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視頻移動(dòng)探測器（Video Motion Detector，VMD）的任務(wù)是對攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像進(jìn)行分析，以檢查圖像中有否出現(xiàn)足夠程度的變化。這種裝置能夠毫不疲倦地對攝像機(jī)畫面進(jìn)行長時(shí)間地監(jiān)視，并在出現(xiàn)情況時(shí)通知安防人員，因此能夠很好地彌補(bǔ)安防人員的不足。實(shí)際上，VMD主要是通過數(shù)學(xué)計(jì)算，來確定攝像機(jī)畫面的某個(gè)區(qū)域內(nèi)是否有移動(dòng)的目標(biāo)出現(xiàn)的。具體方法是，不斷將某個(gè)視頻幀內(nèi)像素的亮度水平與下一個(gè)視頻幀進(jìn)行比較，以尋找被認(rèn)為值得注意的變化。

低成本的模擬式VMD將某畫面中的大塊區(qū)域，與下一幀畫面中的對應(yīng)區(qū)域進(jìn)行比較。由于室內(nèi)的光線條件和場景較少發(fā)生變化，因而這種方法在室內(nèi)環(huán)境中是可行的。但在室外環(huán)境中，模擬式很容易因光線變化或攝像機(jī)的震動(dòng)而產(chǎn)生誤報(bào)。因此，室外使用功能較強(qiáng)的數(shù)字式VMD。數(shù)字式VMD是一種以微處理器為核心的電子裝置，它可以同時(shí)對數(shù)千個(gè)圖像布防單元進(jìn)行跟蹤分析。即使場景的亮度發(fā)生了明顯的變化，系統(tǒng)也不容易產(chǎn)生誤報(bào)。

顯然，內(nèi)置VMD的攝像機(jī)，可以當(dāng)報(bào)警探頭使用。首先，檢測電路會將所監(jiān)視的靜態(tài)圖像存儲起來，以后如果發(fā)現(xiàn)畫面的變化量超過了預(yù)先設(shè)定的值，系統(tǒng)就會發(fā)出報(bào)警信號，以提醒安防人員或啟動(dòng)錄像機(jī)。VMD有模擬式和數(shù)字式兩種；模擬式主要通過檢測布防區(qū)域的畫面亮度來探知變化；數(shù)字式則可以對布防區(qū)域內(nèi)成百上千個(gè)單元進(jìn)行分析，它可以在圖像上標(biāo)出檢測異動(dòng)的位置和移動(dòng)目標(biāo)的前進(jìn)路徑，并驅(qū)動(dòng)警號或警燈發(fā)出警告信號。

VMD工作時(shí)會不斷地從攝像機(jī)處收取視頻圖像，并與先前存儲的圖像相比較，以了解所監(jiān)控的場景有無發(fā)生變化。如果沒有檢測到明顯變化，系統(tǒng)不會有任何動(dòng)作；如果檢測到了可度量的、達(dá)到某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的變化，系統(tǒng)就會立即發(fā)出報(bào)警信號。

一、模擬式視頻移動(dòng)檢測器

模擬式VMD已有多年的生產(chǎn)歷史，這種設(shè)備能夠以較低的成本，實(shí)現(xiàn)對場景內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)的探測。但它只適于對光照條件較為恒定、環(huán)境變化不大的室內(nèi)圖像進(jìn)行檢測，不應(yīng)將它們用于室外圖像的檢測。

（1）模擬式VMD的工作原理。模擬式VMD的工作原理如圖1所示。

圖1 模擬式VMD原理框圖

最簡單的VMD使用模擬減法對圖像進(jìn)行檢測，它將參照幀與新抓取的幀相減，如果得到的差值超過予先設(shè)定的閾值，系統(tǒng)就輸出一個(gè)報(bào)警信號。所有模擬式VMD都允許用戶在屏幕上設(shè)置移動(dòng)目標(biāo)探測區(qū)，即布防區(qū)域。系統(tǒng)通過對畫面照度的持續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)布防區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的移動(dòng)目標(biāo)后，就發(fā)出報(bào)警信號。其具體形式有：

•發(fā)出報(bào)警聲。

•面板上的報(bào)警指示燈開始發(fā)光。

•輸出交流驅(qū)動(dòng)信號，以啟動(dòng)使用交流電的信號裝置。

•輸出一個(gè)開關(guān)信號，以用來驅(qū)動(dòng)錄像機(jī)、打印機(jī)、警鈴或其他裝置。

模擬式VMD通過對攝像機(jī)畫面進(jìn)行的模擬式分析，來確定場景有否發(fā)生變化。其具體步驟是，系統(tǒng)先將布防區(qū)域內(nèi)的畫面保存起來，再將當(dāng)前畫面與先前保存的畫面相減，然后根據(jù)差值確定布防區(qū)域內(nèi)的場景有無發(fā)生變化。如果有移動(dòng)目標(biāo)侵入，或場景的照度水平發(fā)生了較大變化，計(jì)算得到的差值應(yīng)當(dāng)能夠達(dá)到總值的10%~25%，系統(tǒng)據(jù)此判斷畫面發(fā)生了較大變化，隨即發(fā)出報(bào)警信號。報(bào)警信號可用來驅(qū)動(dòng)警號/警燈等，還可以用來控制錄像機(jī)進(jìn)行錄像。VMD與監(jiān)視器或視頻記錄設(shè)備都沒有什么緊密關(guān)聯(lián)，也不會對它們造成干擾。

（1）模擬式VMD的布防區(qū)的設(shè)置。通常，多數(shù)模擬VMD的布防區(qū)域，都可以通過其前面板上的控制鍵進(jìn)行調(diào)整，其可調(diào)整的項(xiàng)目包括形狀、大小和位置等。布防區(qū)域的具體尺寸和配置，應(yīng)根據(jù)監(jiān)視系統(tǒng)的實(shí)際需要確定。一些常見的布防區(qū)域的形狀，如方形、三角形、L形、馬蹄形等，如圖2所示。

圖2 模擬式VMD上可設(shè)置的不同形狀的布防區(qū)

一般，設(shè)置布防區(qū)域時(shí)，應(yīng)當(dāng)將可能出現(xiàn)侵入的位置都包括進(jìn)去。雖然屏幕上顯示的仍然是整個(gè)畫面，系統(tǒng)卻只對布防了的區(qū)塊進(jìn)行檢測。布防區(qū)塊之外，即使有移動(dòng)目標(biāo)出現(xiàn)，系統(tǒng)也不會報(bào)警。當(dāng)設(shè)置布防區(qū)域時(shí)，布防區(qū)塊在屏幕上顯示為一個(gè)有邊框線的閉合區(qū)，其形狀和大小，可以通過控制面板進(jìn)行調(diào)節(jié)。在設(shè)置完畢后，屏幕上的框線會自動(dòng)消失，因此屏幕上的畫面看起來與平常一樣。布防區(qū)塊在屏幕上占據(jù)的面積最小為5%，最大可為95%。這類VMD系統(tǒng)的靈敏度，一般相當(dāng)于1%布防區(qū)域內(nèi)的視頻信號電平出現(xiàn)了25%的變化（在幾十分之一秒內(nèi)）。

二、數(shù)字式視頻移動(dòng)檢測器