为了攻克平安城市建设中视频监控系统存在的若干技术瓶颈，推动我 国安防行业标准化建设，提升视频监控行业整体发展水平，保障城市安全和 国家边海防安全。本成果在国家“863计划”项目、国防“十一五”基础科研 专项、国家重点新产品计划、国家火炬计划等20余个项目的支持下，历经十 余年，开展了平安城市建设中的突发事件智能感知、视频图像目标分类识别、 视频图像质量优化提升、海量视频联网共享等重大关键问题的理论研究和技术攻 关，突破了若干重大理论技术的关键问题和实际应用的瓶颈问题，取得了一系列 国际先进、国内领先的理论和技术成果。 本成果基于创新性的项目成果所研制的具有国际国内竞争力的应用装置、 系统和综合平台，不仅在2008年北京奥运会、2009年建国六十周年国庆阅兵、 2010年上海世博会等重大安保工程，重庆等14个省市自治区的70多个省市县公 安（分）局的平安城市应急联动防控体系建设，“XX”等4个军用机场和重 庆民用机场的内部或周界安全防护，以及上海市等省市的边防工作中做出突出 贡献，创造了巨大的社会效益和重大的军事效益。市场及经济效益分析： 本成果也实现了销售收入、利润、纳税额、创汇额的快速增长，为企业、 地方和国家创造了显著的经济效益。自2007年以来，本成果已陆续转化并应用 到项目完成单位的视频监控产品中，优化了产品结构，增加了视频监控系列产品 的附加值。一系列具有行业领先水平和国际市场竞争力的产品不断推出，为企业 创造了显著的经济效益。截至2012年，运用项目成果研制生产的海康威视智能视 频分析系统、网络硬盘录像机等产品，销售额连续三年保持高速增长，累计实现 销售收入近5.1亿元，利润近1.7亿元，创汇近0.13亿美元。杭州海康威视数字技 术股份有限公司亦因此获得“中国安防十大品牌”和“安防行业十大民族品牌” 评选第一名，成功入选“全球安防50强"并于2012年跻身全球前五名。根据世 界著名电子行业研究机构IMS最新调查结果显示，2012年海康威视在视频监控产 品领域全球市场占有率第一，数字录像机全球市场占有率第一。本成果的实施由重庆大学、杭州海康威视数字技术股份有限公司、中 国航天科工集团第二研究院、中国兵器工业第五八研究所组成的项目团队 共同完成。历经近十年，在国家“863”计划、国防“十一五”基础科研专 项、国家重点新产品计划等20余个项目的支持下，以“产学研”的合作形式， 通过联合攻关，突破了若干重大理论技术的关键问题和实际应用的瓶颈问题，取 得了一系列国际先进、国内领先的理论和技术成果。联合参与制定了国家、行业 和地方标准17项；获授权国家发明专利41项、软件著作权3项；荣获省部级科技 奖励9项；联合开发了以“多场景下目标监控接力追踪"等为代表的综合视频监 控系统，以及以国家重点新产品“矩阵式综合视频监控系统"为代表的多项具有 国际国内市场竞争力的视频监控产品；联合参与了重庆等多个地市的平安城市应 急联动防控体系顶层设计。

研究视频与图像的视觉特征表示与特定对象的视觉跟踪 和识别，分析视频结构化语义信息，综合视频与图像检索、 动作识别与行为分析、视频目标跟踪等技术，进而解决视频 与图像理解的难题。

成果与项目的背景及主要用途： 基于最大整体相似性的超像素网格，随着当今拍照设备像素不断提高，同时照片数量成几何级数增长，在图像中进行语义级别的快速目标定位已是当下热门问题。 技术原理与工艺流程简介： 快速的在输入图像里找到事先定义的目标物体，也是当今图像检索领域里面的一个核心技术。 如下图所示： (a) 图中人偶为用户定义的查询目标 (b) 图为待查询图像 (e)~(h) 目前现有方法的目标定位的结果及所用时间 (i) 我们的技术的图像定位效果和所用时间 （注：红色框出的部分为算法定位并分割出的结果） 算法在图像快速目标定位上：快！准！狠！ 

