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视频监控论文大全11篇

时间:2023-03-06 16:01:41

视频监控论文

视频监控论文篇(1)

全天候对客运售票、进出站、站台组织、平交道口等关键岗位进行适时监控,发现生产过程中存在的违章违纪现象,及时纠正,降低了较大生产事故发生的可能性。

2)具有调查取证功能。

对旅客和铁路工作人员之间的票款交易、服务过程进行记录并储存,一旦发生纠纷和事故,方便调查取证,还原真相,有助于实事求是的处理问题。

2客运视频安全监控系统的主要效果

1)旅客投诉及违章作业明显减少。

一线人员文化层次、脾气秉性、工作态度各有不同,现场远程视频监控的设置,施加了强大的心理压力,在很大程度上提高了职工的责任心、自控力和工作积极性。

2)管理监督效果明显提高。

监控系统通过不同客运生产处所的摄像机,将现场的视频画面集中传送到监控室,管理人员不用亲临现场就能同时对多处生产现场实时监督和管理,真实掌握一线客运职工的工作动态,监控效果更为明显,提高了工作效率。

3)便于调查和明确事件主体责任。

由于生产过程录像被存储备份,即使发生了一些不可预测的服务纠纷、物品被盗、运输安全事件,也便于在发生以后第一时间内还原真相,明确主体责任,找出发生的原因,快速解决问题,避免今后类似事件的重复发生。

4)降低客运管理成本。

远程视频监控减少了客运专业人员的劳动强度,节省了大量的外出费用,同时也可以节省工作时间,有效降低了各种支出成本。

3视频监控系统在现实应用中存在的问题

1)硬件建设范围不普及。

虽说建立了部分客运视频监控系统,但实事求是的说,该系统还处于初级阶段,离全方位、立体化监控还有很大差距。主要表现在:在担当的客车上、客流量较小的客运站以及客运站一些偏远关键岗点还未纳入视频监控系统;视频安全监控系统的画面质量、音频效果还需要提高。

2)监控队伍知识不熟练。

在现实中,客运使用人员对监控系统原理、设备构造知识掌握少,操作、维修能力不强,一旦发生设备问题,不能及时解决,恢复正常;维修主管人员客运专业知识不了解,对监控关键岗位、人员、时间把握不准,日常维护维修有时影响正常使用。

3)设备管理体系不完善。

铁路视频监控系统涉及众多业务部门,包括公安、运转、客运、货运等部门。由于专业分割明显,关联度较低,功能侧重点也不同,加之投资采取“谁投资、谁负责”的原则,因此网络互联不充分,资源不能进行最大化整合,共享程度不高。同时监控方法不科学,主动性差,侧重事后监控。

4视频监控系统在客运管理实践中的有效应

视频监控系统只是为客运管理提供了一个平台和手段,其效果的发挥最终还是要依靠各级管理人员和监控人员的主观能动性。

1)建设一系列完整的视频监控系统。

客运视频监控系统尚处于初级阶段,系统建设还很不完整、完善。当务之急是提高科技保安全意识,开拓思路,加大投资。要联合信息管理部门,组织开发担当客车车内、车外视频监控系统,对车内秩序、车门管理、乘务室、行李架码放、车外两侧进行全天候监控;对所有客运站站台、进出站通道、查危作业以及客运站的平交道口等偏远、关键岗位安装视频监控系统,实现全方位监控;联系调度监控室,进行沟通协调,实现与行车安全监控系统的并网,统一管理、协调、合作,实现立体综合监控。

2)打造一支精练的视频监控队伍。

有了先进的视频监控设备,并不一定有先进高效的客运管理成绩。这就要求我们对操作视频监控系统的工作人员进行视频监控系统的有效及时的培训。只有我们工作在一线的监控工作人员业务精通、责任心强,才能在我们的实际监控工作当中掌握监控操作技巧,善于发现各种问题,并且及时纠正各种违反我们铁路管理制度的行为,使我们的视频监控系统充分发挥先进的,科学的管理作用。

