引言
油田肩負(fù)著維護(hù)國(guó)家權(quán)益的重要職責(zé)，需要充分利用視頻監(jiān)控技術(shù)的管理作用。近年來(lái)，監(jiān)控設(shè)備數(shù)量的不斷增加，設(shè)備工作環(huán)境的復(fù)雜多樣，對(duì)視頻監(jiān)控提出了新的要求。目前數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流，尤其是在油田視頻監(jiān)控體系中，越來(lái)越發(fā)揮著不可替代的作用。
它通過(guò)先進(jìn)的圖像數(shù)字壓縮技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的圖像模擬傳輸?shù)姆绞剑軌蚍浅：?jiǎn)單地做到異地存儲(chǔ)和系統(tǒng)擴(kuò)展，同時(shí)配合智能化的數(shù)字視頻軟件，能夠最大限度地發(fā)揮數(shù)字技術(shù)
的優(yōu)勢(shì)，做到視頻人工智能化，節(jié)省了大量人力資源和成本，并且提高了監(jiān)控的效率與可靠性，對(duì)于油田的安全運(yùn)行及管理提供了重要的保障。

1 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)功能
數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)就是由控制器通過(guò)對(duì)攝像機(jī)獲得的圖像進(jìn)行一定的分析，假如監(jiān)視者所關(guān)心區(qū)域的畫(huà)面發(fā)生變化（比如有人經(jīng)過(guò)，亮度值突變等），系統(tǒng)將及時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，從而提醒監(jiān)視者注意。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)能夠有效防盜、防火。 眾所周知，在油田生產(chǎn)中，假如能夠提前幾十秒甚至十幾秒發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)處理，對(duì)安全生產(chǎn)的幫助作用是難以估量的。常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)功能算法主要是時(shí)間差分法。時(shí)間差分（又稱相鄰幀差）方法充分利用了視頻圖像的特征，從連續(xù)得到的視頻流中提取出所需要的動(dòng)態(tài)目標(biāo)信息。在一般情況下采集的視頻圖像，若仔細(xì)對(duì)比相鄰兩幀，可以發(fā)現(xiàn)其中大部分的背景像素均保持不變，只是在有前景移動(dòng)目標(biāo)的部分相鄰幀的像素差異比較大。時(shí)間差分方法就是利用相鄰幀圖像的相減來(lái)提取出前景移動(dòng)目標(biāo)的信息的。假如運(yùn)動(dòng)的物體在場(chǎng)景中出現(xiàn)后不再移動(dòng)的話，該方法將視其為場(chǎng)景中的一部分，不再進(jìn)行提示。

2 智能視頻監(jiān)控的關(guān)鍵問(wèn)題
主要問(wèn)題如下：
（1）對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行快速檢測(cè)、跟蹤，分類及識(shí)別實(shí)時(shí)魯棒的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)技術(shù)。
（2）基于移動(dòng)攝像機(jī)的視頻監(jiān)控。
（3）檢測(cè)異常事件、對(duì)未來(lái)事件進(jìn)行預(yù)測(cè)及報(bào)警。
（4）非接觸式身份識(shí)別。
（5）運(yùn)動(dòng)分析以及行為理解。

3 智能視頻監(jiān)控中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法分析

3.1 相鄰幀差法
在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)中最常用的算法是相鄰幀差法。該方法處分前景和背景圖像是利用處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體在圖像序列相鄰兩幀圖像中出現(xiàn)比較明顯的差值圖像實(shí)現(xiàn)的。
相鄰幀差法基本要求：目標(biāo)區(qū)域內(nèi)噪聲較小，速度不為0，亮度變化明顯，背景基本無(wú)變化。采用相關(guān)方法來(lái)補(bǔ)償全局運(yùn)動(dòng)，如坐標(biāo)變換法、塊匹配法區(qū)域差分雙差分，雙差分法等。雙差分法主要利用噪聲在時(shí)間域上表現(xiàn)為難重復(fù)，孤立噪點(diǎn)采用相乘處理來(lái)消除。

3.2 光流法
光流是空間運(yùn)動(dòng)物體被觀測(cè)面上的像素點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)速度場(chǎng)，包含了物體結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)行為重要信息，光流通常通過(guò)相機(jī)運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)或兩者同時(shí)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。
光流法主要分為三類：基于頻域的方法、基于梯度的方法和基于匹配的方法。
（1）基于頻域的方法。
（2）基于匹配的方法。
（3）基于梯度的方法。