一、项目简介 激光扫描系统能够直接获取被测目标表面的三维空间坐标，具有采样密度高、点云分布密集等特点，正逐渐成为三维空间信息快速获取的主要手段之一，被广泛应用于文物保护、三维重建、数字地面模型生产、城市规划等领域。团队拥有世界上最先进的车载和静态地面激光扫描系统，具备在城市、海岸带、矿山等环境条件下获取三维点云数据的能力。通过研发点云分割、点云智能量测、三维目标提取、点云分析、三维场景

设计两个硅纳米棒作为超构表面的基本相干像素结构单元，从而实现光场透射的有效调控。通过独立控制两个纳米棒的转角，可以实现单层结构对振幅和相位的独立调控，从而能够在单层纳米结构上实现任意全息与平面图像的集成。更进一步，针对于彩色平面图像，可以通过硅纳米棒的尺寸（即单根纳米棒的长和宽）以及纳米棒之间的转角差的控制，实现对颜色HSB三参数的按需调控，从而将超构表面结构色的调控能力从二维的色度-饱和度平面，真正拓展到三维的色度-饱和度-强度空间 以上研究成果将丰富和拓展超构表面在图像器件方面的应用，比如实现有阴影信息的彩色图像打印，开发新型全彩平面与彩色全息图像的集成显示技术，研制基于平面和全息图像集成的纳米隐写信息安全技术等。同时，该工作中体现的相干像素设计理念也将对复杂光场调控问题提供新的解决思路和方案

设计了一种基于金属材料(金、银等)的三重旋转对称C3超构单元的超薄非线性光学超构表面。金属纳米结构的厚度仅为30纳米厚，像素单元为500纳米 x 500 纳米。这类光学超构表面包含具有旋转对称性的单元结构，因而在可见光或近红外照明下看上去均匀。然而，如果通过一对存在夹角的C3超构单元上倍频信号的干涉相消、相长原理，可将非线性倍频强度不同的图案或文字加密于其中。然后，采用飞秒激光照明（波长为1200nm-1400nm），隐藏的图像可通过二次谐波（SHG）成像过程被读取出来。这种新型的基于空间变化的光学干涉的非线性光学超构表面为多维度图像加密、防伪和无背景图像重建开辟了新的途径和思路。

水源图像检测和分类在监测和识别河流冰灾、洪水、垃圾污染和死水等方面有很多应用。然而，海水、河水、湖水和池塘这些称之为干净水源的图像，可能和一些污染水源的图像重叠，加之冰雪天气下水体结冰等因素的存在，使得水源图像分类的问题更加复杂。在这些情况下，精确的水资源图像检测和分类就显得至关重要。本项目基于RGB图像对水源进行分类，达到水污染检测的目的。本项目的创新点在于提出一种新的图像频率域分块方法，将图像之间的细微变化放大，有效地提取图像的纹理特征，区分污染水源图像和干净水源图像，并且对水体

Ø 基于内容的图像检索是近年来兴起的新技术，与传统的基于文字的检索相比，其直观、高效、通用等特点，受到了越来越多的重视。基于内容的图像检索的基本思想是通过分析图像的视觉特征和上下文联系来进行检索。通常图像的特征分为低层物理特征（如：颜色、纹理、形状、轮廓、图像内容的空间关系等）和高层语义特征（是人们对图像内容概念级的反映，一般是对图像内容的文字性描述）。基于内容的图像检索突破了传统的基于关键字的表达方式检索局限，直接对图像内容进行分析和特征提取，利用这些描述图像内容的特征建立索引。目前已经

