉器想预、書畫锌拾、古文獻(xiàn)等。不可移動文物基本上都是文物史跡瞪卜，包括古建筑肴摊、石窟寺、石刻畴文、古遺址碉晾、古墓葬、紀(jì)念建筑删猿、近代現(xiàn)代重要建筑等陋窗。智能視頻分析技術(shù)在文物安全防范領(lǐng)域主要應(yīng)用在周界防護(hù)、藏品/展品及不可移動文物保護(hù)隅本、安全管理实愚、系統(tǒng)智能運維等方面。

　　周界防護(hù)

　　周界是指需要進(jìn)行實體防范或/和技術(shù)防范的某個區(qū)域的邊界兔辅。多數(shù)博物館外周界直接與紛繁復(fù)雜的周邊環(huán)境毗鄰腊敲，新建博物館在規(guī)劃建設(shè)時又大多采用通透式、開放式設(shè)計维苔，而古遺址碰辅、古墓葬等由于保護(hù)范圍面積巨大懂昂，更是難以建設(shè)完整的實體防護(hù)設(shè)施，在博物館和文物保護(hù)單位周界防護(hù)方面没宾，人防和物防的難度相對較大凌彬。因此，結(jié)合博物館和文物保護(hù)單位的周界情況和展陳特點榕吼，采用成熟的智能視頻分析技術(shù)進(jìn)行周界防護(hù)饿序，是完善縱深防護(hù)體系、感知風(fēng)險事件的前沿保障羹蚣。用于周界防護(hù)的智能視頻分析技術(shù)主要包括越界偵測原探、人臉識別、車輛特征識別等忘当。

　　越界偵測是通過對監(jiān)控圖像序列的處理和分析芯妇，識別目標(biāo)的越界行為，并對潛在的危險行為進(jìn)行報警圈蛹。實際應(yīng)用中肃刁，在博物館、文物保護(hù)單位和考古發(fā)掘現(xiàn)場等外周界奇茫、重要區(qū)域周界安裝具有智能分析功能的視頻監(jiān)控裝置孙泵，用戶根據(jù)安全防范需求，在視頻圖像中劃定雙向或單向絆線上绅，當(dāng)系統(tǒng)檢測到有運動目標(biāo)跨越絆線時崇审，自動發(fā)出越界報警，直觀地提示安全保衛(wèi)人員及時處置岛宵。

　　人臉識別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)任汪，系統(tǒng)通過人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預(yù)處理滚吱、人臉圖像特征提取以及匹配與識別枷窿，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、用戶非配合狀態(tài)下的快速身份識別荣月。實際應(yīng)用中管呵，在博物館和文物保護(hù)單位周界出入口安裝視頻監(jiān)控裝置，系統(tǒng)通過采集喉童、分析撇寞、鑒別出入人員人臉圖像信息進(jìn)行身份識別，確定人員的通行權(quán)限堂氯，并為檢索查證提供便利蔑担。通常情況下，人臉識別系統(tǒng)需與出入口控制執(zhí)行裝置(電控鎖、速通門等)配合使用啤握，實現(xiàn)對人員出入的有序管理鸟缕。

　　車輛特征識別是計算機視頻圖像識別技術(shù)在車輛信息識別中的一種應(yīng)用，能夠?qū)⒆R別區(qū)域內(nèi)運動中的車輛信息從復(fù)雜背景中提取出來排抬，通過車輛信息提取懂从、圖像預(yù)處理、特征提取蹲蒲、車牌識別等技術(shù)番甩，進(jìn)行車輛牌照、車身顏色牲羊、車型磅芬、車款、車標(biāo)等車輛特征識別蛮血。實際應(yīng)用中着癞，在博物館和文物保護(hù)單位周界出入口安裝視頻監(jiān)控裝置，系統(tǒng)通過采集芽刨、分析役霍、識別出入車輛特征信息，確定車輛的通行權(quán)限瘩浆，并為檢索查證提供便利磷尊。通常情況下，車輛特征識別系統(tǒng)需與出入口控制執(zhí)行裝置(欄桿機胡炼、車輛路障等)配合使用赵腰，實現(xiàn)對車輛出入的有序管理。