4 智能視頻監(jiān)控技術(shù)在數(shù)字油田中的典型應(yīng)用

4.1 遠(yuǎn)程操控石油開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守
很多油氣田的位置較為偏遠(yuǎn)，工作環(huán)境極其艱苦，且很多重點(diǎn)油氣井的開(kāi)采任務(wù)繁重，安全生產(chǎn)一直無(wú)法得到充分保證。運(yùn)用先進(jìn)的智能監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)油氣開(kāi)采的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于系統(tǒng)發(fā)生的各種異常情況，監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)定位設(shè)備異常位置，對(duì)設(shè)備異常情況進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和分析，并通知相應(yīng)的技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)備檢修，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控和集中控制。對(duì)于高危項(xiàng)目的開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像采集，對(duì)于單井還可以運(yùn)用固定焦距和固定位置的攝像設(shè)備采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)授權(quán)情況對(duì)站點(diǎn)、井場(chǎng)等機(jī)型遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以在減少勞動(dòng)力數(shù)量的情況下提升監(jiān)控質(zhì)量，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

4.2 數(shù)字化集氣站代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作集氣站
在集氣站、材料存放區(qū)、發(fā)電機(jī)房和中心控制室等安裝全景攝像機(jī)，對(duì)關(guān)鍵區(qū)域如中心控制區(qū)等設(shè)置不明人員闖入的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并在集氣站圍墻上安裝入侵探測(cè)器系統(tǒng)，可以全面監(jiān)控人員出入與設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)異常情況進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和報(bào)警，并為警衛(wèi)部門的工作提供錄像支持。

4.3 遠(yuǎn)程門禁控制系統(tǒng)
我國(guó)大多數(shù)石油開(kāi)采公司均引進(jìn)了先進(jìn)的智能門禁系統(tǒng)，內(nèi)部人員可以通過(guò)刷臉或指紋等開(kāi)門進(jìn)入，基本實(shí)現(xiàn)了與外來(lái)人員的可視對(duì)講以及大門開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程控制。智能門禁系統(tǒng)采用磁力鎖控制大門，當(dāng)有外來(lái)人員非法闖入或內(nèi)部人員不按規(guī)定刷卡、刷臉時(shí)立即啟動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行聲音提示，并自動(dòng)記錄采集的視頻和圖像信息。

4.4 智能視頻告警
通過(guò)攝像機(jī)對(duì)生產(chǎn)區(qū)的油管，泵渠等重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視，后端平臺(tái)通過(guò)前端的監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)的捕捉錄像并對(duì)錄像進(jìn)行分析，分別對(duì)生產(chǎn)區(qū)可能出現(xiàn)的漏油、火焰、煙霧等各種告警信息的目標(biāo)屬性，運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并把分析到的告警信息及時(shí)的進(jìn)行反饋，提醒監(jiān)控人員進(jìn)行及時(shí)處置。

4.5 智能溫度告警
在現(xiàn)有電氣化設(shè)備基礎(chǔ)上再增加一些高精密的物理檢測(cè)設(shè)備以確保生產(chǎn)區(qū)安全的手段并非良方，雖然物理檢測(cè)手段可以獲取各類有效數(shù)據(jù)信息，但與此同時(shí)也增加了生產(chǎn)區(qū)域的潛在危險(xiǎn)源。建立一套基于視頻的智能化分析系統(tǒng)則可以在詳細(xì)獲取有效數(shù)據(jù)的同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)安全不會(huì)造成過(guò)多的安全隱患。通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)分析視頻（可見(jiàn)光及紅外）圖像， 識(shí)別生產(chǎn)區(qū)中的溫度異常升高、煙霧、火焰等現(xiàn)象，自動(dòng)報(bào)警。

5 結(jié) 論
智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)在加快國(guó)內(nèi)油田業(yè)務(wù)領(lǐng)域的信息化建設(shè)還有提高企業(yè)整體管理水平方面具有重要意義。針對(duì)油田不同的特點(diǎn)，以及考慮相關(guān)費(fèi)用，采用具有較高精度的目標(biāo)檢測(cè)算法，并應(yīng)用相關(guān)的硬件設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)件，并且提出合理化的組網(wǎng)方案。為了加快國(guó)內(nèi)油田數(shù)字化建設(shè)的進(jìn)程，需要著重研究視頻檢測(cè)系統(tǒng)所獲取的數(shù)據(jù)如火如荼來(lái)對(duì)事件進(jìn)行評(píng)估，以及保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性。