3)建立一套科学的视频监控方案。

要对所有客运站、担当客车进行实时监控,工作量很大,如果不建立一套科学的监控预案,不仅监控人员忙不过来,而且监控效果也犹如大海捞针,不能随时掌握和发现问题。因此还要建立一套科学、合理、适合现场实际需要的监控方案。比如,不同客运站监控重点不一样,客车、客运站监控内容不一样,对恶劣天气下的监控要求不一样,对关键岗位、关键时间段的监控频率不一样,对重点车站、重点人员的监控要求也不一样等。在制定监控方案中要注意掌握监控规律,提高监控效率。

4)形成一条环环相扣的管理链条。

要建立专门组织机构,明确职责范围和岗位程序、标准。要建立视频监控系统使用管理办法,包括系统管理、使用、量化指标及考核、系统维护、资料保管等内容。实行监控日志制度,监控中心在监控过程中发现客运人员违章行为,除第一时间向当事人发出警示信息外,还要向所属车站、车间值班干部通报,以便及时消除安全隐患。同时还要将当天所有客运违章行为、设备的不正常情况汇总,书面通知业务科室和值班段领导。车站、车间接到违章通知后,及时整改并反馈有关信息。建立视频监控系统基础资料,包括例会总结分析制度、提前预警制度等,通过这种环环相联的管理链,保证现场违章行为得以及时发现和查处纠正。

视频监控论文篇(2)

中图分类号: TN911?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2017)13?0034?04

Abstract: For the storage, browse and retrieval problems existing in massive surveillance video, a hierarchical summary generation algorithm suitable for massive surveillance video is proposed. The generated hierarchical video summary with small size is ranked according to the content importance to save the summary storage space of the massive surveillance video, and improve the browse and retrieval speed of the massive surveillance video. On the basis of the summary generation algorithm of massive surveillance video, a Hadoop?based hierarchical summary generation system of massive surveillance video was designed, which can provide the distributed storage and parallel computing environments for summary generation of massive surveillance video, and solve the storage problem and improve the system computing speed further.

Keywords: massive surveillance video; hierarchical summary generation; compressed domain; key frame

0 引 言

随着物联网技术的普及和平安城市、智慧城市的推进,商场、道路、学校、工厂、家庭中使用了大量视频监控设备,产生了海量的监控视频,如何实现海量监控视频的快速浏览,以及在海量视频中快速检索出需要的视频资料,已经成为急需解决的问题。引入视频摘要技术,分析视频的内容与结构,从原始视频中提取出关键信息,浓缩成可充分体现视频语义内容的视频摘要并构建概要生成系统已经成为一个研究热点。文献[1]对原视频中的活动事件进行提取,采用空间叠加的方式将不同时间段的活动事件压缩到一个短视频中,短视频包含原视频的所有活动事件,通过浏览短视频达到快速浏览原视频的目的。文献[2]对面向云平台的视频摘要技术进行研究,基于贪心算法和遗传算法提取监控视频摘要,并利用云端进行存储。文献[3]提出一种基于运动人体检测的视频摘要算法,从运动区域底层特征出发,将HOG特征和LBP特征结合,并通过PCA降维,最终改进了基于HOG特征的人体检测算法。文献[4]研究了交通监控视频摘要生成技术,将人们关注的交通事件定义为异常事件,对给定视频中的视频帧提取特征结合带隐变量的支持向量机逐帧检测视频中的目标,匹配检测结果得到视频中的运动轨迹,将其表示为运动事件,分析其中异常事件的特点,结合Bootstrapping的随机森林模型做分类,完成基于关键区域的视频摘要提取算法[4]。

监控视频除具有海量的特点,还存在信息冗余多,超过70%上的冗余;信息密度底,连续不间断监控过程中可能有用的数据仅仅有一两秒;需要的处理速度快,遵循“1 s定理”;在监控视频摘要的使用方面,浏览和检索通常按照摘要排列的顺序从前往后,找到目标内容后,浏览、检索即可停止。根据以上监控视频及摘要使用特点,本文面向压缩域提出了一种分级摘要生成算法,生成空间占用少、查询效率高的静态视频摘要,将关键帧按照重要程度从高到低顺序排列,生成分级视频摘要;在分级摘要基础上,基于Hadoop设计了一个海量监控视频分级摘要生成系统。