　　藏品/展品及不可移動文物保護(hù)

　　在博物館和文物保護(hù)單位安全防范工作中谐歪，藏品/展品及不可移動文物的保護(hù)是重中之重，充分運用智能視頻技術(shù)加強文物庫房瓶逃、陳列展品和重要目標(biāo)的防護(hù)束铭，是確保文物安全的現(xiàn)實要求，也是阻止違法犯罪的重要手段厢绝。用于藏品/展品及不可移動文物安全防護(hù)的智能視頻分析技術(shù)主要包括人臉識別契沫、區(qū)域入侵偵測、物品拿取偵測等昔汉。

　　在文物庫區(qū)/庫房出入口安裝視頻監(jiān)控裝置懈万，利用人臉識別技術(shù)非強制性、非接觸性及良好的防偽靶病、反欺詐会通、準(zhǔn)確、可靠、直觀涕侈、方便等特點沪停，實現(xiàn)人臉圖像采集、識別裳涛、比對盒止、身份確認(rèn)和安全驗證，可有效避免傳統(tǒng)出入口控制技術(shù)中密碼易被泄露盜用念焙、指紋易被復(fù)制拒識扑跌、卡片易被竊取冒用等風(fēng)險。

　　在文物庫區(qū)鲤境、展廳创皿、藏品/展品卸運交接區(qū)及重要不可移動文物保護(hù)區(qū)域等處安裝視頻監(jiān)控裝置，采用區(qū)域入侵偵測技術(shù)孟溯，偵測視頻中是否有物體進(jìn)入防護(hù)區(qū)域讲侵，根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出報警信息，可直觀呜款、及時耸壮、有效地發(fā)現(xiàn)重要保護(hù)區(qū)域中出現(xiàn)的異常情況，提高安全保衛(wèi)人員的處置效率剩症，增強藏品/展品及不可移動文物防盜竊笑驶、防搶劫、防破壞的效能胞饭。

　　對于特別重要的藏品/展品嫌变，還可以采用物品拿取偵測技術(shù)，用于檢測所設(shè)置的特定區(qū)域內(nèi)是否有物品被拿取躬它，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有物品被拿取時腾啥，系統(tǒng)會根據(jù)判斷結(jié)果及時發(fā)出報警信息，安全保衛(wèi)人員針對意外情況快速采取措施冯吓，最大程度地降低損失倘待。

　　安全管理

　　安全管理是博物館和文物保護(hù)單位日常工作的重要組成部分，在信息化條件下组贺，運用智能視頻分析技術(shù)實現(xiàn)人凸舵、車、物失尖、環(huán)境的動態(tài)管理啊奄，是保證文物處于最佳安全狀態(tài)的根本環(huán)節(jié)。用于博物館和文物保護(hù)單位安全管理的智能視頻分析技術(shù)主要包括人/車流量檢測與統(tǒng)計掀潮、物品遺留偵測菇夸、徘徊偵測琼富、人員聚集檢測、人群異常行為檢測及智能視頻火災(zāi)探測等嗤矾。

　　人/車流量檢測與統(tǒng)計是指對過往人員和車輛進(jìn)行智能識別勒蜘、分析、統(tǒng)計的功能拒牡，當(dāng)人員或車輛通過劃定的界線炊惊、進(jìn)入劃定的區(qū)域時，觸發(fā)自動識別随去、自動記錄和自動統(tǒng)計亮钩，當(dāng)人員數(shù)量或車輛數(shù)量達(dá)到設(shè)定的閾值時，系統(tǒng)會觸發(fā)報警扔泵。實際應(yīng)用中巢驶，在博物館和文物保護(hù)單位、陳列展區(qū)或參觀景區(qū)的觀眾/車輛主要出入口安裝視頻監(jiān)控裝置闭厕，在視頻圖像中劃定檢測界線或區(qū)域个滓，進(jìn)出的人員/車輛通過時，觸發(fā)前端攝像機的記錄和識別功能多吁，對進(jìn)入或離開該區(qū)域的人/車數(shù)量進(jìn)行實時記錄和匯總尼可。當(dāng)進(jìn)入該區(qū)域的人數(shù)達(dá)到設(shè)定的上限時，觸發(fā)報警功能将鸵，方便安全保衛(wèi)人員有效地控制進(jìn)入?yún)⒂^區(qū)域的人員/車輛數(shù)量勉盅，避免參觀區(qū)域超負(fù)荷運轉(zhuǎn)。同時顶掉，通過對人/車流量檢測與統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析草娜，還可以為文博展陳設(shè)計、應(yīng)急預(yù)案制定痒筒、交通出行優(yōu)化及資源合理利用等提供科學(xué)的依據(jù)宰闰。

