数字图像处理技术在智能博物馆安防系统的应用策略

◆姚李虎

数字图像处理技术在智能博物馆安防系统的应用策略

◆姚李虎

（陕西历史博物馆（陕西省文物交流中心） 陕西 710061）

文章首先阐述了现阶段智能博物馆安防系统的现状研究，而后又分析了智能博物馆安防系统运行过程中面临的主要问题，最后探讨了数字图像处理技术在智能博物馆安全系统中的应用策略。

智能博物馆；安防系统；数字图像；处理技术

在我国文化事业快速发展的进程中，我国各地区的各类博物馆已经成为其重要的组成部分，而从单位性质上来看，博物馆这类单位的风险等级是非常高的，博物馆内的藏品全部都是古代人类所遗留下来的在科学、艺术和历史等方面有重要研究价值的文物，这就要求了我国的各类博物馆都应具备较为完善的安防系统。而为了将安防系统的安全防护作用充分发挥出来，确保文物存放于博物馆中绝对的安全和可靠，并且与博物馆的防护级别和风险等级需求相适应，就应以先进的科学技术为基础，将数字图像处理技术科学并且高效地应用在智能博物馆安防系统中。下面重点对数字图像处理技术在智能博物馆安防系统的应用进行分析。

1 现阶段智能博物馆安防系统的现状研究

1.1 现阶段智能博物馆安防系统的现状分析

首先，博物馆这类单位一定要具备强大的防入侵、防破坏、防盗窃和防抢劫的能力，在出现特殊问题和风险隐患时要能够提前预警并自动报警求救，最大限度地降低非法活动的影响范围并在事后进行有效查证和追溯，遇到非法行为和活动时应尽可能地将它们控制在博物馆的外围区域，为打击各种会对博物馆造成严重危害的犯罪行为提供便利条件，因此，博物馆就必须构建一个较为完善和智能化的安防系统，这一系统一定要能够满足整个行业对其安全防护和风险等级的真实需求。

其次，从智能博物馆安防系统的组成情况来看，其最核心的组成部分便是入侵报警系统，通过所构建的视频监控、电子巡查、出入口核查、电子巡查和对讲安检等子系统来保证整个博物馆各个区域安全有序的运行，从结构上来看，各个子系统是相互分离的，但是在先进网络技术的支持下通过所设置的接口和软件系统，各个子系统又形成了一个有机整体，共同保证了博物馆安防系统的稳定运行。

在博物馆的安防系统中，起到最关键作用的部分便是视频监控和图像核查这一子系统，其通过实时监控特定区域的人员和环境的变化情况来及时发现风险因素和紧急事件，系统要想取得理想的安全防护效果，不但要求所构建的安防系统要尽可能先进和完善，同时也对管理系统的工作人员提出了较高要求。任何工作人员都不能一直盯着负责监控工作的大屏幕，长时间工作会导致人员出现疲劳问题，同时较大规模的博物馆会设置很多监控点位，而人员反复观看不仅会增加人工成本，同时也无法保证时效性，如果能在博物馆安系统中有效应用数字图像处理技术，其就能逐步转变安防系统被动防御的现状，针对不同的清晰度和分辨率都能够精确识别出所需要的信息和图像[1]。

1.2 智能博物馆安防系统的发展趋势分析

（1）博物馆安防系统的智能化程度将不断提升。安防系统智能化程度的最重要价值便是能够提前并且准确地发现博物馆安防工作中存在的问题和异常情况，并做出相应的应急处理策略，从而有针对性地改进博物馆安防系统中存在的问题和不足。以往人工视频监控是存在着明显问题的，工作人员很难时刻保证高度集中的注意力，并且出现问题也无法立即有效地快速反应，而智能分析则能够将多个监控点位的视频录像情况调取出来并产生关联，并控制声光报警设备提醒相关人员，还能够以彩信、短信、电话和邮件等多种方式让博物馆的管理者知道安防系统中的问题；

（2）安防系统的结构将更为简单化。对于博物馆来说，系统的专业化和集成化发展确实为安防工作提供了完善的功能和工作上的便利，但是整个系统的复杂程度也越来越高，系统的易用性就会随之降低。结构简约化发展将是博物馆安防系统的一个主要发展方向，安防系统的供应商应主要负责简化系统结构这一工作任务，根据博物馆现有的软件系统和硬件系统的运转情况对安防系统结构进行重新设计，通常可以采用感知层和分析层两层的结构设计方式，在保证能够收集到智能化信息的基础上，还能够对信息进行有效过滤，在源头上做好信息的计算和分析工作。