1 海量监控视频分级摘要关键技术

视频信息有着独立的结构。一般说来,组成一段视频的单位依次为场景、镜头、视频帧。视频摘要是指利用计算机技术分析视频结构、理解视频内容,并从原始数据中选取具有代表性的、有意义的部分,将它们以某种方式组合并生成紧凑的、用户可读的原始视频的缩略[5]。视频摘要分为静态视频摘要和动态视频摘要两种。静态视频摘要主要分析视觉内容,不考虑音频信息,它的建构与表现都相当灵活,占用更少的存储空间,可以更灵活的组织以用于浏览和索引。在静态视频摘要生成系统中要着重解决镜头分割、关键帧提取、数据冗余处理几个方面的问题。

1.1 面向压缩域的镜头分割与关键帧提取

在H.264国际标准中,视频在传输、存储中均采用压缩形式。面向非压s域的镜头检测和分割方法在对视频进行计算前需要解压缩,计算完成后传输前又要进行压缩,尤其是在面对海量数据时,对速度影响较大。面向压缩域的视频镜头检测和分割算法直接从压缩视频数据流中提取用于镜头分割的特征,省去解压步骤,加快了检测速度。

1.1.1 帧的分类

在H.264国际标准中,视频帧被分成一个个的组(Group of Picture,GoP)。压缩编码时,视频帧序列被压缩成为帧、帧或者帧。帧又称为内部编码,通常是每个GoP的第一个帧,它是一个全帧压缩的编码帧,仅用帧的数据就可重构完整图像完成解码[6];帧被称为预测编码,需要参考前面的帧完成解码;帧被称为双向预测编码,需要参考前后的帧完成解码。

1.1.2 DCT变换

DCT(Discrete Cosine Transform)编码属于正交变换编码,主要作用是将图像矩阵的时域信号变换到系数空间的频域信号上。正交变换前后图像的信息量没有损失,所以可以通过反向变换得到原始图像。由于在空间上相关性强的信号变换到频域上之后,某特定区域的能量常常被集中在一起,所以图像经过变换后,对大多数图像,将原空间的图像数据在新的空间中得到集中,而且大多数变换系数很小,很多接近0,所以只要删除接近0的系数,粗量化较小的系数,将包含图像主要信息的系数保留,就能实现压缩编码。解码时,因为主要信息得以保留,所以图像基本不会失真。

由于对整个图像进行DCT变换计算量太大,所以通常将图像分解为8×8的子块。先对8×8个子块进行余弦变换后得到8×8个变换系数,其中集中在左上角的是低频分量,数值最大的元素在第一行第一列,叫做DC系数,即直流系数,反映8×8图像子块的平均值,其他63个元素是AC系数,即交流系数。得到AC和DC系数后,再依据压缩需求选取DC系数和部分AC系数进行量化,最后将变换得到的量化DCT系数进行编码和传送,完成图像压缩。解码时,先解码DCT系数,然后求逆,并转化为8×8样本像块(使用二维DCT反变换),最后将这些块组合在一起还原为单一图像。

1.1.3 面向压缩域的镜头分割与关键帧提取方法

根据MPEG压缩域国际标准,帧是基础帧,蕴含了视频的主要信息。帧在压缩域体现为DCT系数,DCT系数中的DC系数是视频的主要信息携带者[6]。一方面由于人的视觉系统不是对任何变化都能感知到,另外一方面,海量监控视频摘要分析是对视频的一种近似智能化分析与处理,视频分割允许一定范围内的误差,所以认为在镜头分割时可以首先在MPEG压缩域中提取帧,然后在帧中提取DC系数,满足镜头分割的需要。

1.2 分级摘要生成

粗糙集RS(rough sets)理论由波兰学者Pawlak在1982年提出[7],是一种刻画不完整性和不确定性的数学工具,能有效地分析和处理不精确、不一致、不完整等各种不完备信息,并从中发现隐含知识,揭示潜在规律[8]。

知识库中的知识并非同等重要,有很大一部分是冗余的。属性约简是粗糙集理论的核心内容之一,其主要思想是:在保持相对分类能力不变的条件下,删除那些冗余的、不必要的属性,以达到知识简化的目的[9]。视频数据是非结构性数据,冗余数据量大,尤其是监控视频大约占到总体数据70%以上,大量冗余数据制约了监控视频分析技术的性能、结果,对监控视频数据的约减、去冗是监控视频数据处理不可缺少的部分。使用粗糙集理论可以在不需要先验知识的前提下,对属性进行划分,可大大消除冗余数据,并在此基础上进行信息系统模型的建立及后续工作。