该系统是与北大医学部物理教研室联合研制。涵盖了脉搏、语音等非电量的信号采集、频谱分析、分解与合成等功能；结合数字图像处理技术，进行傅里叶光学实验模拟。系统可完成多个设计性、创新性、趣味性的实验内容。 《脉搏语音图像分析系统》是与北京大学医学部物理教研室联合研制开发。 该系统涵盖了脉搏、语音等非电量的信号采集、频谱分析、分解与合成等功能；并结合数字图像处理技术，进行傅里叶光学实验模拟。 仪器可应用于开设“压力传感器测量脉搏”、“语音形态观测”、“数字图像的离散傅里叶变换”等多个实验，更能够让学生自主设计各类频谱滤波器，完成多个设计性、创新性、趣味性的实验内容。 系统特色： 1.  直观地展现语音、脉搏等生活中常见的信号,实现脉搏信号和语音信号的可视化； 2.  快捷地分析脉搏、语音信号的频谱构成、选频、重建； 3.  轻松地完成阿贝成像空间滤波物理研究性实验内容，以及数字图像的二维频谱分析、滤波、重建等功能； 4.  高灵敏度的采集探头对脉搏信号进行真实呈现，精确分析脉搏强度，实现科学定量地脉搏诊断。 功能模块 一、脉搏语音实验仪 二、信号分析软件 1. 脉搏信号测量分析测量脉搏波，并对脉搏信号作傅里叶频谱分析；并根据信号频谱图，进行原信号的分解以及合成还原。 教学应用： 可用于研究脉搏波的不同频率构成，通过任意分解和还原脉搏信号，分析不同频率对于脉搏图像的影响程度和变化规律。 2.  语音信号观察测量语音，并对语音信号作傅里叶频谱分析；在此基础上对原信号分解、合成、还原。 (1) 不同语音图像和频谱对比； (2) 分析同一实验者的不同音节，并进行信号的傅里叶变换，对比两段语音的时域差别和频域差别；(3) 分析不同实验者语音频谱，理解和掌握语音识别的原理； (4) 长时动态傅里叶频谱观察，进行长时间动态观察语音信号的时域图像和频域图像。教学应用：(1) 方便学生观察不同音节的语音形态，分析语音结构的细节特征；(2) 直观地反映语音信号在短时间内重复的周期变化，对不同类周期信号进行分析，研究类周期信号之间的异同点；(3) 对语音进行时-频分析，观察不同人、不同声音的频谱特征。 3.  多通道信号叠加分析 将多通道信号进行叠加,频谱分析、信号分解、分离和还原。将实验中多种信号通过传感器转换为电信号，接入外接通道，进行信号观察、检测和时-频分析。 教学应用： (1) 用标准信号进行实验分析，并与理论计算公式作对比，对傅里叶变换公式进行实验验证； (2) 根据实际需要，可以让学生设计测量各种物理量的传感器，直接输入到实验仪的外接通道，进行待测信号的测量。 4.  数字图像处理与光学实验模拟 观察黑白图片的二维傅里叶频谱，使用不同形状和参数的滤波器，对图像频谱进行低通、高通以及带通处理，对比处理后图像与原图的异同。 教学应用： (1) 将数字图像作为二维函数，通过傅立叶变换转换到频率域上，让学生根据具体需要，对频谱进行各种滤波处理，并将滤波后的频谱反变换，得到特定增强滤波处理后的图像； (2) 使用不同的图片模拟光学实验，进行空间滤波。无需到实验室搭建实际光路，就能够让学生观察到复杂的光学成像结果。 典型应用 教学中可开展的实验内容  1.压力传感器测量脉搏 压力的测量是各种测量技术中最常见的一种测量。本实验采用压电晶体式压力传感器测量脉搏波的波形及脉搏频率。 2.  语音形态观测实验由话筒采集语音信号，信号放大后输入计算机由数/模转换器转换为数字信号，经软件处理后显示在监视器上。实验中可通过观察同一人发不同音、不同人发相同音，理解语音识别的基本原理。 3.  傅里叶光学的空间频谱与空间滤波实验滤波器：低通滤波，高通滤波，带通滤波，自定义滤波器滤波 物屏：一维光栅滤波，二维光栅滤波， “光”字屏滤波。

产品详细介绍 多人面部识别 采用多人面部识别技术，可实现学生定位、教师跟踪和板书识别等多种教学场景的拍摄。 无需定位摄像头 高集成一体化，无需采用任何定位摄像头，识别率高出市场同类产品30%以上。 身高自适应系统 可以根据师生的身高，使用人脸检测技术，达到身高自适应。 板书伴随式跟踪 可根据教师书写板书位置，板书摄像机进行伴随式跟踪。突出教师书写重点，并且自动适应长黑板及推拉式黑板；采用肤色识别算法，自动屏蔽因转身等因素造成的板书识别，提高板书跟踪的鲁棒性。 景别全自动切换 配合导播规则，可实现教学过程全自动五机位景别智能切换。无限接近专业人工拍摄手法，杜绝摄像机的转动、变焦等垃圾镜头。 零配件自动跟踪 整套系统无需借助其他配件来实现跟踪效果，环境光源自适应，教师在授课时候始终处在图像跟踪定位范围内，保证图像跟踪。