　　物品遺留偵測技術(shù)用于檢測所設(shè)置的特定區(qū)域內(nèi)是否有物品遺留，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有物品遺留時簿透，系統(tǒng)會觸發(fā)報警议蟆。實際應(yīng)用中，在博物館和文物保護(hù)單位的公眾服務(wù)區(qū)萎战、陳列展覽區(qū)及其他重要區(qū)域安裝視頻監(jiān)控裝置，在視頻圖像中劃定檢測區(qū)域舆逃，當(dāng)有滿足預(yù)設(shè)尺寸范圍的物品被遺留在檢測區(qū)域內(nèi)并停留時間達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時蚂维，系統(tǒng)自動觸發(fā)報警，并在視頻圖像中物品停放位置產(chǎn)生告警提示框路狮，直觀地提醒安全保衛(wèi)人員注意有異常物品遺留侦广。

　　徘徊偵測技術(shù)用于實時偵測、分析目標(biāo)在設(shè)定區(qū)域內(nèi)的活動情況，并對超過設(shè)定時間閾值的徘徊成猴、滯留等異常行為發(fā)出報警龟冻。實際應(yīng)用中，在博物館陶份、文物保護(hù)單位和考古發(fā)掘現(xiàn)場等外周界陋抵、重要區(qū)域周界安裝具有智能分析功能的視頻監(jiān)控裝置，實時分析監(jiān)控區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的徘徊武敦、滯留情況撼柳，及時發(fā)出異常行為預(yù)警，提醒安全保衛(wèi)人員關(guān)注和處置使义。

　　人員聚集檢測技術(shù)用于實時監(jiān)測設(shè)定區(qū)域內(nèi)人員的密度促壕，并對人員密集程度超過設(shè)定的閾值的情況發(fā)出報警。實際應(yīng)用中燥及，在博物館和文物保護(hù)單位的出入口眷滤、公眾服務(wù)區(qū)、陳列展覽區(qū)及其他重要區(qū)域安裝視頻監(jiān)控裝置派阱，實時監(jiān)測人員進(jìn)出和活動情況诬留，發(fā)生人員聚集情況及時進(jìn)行預(yù)警提示，有效控制全局人數(shù)颁褂、疏導(dǎo)局部人流故响、維護(hù)參觀秩序、預(yù)防**件發(fā)生颁独。

　　人群異常行為檢測技術(shù)用于對監(jiān)控圖像中人員突然加速彩届、快速移動、人群騷亂等反常行為進(jìn)行實時監(jiān)測并發(fā)出報警誓酒。實際應(yīng)用中樟蠕，在博物館和文物保護(hù)單位的出入口、公眾服務(wù)區(qū)靠柑、陳列展覽區(qū)及其他重要區(qū)域安裝視頻監(jiān)控裝置寨辩，及時發(fā)現(xiàn)人群異常行為并預(yù)警，以便安全保衛(wèi)人員及時調(diào)度處置歼冰，控制突發(fā)事件的進(jìn)一步惡化靡狞。