核代表了信息系统中不可约简的属性,对应到视频序列为不可约简的视频帧,即关键帧。由于重要的镜头总是要以更多的冗余帧来体现,因此,冗余的帧越多,说明镜头的内容越重要,即视频的重要程度与冗余的帧成正比。据此,可根据约简的帧的数目给视频内容排序,依据排序后的结果即可产生分级的视频摘要。用户根据需要g览、检索生成的视频摘要,排在前面的总是最重要的内容。

2 海量监控视频分级摘要生成算法

在对系统关键技术分析的基础上,设计海量监控视频摘要生成系统的模型为:原始监控视频流提取帧提取帧DCT系数提取DC系数聚类视频流镜头依据镜头的DC系统构造信息系统依据粗糙集理论对信息系统进行约简产生没有冗余的帧根据约简数目排序产生分级视频摘要。如图1所示。

Step1:提取DCT,DC系数

在压缩域中,帧携带了主要信息。在帧的DCT系数中,DC系数代表了最多的信息量。直接在原始压缩视频流中提取帧,并且依次提取DCT系数与DC系数。其过程可表示如下:

式中表示原始视频序列。

Step2:数据预处理

DC系数携带的信息完全可满足视频分割需要,但由于视频数据存在巨大的数据冗余,因此,在使用DC系数进行分析处理前,必须进行数据预处理,尽可能减少冗余数据,提高数据分析的实时性。

Step3:镜头分割

每个镜头包含有若干连续的图像帧,它是视频结构化的基础物理单元。进行聚类分析与关联分析,根据视频相邻帧之间数据的相关性将视频帧划分到对应的镜头,为下一步摘要的生成提供科学依据。其过程可用式(4)~式(6)表示:

Step4:视频摘要提取

首先根据式(3)的结果建立信息系统模型,引入粗糙集理论进行约简,最后依据约简结果排序,产生面向用户的分级视频摘要。

3 海量监控视频分级摘要生成系统

3.1 Hadoop技术

Hadoop是由一系列的软件库组成的框架。这个框架适合用作大数据处理,其中分布式文件系统HDFS(Hadoop Distribute File System)是Hadoop的基石,负责数据存储。HDFS中的节点分为两类:名字节点(NameNode)和数据节点(DataNode)。其中,名字节点负责存储文件系统的元数据,存储文件与数据库映射,提供文件系统的全景图,数据节点负责存储块数据。HDFS具有高效、高可靠、可伸缩、易于访问等特点,为PB级海量数据提供存储,以并行的方式工作,自动保存数据的多个副本,自动将失败的任务重新分配,以流的形式访问文件系统中的数据,能有效解决监控系统负载过重、容灾能力弱、扩展能力弱等问题。Hadoop框架中另有其他专门模块负责计算、资源管理等。

3.2 海量监控视频分级摘要生成系统总体设计

监控视频的分级视频摘要主要用作海量监控视频的快速浏览、检索,要进行案件侦破、事实还原,原始视频必不可少,孤立的视频摘要和原始视频意义不大,故海量视频摘要生成系统在设计时还要同时考虑原始视频的收集和存放、浏览等问题。鉴于此,基于Hadoop建立海量视频分级摘要生成系统,可实现海量监控视频及分级摘要分布式存储,摘要生成,视频浏览的并行处理等。系统具体设计如图2所示。

海量监控视频分级摘要生成系统分为海量原始监控视频生成子系统、海量监控视频分级摘要生成子系统、海量监控视频存储子系统、海量监控视频浏览子系统,共4个子系统。

海量原始监控视频生成子系统从摄像头采集数据,并压缩成符合H.264标准的原始监控视频。海量监控视频分级摘要生成子系统使用本文提出的算法生成海量监控视频分级摘要。海量监控视频存储子系统存储原始监控视频和生成的分级视频摘要,是一个HDFS。其中,视频管理服务器是名字节点,管理原始视频和视频摘要的存储位置,原始监控视频和监控视频分级摘要存储在数据节点中。海量监控视频浏览子系统提供监控视频分级摘要和原始监控视频的浏览功能。由于本文提出的海量监控视频分级摘要生成算法建立在H.264压缩域基础之上,所以在4个子系统间流动的也是符合H.264标准的压缩文件。因为HDFS没有视频文件处理能力,给客户端浏览带来不便,所以系统必须添加一个流媒体文件服务器,以便HDFS中的视频文件能够被处理和观看。