2 智能博物馆安防系统运行过程中面临的主要问题

2.1 安防系统中所设置的各个子系统彼此较为孤立，无法整体发挥作用

在智能博物馆的安防系统中是设置了多个子系统的，如常见的智能系统、报警系统、视频监控系统和门禁系统等，各个子系统都是可以独立进行工作的，然而在安防系统整体运行的过程中却暴露出了一个显著问题，即各个子系统之间还没有建立高效的联动机制，彼此之间的工作过程都是较为独立的，举例来说，如果博物馆中的文物出现了异常风险，安防系统中的报警子系统就会发出警报，但其并没有与门禁子系统产生联动，正常来说报警系统应该将风险消息传送给门禁系统，而门禁系统则应立即关闭所有出入口，只有单位内部的高级管理人员才可以同行；还比如说报警系统发出报警信息后，视频监控子系统也没有与其形成联动，正常情况下应是视频监控子系统接收到报警信息后应立即锁定周围的监控区域，并通过智能化的分析来确定非法人员可能会选择的逃跑路线，并将路线反馈给博物馆的管理者；如果有文物的位置发生改变，报警系统还应联通公安系统并立即对相应文物进行定位和追踪，只有各个子系统之间独立工作并有密切联系，整个安防系统才能发挥出最大功效。

2.2 博物馆所安装的安防系统更多的还是被动成分

目前来看，在各类博物馆中安装安防系统的最重要作用还是进行视频监控和对风险因素的预警和报警，然而随着博物馆规模的不断增大，在博物馆中要设置更多的监控点位，出现紧急事件时只是依靠查看监控视频来找到非法人员是非常困难的，视频监控更多的是被用来取证，在事中预防中并没有发挥太大作用。在博物馆的开放区域中安装了很多具有较高灵敏度的报警探头，这也会随之带来很多错误报警信息，其保护文物的作用也就大大降低了[2]。

3 数字图像处理技术在智能博物馆安全系统中的应用策略

3.1 准确地获取数字图像

对于博物馆的智能安防系统来说，门禁、监控和报警是其三大核心子系统，而系统中的数字图像通常都是从所设置的监控摄像头中得到的，对于博物馆这类单位来说，在其出入口和各个开放区域中都会设置安装大量的监控摄像头，从而有效避免文物和馆藏被盗窃或是被损坏的问题。而依托于数字图像处理技术就可以将更具科技性的图像传感设备内置在监控摄像头中，从而更加清晰并且准确地获取数字图像，并将所获取的图像信息迅速传回给系统主机[3]。

其次，借助于数字图像处理技术还能够对警情进行及时处理。当博物馆在开放时间内出现了非法入侵或是有人排放有毒有害气体时，系统获取到数字图像后就会立即发出声光报警信息，安装时进行人工设置，当系统遇到此类问题时能够自动发送彩信、短信或是拨打报警电话，同时还能够将所获取的图片传送给多个指定手机。当博物馆的管理者接收到报警和求助信息后就可以立即查看监控画面，同时通过电脑等移动终端设备来实时有效地控制报警器和监控摄像机等设备。

3.2 对数字图像进行预处理

借助于数字图像处理技术还可以对所获取的数字图像进行有效的预处理工作，第一，对图像进行灰度降解。对于博物馆的安防系统来说，其对视频监控工作的实时性是有着很高要求的，而要想更好地提升图像信息的处理速度，应利用数字图像处理技术提前对其进行灰度降解；第二，对数字图像进行图解增强。外界的很多因素都可能影响到摄像头所获取的数字图像质量，在实际工作中通常都不会使用原始图像，此时就必须对其进行降噪和校正灰度等预处理工作，利用数字图像处理技术可以有针对性地增强图像中的突出特征，而那些不需要体现出来的图像特征则可以采取误差处理的方式。

3.3 对目标进行精准检测

在博物馆安防系统观测区域内所出现的一切风险因素都可以称之为运动目标，而利用数字图像处理技术则可以对运动目标进行精准检测，而通常采用的都是背景减法这种目标检测方法。

首先，应将所获取的数字图像存放到安防系统的背景模型库中，而如果背景发生变化还应及时更新背景模型库，提前建立前景模型；

其次，应准确地设置背景减法。针对不同的安全等级要求，安防系统能设置相应的背景减法间隔时间，同时确定相对应的运算频率，当然间隔时间越小，安防系统的成本就越高；

最后，安防系统进行目标检测时会根据二值化的背景减图进行，并只检测背景减图中有用的数字图像，不同位置的摄像头有着各自的监控内容，其监控的危险目标也有很大差别，因此，应对每一个摄像头设备都进行目标检测预设工作[4]。

4 结语

通过以上的论述，我们对现阶段智能博物馆安防系统的现状研究、智能博物馆安防系统运行过程中面临的主要问题及数字图像处理技术在智能博物馆安全系统中的应用策略三个方面的内容进行了详细的分析和探讨。

数字图像处理技术在智能博物馆安防系统中具有重要的应用价值，其能够更加快速并且精准地处理数字图像，过滤无效信息，对博物馆及时处理各类突发事件具有很大帮助，大大提升了博物馆文化遗产的安全性。

[1]罗超. 技术推动新发展——智慧博物馆正向我们走来[J]. 中国公共安全，2017（07）：86-90.

[2]韩雯. 略论博物馆安防系统现状、发展趋势及应对措施[J]. 丝绸之路，2019（20）：60-61.

[3]张敏. 视频监控中运动目标检测与清晰化方法的研究[D].江苏大学，2017.

[4]尹子业. 智能视频分析技术在博物馆安防系统中的应用[J]. 电子科学技术，2018，04（04）：69-72.