监控摄像机数量的不断增加，监控的时间不断延长，给监控系统的维护工作带来了新的挑战。如何及时了解前端视频设备的运行情况，发现故障并检测恶意遮挡与破坏的行为？智能视频分析技术将是解决这一问题的最佳选择。

    视频质量诊断系统作为视频分析技术在安防领域的革新，是应用相对普遍的一种产品。它能够对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡和云台失控等常见摄像头故障以及恶意遮挡和破坏监控设备的不法行为做出准确判断并发出报警信息；在视频监控设备日益增多的今天，其在监控系统中的应用，必然更加有利于帮助用户快速掌控前端设备运行情况，轻松维护大型的安防系统。

系统应用特点
    视频质量诊断在监控系统维护方面的应用，最终可实现以下特点：
·实时检测，及时发现摄像头故障以及相关损坏情况；
·可根据不同时间制定不同的诊断计划，对不同的摄像头进行监测；
·采用轮询方式，可处理较大数量的视频源；
·可对前端设备进行编组及分时段检测，还可设置不同的检测项目并生成诊断计划；
·交叉监测，多项监测功能互利互补，各时段监测数据综合评价，诊断结果详实可靠；
·能实时记录检测结果并以SQL数据库的方式存储，生成报表，方便检索；
·可通过远程网页查询检测记录，并可根据时间、设备名称及组别进行查询；
·灵活的应用方式，能有效与模拟监控系统或数字监控系统相结合。

基础技术说明
    智能视频分析技术以人类视觉系统作为其理想上的典范，在功能上可划分为三个层次：底层视觉是指利用图像的纹理、颜色形成的各种特征模式，从图像中提取出物体；中层视觉是指在随时间变化的图像中跟踪这些特征，从而提取出物体的运动；高层视觉是指综合物体的特征模式和运动模式，对物体的行为或性质做出判别。

1.前景物体检测技术
    这是以固定摄像头监控所关心的区域，利用画面帧间的差异从视频中提取图像的纹理、颜色等各种信息，确定监控区域内基本的背景模型，并通过时间段的不同关注背景模型的变化。根据所要检测目的的不同，由不同判断准则对这些变化区域进行提取，构成前景目标区域，并进一步处理得到目标位置、大小、形状等信息，从而对具体行为进行判断和进一步的视频内容理解。

2.特征模式分析
    确切地说，它是遵循底层视觉方法的一类技术的统称。其基本原理是针对应用的具体需求来设计一组特征模式，再使用这些特征模式从纷繁复杂的图像中提取出应用所关心的物体或信息。它的应用非常广泛，例如物体跟踪，视频质量监测，物体分类等等。特征模式选取的好坏体现在所选特征是否客观反映目标事物的本质，选取工作既可由人完成，也可借由模式识别方法来确定。[nextpage]

3.运动模式分析
    该技术是在物体的运动路线形成后，根据运动轨迹对物体的行为或性质做进一步分析和确认。该技术的应用方式主要有两方面：
·可与前景物体检测相结合，剔除树叶、云影等产生的误警；
·由特征模式分析提供运动轨迹，应用于行为分析领域的各类特定应用。

系统主要功能
1.清晰度检测
    自动检测视频中由于聚焦不当、镜头损坏或异物遮蔽引起的视野主体部分的图像模糊；自动检测镜头对准无意义物体的情况。该功能对实时视频的画面清晰程度和信息含量做出评价（如偶然异物遮挡、被人为地蒙蔽等），从而及时发现故障。“骤变”作为此功能在周界防范技术领域的应用延伸，目前已普遍得到人们的认可。

2.视频干扰检测
    自动检测视频图像中图像模糊、扭曲、雪花、抖动或滚屏等噪声现象。
主要的监测对象是由于线路老化、传输故障、接触不良或受到电磁干扰而在视频画面上出现的点状，刺状，带状的干扰。由于造成干扰摄像头形成故障的形式非常多样，在视频质量诊断系统中将呈带状、网状带有周期性的干扰交由“噪声”检测项监测，而将点状，刺状的随机干扰交由“雪花”检测项监测，从而提高诊断的准确性。

3.亮度异常检测
    自动检测视频中由于摄像头故障、增益控制紊乱、照明条件异常或人为恶意遮挡等原因引起的画面过暗、过亮或黑屏现象。该功能将对视频的明暗程度进行诊断，由于在不同时段可改变诊断计划和监测阈值，亮度异常检测在昼夜都能发挥作用。

