多傳感器視頻集成技術及應用

　　多傳感器視頻集成技術的基本原理有如人的大腦對身體各種感覺（視覺、聽覺、觸覺等）信息進行綜合處理，將包括攝像頭在內(nèi)的各種傳感器進行多層次、多時間、多空間的信息互補和優(yōu)化組合處理，最終產(chǎn)生對觀測環(huán)境的一致性解釋。在這個過程中要充分地利用多源數(shù)據(jù)進行合理支配與使用，基于各傳感器獲得的分離觀測信息，通過對信息多級別、多方面組合導出更多有用信息。多傳感器彌補了純視頻監(jiān)控的不足，對多個環(huán)境量進行跟蹤，能夠實現(xiàn)對目標區(qū)域的多方位立體監(jiān)控; 同時，運用多傳感器信息整合技術，系統(tǒng)能夠有效提高對檢測區(qū)域或目標報警、智能分析、智能跟蹤的準確度;此外，大規(guī)模的傳感器集成系統(tǒng)能夠獲得比單個或少量傳感器集成系統(tǒng)更多信息，對這些大數(shù)據(jù)進行有效的綜合應用，能夠實現(xiàn)更加復雜和高階的功能，產(chǎn)生巨大的行業(yè)與社會價值。

　　多傳感器視頻集成的概念，僅從字面上來看，不難理解?！岸唷庇袃煞N含義，一是“多類型”，就是系統(tǒng)中集成了多種類型的傳感器;二是“多數(shù)量”，多個同類型的傳感器也能稱之為多傳感器集成。如，組合了一路音視頻采集的攝像機可以看作多傳感器集成，一臺接入了16路視頻信號的dvr也可以認為是多傳感器集成，這是廣義上的多傳感器視頻集成概念。但從嚴格意義上講，上述這些案例通常不被認為使用了多傳感器集成技術，因為它們只是將多源傳感器信息進行簡單羅列收集，并沒有對其融合分析和處理而達成某種決策，產(chǎn)生進一步的行為。

　　嚴格意義上的多傳感器視頻集成強調(diào)多傳感器信息的融合運用，而這種信息整合技術在實際應用中可能非常簡單，也可能極為復雜。筆者并不打算在此文中描述多傳感器信息融合技術的相關內(nèi)容，而是介紹一些多傳感器視頻集成的相關產(chǎn)品或者方案，使大家能夠對這種技術形成一種感觀上認識。

　　在視頻監(jiān)控領域，有三種類型或層次上的多傳感器集成方式及應用：

　　一 傳感器內(nèi)部集成

　　傳統(tǒng)的傳感器，存在功能單一、使用環(huán)環(huán)境受限、安裝不便等多種局限。如傳統(tǒng)的紅外報警器，掉落的樹葉或飛過的小鳥都可能引起系統(tǒng)誤報，通常只適宜安裝在室內(nèi)而不能應用于室外。隨著傳感器技術的發(fā)展，出現(xiàn)了一些集成多種傳感單元的傳感器產(chǎn)品，用來解決傳統(tǒng)傳感器的弊端。

　　一種集成技術是多功能傳感器，這類傳感器中集成了多種用途不同的傳感單元，用于解決傳統(tǒng)傳感器功能單一、安裝不便等問題，并降低系統(tǒng)集成成本。如將溫度、濕度傳感單元集成到一起的溫濕度傳感器，再如集成多種氣體檢測單元的多氣體傳感器。這類傳感器將一個系統(tǒng)需要的幾種相關的傳感器集成到一起，便于使用，是未來傳感器發(fā)展的一個方向。

　　另一種集成技術是雙監(jiān)、多監(jiān)傳感器，這種傳感器同樣集成了多個傳感器單元，但目的不是為了擴充傳感器的功能，而是綜合多個傳感單元的信息進行運算，來減少誤報，提高傳感器的識別率。如傳統(tǒng)的單紅外報警器，這幾年逐漸發(fā)展成了集主動、被動、微波檢測的三鑒探測器，當三個探測單元綜合判定探測目標為人時，才產(chǎn)生報警，能夠有效排除環(huán)境因素（如風、光照、小動物）的干擾，大大降低誤報率，使得紅外報警器也能很好地被應用到室外。集成多傳感單元的傳感器集成技術是未來安防傳感器應用的一種趨勢。

　　二 監(jiān)控產(chǎn)品集成

　　為了提高視頻效果或者提升產(chǎn)品對環(huán)境的適應性，一些視頻監(jiān)控產(chǎn)品自身也會集成或者支持接入圖像傳感器之外的傳感器，增強視頻監(jiān)控產(chǎn)品的功能。

　　如紅外攝像機、紅外球等產(chǎn)品，在晚上或光線比較暗的環(huán)境中，會啟動紅外攝像模式，使圖像傳感器依然能夠取獲清晰的黑白視頻，在光線充足的情況下又自動切換到正常模式，使所攝視頻恢復色彩，實現(xiàn)圖像高保真。通常情況下，這種光線的變化由設備自身體通過分析視頻圖像來計算，但這種計算比較復雜，而且效果不理想環(huán)境適應性不強，因此，某些此類產(chǎn)品在結構允許的情況下，會在自身集成一個光敏傳感器，來直接感知和處理環(huán)境光的變化，將設備切換到正確的工作模式。

　　激光夜視產(chǎn)品也使在了同樣集成了光敏傳感器在實現(xiàn)白天黑夜工作的切換。一些高級的設備甚至集成了更多的傳感器，如配置兩個圖像傳感器，一個用于可見光成像，負責視頻圖像采集，另一個用于紅外熱成像，用于識別和發(fā)現(xiàn)目標，做精細化定位和跟蹤。同時，一些夜視儀中還配備了雷達信號接收接口，實現(xiàn)自動跟蹤。多種傳感器的集成，使得夜視儀能夠在各種環(huán)境下獲得清晰的視頻圖像，并實現(xiàn)對目標的精準跟蹤。

　　卡口攝像機等交通產(chǎn)品在車輛測速功能中也應用了多傳感器集成技術。車輛在公路上運行，速度通常比較快，通過分析圖像傳感器的視頻數(shù)據(jù)來測量車速，運算量巨大，時效性差，車速越高越不準確。因此，這類產(chǎn)品通常會配置線圈或雷達等傳感器接入接口，用外置的傳感器來測量車速。線圈和雷達，對車速的測試準確度比較高，但也有一些無法應對的情況，如車輛相連，雷達測速有時候在沒有車輛的情況下甚至會誤報，影響測量結果做為違法證據(jù)的有效性。因此，智能的卡口攝像機會同時評估來自圖像傳感器與外接測速傳感器的信息，來降低誤報和提高準確率。如當雷達上報車速信息時，設備同時對當前視頻圖像進行智能分析，確定圖像中有車輛，雷達測速信息才有效，否則，不采信雷達數(shù)據(jù)，有效地避免了誤報率。