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  视频报警自动跟踪装置

               老刘

　

　　摘要：本文介绍了一种视频报警自动跟踪装置的构成、工作原理。

　　关键词：视频报警　电视跟踪　监控

　

　

　　现在有些仓库银行等重地，为了加强防范，一般采取了电视监控和视频报
警等技术措施。为了能够在出现异常情况时，获得更多的现场图像信息，有的
要害位置还需要对闯入者进行自动跟踪摄像录像。

笔者近几年来以数字信号处理器为核心器件研制出了一种视频报警自动跟踪装
置，下面笔者对该视频报警自动跟踪装置作一介绍。

　

1 硬件构成

笔者研制的视频报警自动跟踪装置的构成如图 1 所示。

　

(略)

　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　 　 图 1 视频报警自动跟踪装置硬件构成

　

　　该装置主要由 C C D 摄象机、电控步进云台、视频 A / D 转换、图象存
储区A 和 B 、D S P 处理控制、视频复合、报警声发生以及操控手柄等部分构
成。

　　电控步进云台是笔者用步进电机制作成的一种电控云台。这种电控步进云
台比市面上所售的普通云台更易于作精确转动控制。这种电控步进云台在本装
置中既可处于自动控制运转工作状态，也可处于人工手控运转工作状态。

　　视频 A / D 转换的作用是将模拟视频信号转换成数字量。

　　图象存储区 A 和图象存储区 B 分别按照一定的时间周期存储图象数据。

　　T M S 3 2 0 C 2 5 D S P 处理控制部分的作用是对图象数据进行处理，
 并实现对电控步进云台的驱动控制以及报警声发生电路的控制等。

　　视频复合的作用是将视频信号与工作状态字符、报警标记、报警次数等字
符叠加起来，供监视器显示。

　　报警声发生电路的作用是当有活动目标进入视场或进入设定的警戒区域中
时，由 D S P 处理控制部分驱动，发出报警的声响。

　　操控手柄采用的是便于操控的普通游戏机的操控手柄。通过该操控手柄，
可进行装置的工作方式状态的设置、全视场警戒区域或局部警戒区域的设定、
电控步进云台的方位操控、报警声关闭开启等方面的操控。

　

　

2 警戒报警自动跟踪工作原理介绍

　　该装置具有几种工作方式，在这里笔者先对全视场警戒报警自动跟踪工作
方式作一介绍。

以往的视频跟踪常用的跟踪方式有形心跟踪和边沿跟踪，这两种跟踪方式，对
于背景不太复杂的目标如空中或海上目标，能够起到一定的跟踪作用。但是，
当背景比较复杂的时候，采用形心跟踪和边沿跟踪方式，则难以发挥出较好的
跟踪作用。一般来说，形心跟踪和边沿跟踪方式不适于放有各种物品物质的库
房等背景比较复杂环境下的目标的自动跟踪。

为了在诸如库房等背景比较复杂的环境中实现电视自动跟踪，笔者在本装置中
采用了复杂背景下的动目标检测跟踪方式。在动目标检测跟踪过程中，用到了
两个图象存储区 A 和 B 。图象存储区 A 中的图象数据，在每一场都进行刷新
，而图象存储区 B 中的图象数据，则是以数百场为一周期进行刷新。当没有动
目标进入视场时，图象存储区 A 和B 中的图象数据，大体相同，当有目标进入
视场时，图象存储区 A 和 B 中的图象数据，则会在出现动目标的相应位置上，
出现差异。这种差异的差值可以通过对图象存储区 A 和 B 中的图象数据相减
处理运算得到。如果要有效地检测出比较弱的动目标，则要求有较高的检测灵
敏度；而检测灵敏度较高时，则会将视频图像中的噪声也给提取出来。为了剔
除掉提取出来噪声，笔者采用了连续三行或连续三点信号的判断方法，即当至
少有三行或三点的信号连续出现时，才当成有效的信号，否则则当成随机的噪
声信号，将其剔除掉。

下面笔者对全视场警戒报警自动跟踪的具体过程作一介绍：T M S 3 2 0 C 2 5
 D S P 处理控制部分，对图象存储区 A 和 B 中的图象数据进行相减处理，以
提取检测动目标信号。 如果D S P 处理控制部分对图象存储区 A 和 B 作完一
场的图象数据的处理检测后，没有提取出连续三行相邻出现的信号，则判为没
有动目标进入视场。然后判是否进行下一场处理，若是，则返回进行新一场图
象数据的处理。如果检测出动目标信号连续压行数等于大于三行，则判为有动
目标进入视场，此时即置成报警状态、显示报警标记、驱动报警声发生器、累
计报警次数。并根据一场中的有效动目标位置数据，计算出动目标相对于视场
中心的偏差值。根据该偏差值计算得到将动目标拉入到视场中心区域的步进方
向和步进数。根据步进方向和步进数，然后向电控步进云台送出步进方向电平
和步进脉冲。在步进方向电平和步进脉冲的驱动下，云台的步进电机转动，云
台上的摄像机也随之转动，从而将动目标拉向视场的中心。然后返回再进行新
一场的图象数据的处理。如此循环往复的工作，即实现对动目标的警戒报警和
自动跟踪。全视场警戒报警自动跟踪软件流程总框图如图 2 所示。

图象存储区 B 中的图象数据的刷新周期，可以通过软件设置。笔者目前通常将
这种刷新时间周期设置在10s。 图象存储区 B 中的图象数据的刷新周期不宜太
短，也不宜太长。刷新时间周期太短，则将会影响对于动目标的有效检测，使
得动目标出现漏检测或漏报；刷新时间周期太长，则有可能在并没有动目标出
现的时候，而仅仅当外界的光照缓慢变化时，出现虚警或误报。

　

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　　图 2 警戒报警自动跟踪软件流程总框图　　　　　　　　

　

　

3 　选择区域警戒报警方式简介

本装置除了上面说的全视场警戒报警且动跟踪工作方式外，还有一种选择区域
警戒报警方式。所谓选择区域警戒报警，就是对视场中的某些区域的进行有选
择的警戒报警。当有动目标进入选择的区域时则报警，而当动目标没有进入这
种选择的区域，只是在选择的区域之外出现时，则不发出报警。警戒区域的划
定选择，可以通过操控手柄来设置。

操控手柄上有“上”“下”“左”“右”等按键，按动这几个键，可以在监视
器显示的图像的需要警戒的位置上，叠加上亮块。

工作在选择区域警戒报警时，当在需要警戒的位置上，叠加好亮块后，一旦有
动目标进入叠有亮块的警戒图像区域时，则发出报警。

　

　

4 主要性能指标

　　该装置的主要性能指标如下：

　　●　触发报警的动目标压行数≥ 3 电视行。

　　●　报警灵敏度为 9 0 mV。

　　● 自动跟踪的方位范围：3 6 0 °。

　　●　最大跟踪回转速度：3 5 °／ｓ　。

　

5 结语

　　笔者研制的视频报警自动跟踪装置，具有体积小重量轻功耗小造价低等特
点。该装置可应用于某些要求进行监控、警戒报警、自动跟踪的场合。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

参考文献

 1,张凤栖.应用电视---设备原理与工程实践。北京：电子工业出版社，1992.

 2,Second--Generation Tms320 User’s Guide.Texas Instruments,
1987.

　

老刘撰文于2000年5月

　

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