　　智能視頻火災(zāi)探測技術(shù)是在背景建立、更新及前景提取的基礎(chǔ)上众桨，對視頻序列的分析和處理显瞒，自動檢測監(jiān)控場景中是否存在煙霧或火焰，并計算起火點的位置宪凹。智能視頻分析技術(shù)在消防領(lǐng)域的產(chǎn)品形態(tài)統(tǒng)稱為圖像型火災(zāi)探測器朦盲，按探測原理可分為圖像型感煙火災(zāi)探測器木锈、圖像型火焰火災(zāi)探測器等，采用視頻圖像方式分析燃燒或加熱過程中產(chǎn)生的煙霧/火焰结款，進(jìn)行火災(zāi)探測報警肪才。實際應(yīng)用中，在博物館和文物保護(hù)單位室內(nèi)高大空間及古建筑昼薯、文物保護(hù)范圍內(nèi)林木茂密區(qū)周邊安裝視頻監(jiān)控裝置网访，通過采集近紅外圖像和可見光圖像，利用智能視頻分析對煙霧挽饺、火焰的顏色够菊、形狀、紋理恨溜、變化趨勢符衔、邊緣特性、頻率特性等進(jìn)行分析判斷糟袁，實現(xiàn)煙霧和火焰實時探測判族、火災(zāi)早期預(yù)警、直觀展示火場信息项戴、準(zhǔn)確定位起火點位置等功能形帮，對于預(yù)防電氣類熱災(zāi)害、人為意外性熱災(zāi)害及自然災(zāi)害周叮、迅速啟動應(yīng)急預(yù)案辩撑、及時控制火情具有重要的作用。

　　系統(tǒng)智能運維

　　隨著博物館和文物保護(hù)單位安全防范系統(tǒng)建設(shè)的不斷完善仿耽，大量視頻監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用在提升技防效能的同時合冀，也給系統(tǒng)的運行維護(hù)帶來了巨大的壓力，傳統(tǒng)的依靠人工評測的方式對圖像質(zhì)量進(jìn)行遍歷巡檢已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足高清數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用和維護(hù)的需要项贺。采用智能視頻診斷技術(shù)君躺，通過對攝像機拍錄的圖像序列進(jìn)行自動分析，對前端攝像機故障开缎、視頻信號干擾痹埠、視頻質(zhì)量下降、視頻遮擋妙帆、場景變更等進(jìn)行監(jiān)測仙尔、分析、判斷和報警兵雪，結(jié)合視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)的設(shè)備管理莺肌、任務(wù)管理、質(zhì)量診斷管理带诊、檢查結(jié)果管理辈喜、維修管理、統(tǒng)計分析管理等功能于箩，幫助運維人員實時掌握視頻監(jiān)控設(shè)備的運行情況砖伴，及時進(jìn)行設(shè)備維修保養(yǎng)，實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)運行維護(hù)的自動化和智能化判嘀，提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運維效率愧汽。

　　結(jié)語

　　隨著信息時代、人工智能時代的到來侣夷，在文物安全防范中將科技作為重要輔助手段已成共識横朋，智能視頻分析技術(shù)的應(yīng)用為充分發(fā)揮視頻監(jiān)控系統(tǒng)效能、有效提升文物安全管理水平提供了更多可能百拓。智能視頻分析應(yīng)用是一個覆蓋廣泛的系統(tǒng)性工程琴锭，涉及圖像處理、計算機視覺衙传、模式識別决帖、人工智能、通信和網(wǎng)絡(luò)等諸多技術(shù)領(lǐng)域蓖捶，在博物館地回、文物保護(hù)單位和考古發(fā)掘現(xiàn)場等實際應(yīng)用場所，需根據(jù)建筑形態(tài)俊鱼、文物種類刻像、風(fēng)險等級、管理模式等因素并闲，結(jié)合人防和物防條件细睡，采用與保護(hù)對象風(fēng)險等級相適應(yīng)的智能視頻分析技術(shù)和裝備，進(jìn)一步推動文物安全保護(hù)與現(xiàn)代科技融合創(chuàng)新焙蚓，拓展智能視頻分析技術(shù)在文物安全防范中的應(yīng)用廣度和深度抠衬，為寶貴文化遺產(chǎn)保護(hù)、中華優(yōu)秀文化傳承提供技術(shù)支撐届辽。