智能监控与FSM技术解析

最新推荐文章于 2025-11-12 11:13:48 发布

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研究智能监控的原因

研究智能监控的原因主要有以下几点：

摄像机成本降低和小型化使其广泛使用，智能监控结合多学科研究，成为安全相关应用的重要问题。
安全问题与公共安全密切相关，政府重视恐怖袭击威胁，每个组织也关注资产安全。
存在对用于安全目的的远程监控系统的需求，包括：
- 交通应用（如机场、海上环境、铁路、地下和高速公路）
- 公共场所（如银行、超市、家庭、百货商店和停车场）
- 对人类活动的远程监控（如无人机系统）
- 在许多工业过程和军事应用中获取一定质量控制等方面。
智能监控的基本设备能有效监控广泛区域，便于安保人员工作，减少监控所需的监护人数量，有效降低安保人员的人力劳动。

有限状态机（FSM）的概念源于一门名为 形式语言理论 的数学分支。

FSM已被应用于需要识别或控制一系列步骤执行的场景中。

这些设备中均有有限状态机的应用。

在有限状态机（FSM）中，各概念的解释如下：

动作（Action） ：是在状态改变之前或之后执行的操作。通常由条件触发，通过进入新状态而发生。每个动作代表过程中的一种变化，这种变化可以是编程实现的（如定时器启动、计数器增加），也可以是基于硬件的（如执行器动作），一般有两种类型的动作用于描述状态的不同情况。
活动（Activity） ：是需要一段时间来处理的操作。在处理时间内，事件与它的状态相关联。
事件（Event） ：是在FSM中发生的情况，它会影响状态的转变。在监控数据捕获的情境中，监控事件是传感器数据的语义单元，用于描述物理世界和语义网络空间之间的联系。
对象（Object） ：是FSM中状态和动作所作用的实体。例如在门的FSM示例中，对象就是门，它具有打开和关闭等状态。
状态（State） ：描述了FSM的内部情况，基于过去的事件或实际输入，反映了系统从启动以来所发生情况的历史。FSM由有限数量的内部状态（或简单状态）组成，状态之间存在转换关系，每个状态在状态图中都有其自身的活动。

一般来说，JPEG图像压缩的步骤包括颜色空间转换、子采样、离散余弦变换（DCT）、量化、游程长度编码（RLE）等。具体如下：

首先将图像中的颜色表示从RGB转换为YCbCr。

对转换后的颜色空间进行子采样操作。

DCT是一种有损压缩算法，它将有限的数据点序列表示为不同频率振荡的余弦函数cos(n · θ)的和，其中n是频率。在JPEG中，DCT被成功应用，一些高频分量通常会被丢弃。

其1D-DCT变换的离散公式为：

$$ y(k) = w(k)\sum_{n=1}^{N}x(n)\cos\left[\frac{\pi(2n - 1)(k - 1)}{2N}\right] $$

其中 $ k = 1, 2, \ldots, N $，N是x的长度，x和y大小相同。w(k)根据k的值有不同的取值。

对DCT变换后的系数进行量化处理。

进行游程长度编码操作。

以下是这些概念在视频压缩中的解释：

MPEG - 1（1992） ：该视频压缩方案是为VCD格式设计的，数据流最高可达1.5Mbit/s。MPEG - 1的第3层被开发为著名的音频压缩格式MP3。它已应用于VCD播放器和娱乐行业，但其分辨率非常低。
MPEG - 2（1994） ：这是用于数字广播电视的视频压缩标准，比特率在1.5到15Mbit/s之间，是为DVD播放器设计的。
MPEG - 21（2002，9部分） ：该标准用于共享数字内容的数字权利、许可和限制，旨在用于版权保护。
MPEG - 4（1999，23部分） ：这是一种广泛采用的视频压缩标准，用于视频自适应编码，即先进视频编码（AVC），是为面向对象的复合文件等设计的。它是一种非常流行的视频标准，广泛应用于可视电话、互联网和移动多媒体通