4.偏色检测
    自动检测由于线路接触不良、外部干扰或摄像头故障等原因造成的画面偏色现象，主要包括全屏单一偏色或多种颜色混杂的带状偏色。该功能对视频的颜色信息进行分析，它的特点是当视频中出现丰富色彩时，能够区分它们是由自然场景带来的，还是由于摄像头自身故障产生的，从而使摄像头偏色检测实用化。

5.PTZ（云台）控制功能诊断
    自动检测前端云台和镜头是否能够按用户指令正确运动，例如，左转失灵，上下倒序等等。

    前端的PTZ摄像头在安装一段时间后，可能发生部分或全部PTZ功能异常的情况，该功能能够自动对PTZ的各指令进行测试，使管理人员准确及时地把握系统内PTZ的运行情况。不过，此功能需要系统拥有控制前端PTZ的权限。

6.视频冻结检测
    自动检测由于视频传输调度系统故障引起的视频画面冻结现象，可避免遗漏真实的现场视频图像。

7.视频缺失检测
    自动检测因前端云台、摄像机工作异常、损坏、人为恶意破坏或视频传输环节故障而引起的间发性或持续性的视频缺失现象。 [nextpage]

系统应用分类
    就视频监控本身的发展情况来看，目前不仅在交通、金融、军队等重点行业已经普遍应用，像社区、酒店、智能大厦、各连锁机构、公共场所等都皆因平安城市的发展而日益普及。视频诊断系统结合现有视频监控系统实际的应用来讲，具体可以分为以下两种。

1.以应急为主的诊断
    针对一些重要区域，例如银行、军队、监狱等高安全级别控制区域，必须保证视频监控摄像头的绝对安全，时刻掌握监控设备的日常运行情况，在安保能控制的范围内使得监控设备有效运转。通过视频诊断系统7*24小时检测破坏监控设备的不法行为，发现有人恶意破坏或者遮挡等行为能及时给予预警，提醒相关人员采取措施并及时处理。

2.以维修为主的诊断
    面对所有视频监控摄像头，对于因使用过程中出现的故障（如视频清晰度异常、视频干扰、视频亮度异常、视频偏色、视频信号缺失、画面冻结等）进行检测，有效预防因硬件导致的图像质量问题及所带来的不必要损失，为持续和有效监控提供坚实的基础。当发现设备故障时能第一时间进行维修或者更换处理。

系统结构
    视频监控系统的趋势正从模拟系统向数字化系统过渡，然而，在目前实际的应用过程中，模数共存仍然是国内视频监控的普遍现状，这也就决定了智能视频分析产品应用的灵活性拓展。基于视频分析技术的视频质量诊断系统能有效地与模拟监控系统或数字监控系统相结合，并可支持多级联网的集中监控管理结构。

1.在模拟监控系统中的应用
    主要应用在大型监控系统的控制中心，通过监控中心矩阵主机切换视频给视频诊断服务器，实现前端所有摄像机视频信号的接入。在模拟监控系统中的视频输入上，主要通过矩阵实现前端视频的获取，再按照轮询的方式对每一路视频信号进行检测。当发现视频故障立刻发出报警信息，提醒并通知相关人员进行后期处理；同时系统还会自动生成报表实时记录检测结果并以SQL数据库的方式存储，方便用户查询；用户还可通过WEB的方式远程访问诊断服务器数据库查看故障记录（如图1）。

2.在网络监控中的应用
    主要应用在网络视频监控的中心控制平台，视频信号由IP摄像机采集并通过网络传输到控制中心的主机，视频诊断系统服务器通过中心控制主机提供的接口获取视频数据。

    在网络监控系统中视频的输入上，主要通过中心的控制主机实现前端视频的接入，再按照轮巡的方式对每一路视频进行诊断分析。当发现视频故障立刻发出报警信息，提醒并通知相关人员进行后期处理；同时系统还会自动生成报表实时记录检测结果并以SQL数据库的方式存储，方便用户查询；用户还可通过WEB的方式远程访问诊断服务器数据库查看故障记录（如图2）。

结束语
    随着行业应用的深入，以及平安城市建设的具体落实，大量监控设备的普及提升了技防力量的同时也将给监控系统的维护带来巨大挑战。视频质量诊断系统作为智能视频分析技术在安防系统维护中的典型应用，其对前端视频设备的有效监测，必定能够更好的帮助相关人员应对和处理突发事件，有效的保证视频监控的正常运行，并为大型监控系统的后期故障处理与维修提供绝对安全保障。