系统运行时,海量原始监控视频生成子系统将获取的原始监控视频存入海量监控视频存储系统;海量监控视频分级摘要生成系统从海量监控视频存储系统获取原始监控视频,生成分级视频摘要,然后将生成的分级视频摘要存储在海量监控视频存储系统中;海量监控视频浏览系统按照用户的需求调用监控视频分级摘要或原始监控视频进行浏览。

4 结 论

对H.264标准压缩域视频结构进行分析,通过提取DCT系数、DC系数,对压缩域的帧进行聚类,建立信息系统,通过粗糙集理论去除冗余,提取关键帧的方法生成监控视频分级摘要,使用内容分析的方法克服传统摘要提取的随意性、主观性、片面性,生成的摘要占用存储空间小、浏览和检索效率高。并在此基础上设计了一个基于Hadoop集群的海量监控视频分级摘要生成系统,从系统架构的角度进一步解决海量监控视频存储问题,提高海量监控视频分级摘要生成系统的运算速度。目前,该摘要生成系统还没有包括摘要信息检索功能,后续将在这个方面继续努力。

参考文献

[1] 周小龙.监控视频摘要生成技术的研究与实现[D].重庆:重庆大学,2010.

[2] 杨军杰.面向云平台的视频摘要技术的研究与实现[D].北京:北京邮电大学,2014.

[3] 张慧.基于运动人体检测的监控视频摘要[D].合肥:安徽大学,2014.

[4] 袁冠红.基于异常事件检测的交通监控视频摘要[D].杭州:浙江大学,2015.

[5] 王娟,蒋兴浩,孙锬锋.视频摘要技术综述[J].中图象图形学报,2014(12):1686?1695.

[6] 李向伟.压缩域视频检索与挖掘关键技术研究[D].兰州:兰州理工大学,2010.

[7] PAWLAK Z. Rough sets [J]. International journal of computer and information science, 1982, 11(5): 341?356.

视频监控论文篇(3)

 

一、概叙

众所周知,视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。毕业论文,视频监控软件。

在2000年以前,主要是以模拟设备为主,含摄像机和磁带录像机的全模拟电视监控系统,称为第一代模拟监控系统;这一阶段监控系统中基本不使用视频监控软件。

2000年以后到现在,随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展,人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和压缩处理,利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示,从而大大提高了图像质量,由于传输依旧采用传统的模拟视频电缆,所以就叫着第二代半模拟半数字本地视频监控系统;这一阶段使用的监控软件基本上都为PC单机DVR软件。

从2004年开始,随着网络带宽的提高和成本的降低、硬盘容量的加大和中心存储成本的降低,以及各种实用视频处理技术的出现,视频监控步入了全数字化的网络时代,由于它从摄像机或网络视频服务器下来就直接进入网络,以数字视频的压缩、传输、存储和播放为基础,依靠强大的平台软件实施管理,所以称之为第三代全网络视频监控管理系统。毕业论文,视频监控软件。在第三代视频监控系统中,视频监控软件是必不可缺的,普通用户需要使用视频监控软件进行日常的监控功能应用,系统管理员更需要使用视频监控软件对监控系统中所有的硬件软件资源进行全面的管理和维护,可以毫不夸张的说,视频监控软件是第三代视频监控系统的核心。

二、现状

现在国内视频监控市场中存在两种类型的视频监控软件,一种免费的视频监控软件,由监控设备制造商免费提供;另一种是专业的视频监控软件,由专业的视频监控软件开发商收费提供。近几年来,虽然市场中各品牌的专业视频监控软件已经很成熟,但是在全国却没能够普及,国内大多数的视频监控系统仍然在使用免费的视频监控软件,主要原因有以下两点:

1、中国的监控工程地域性太强

每个地区的监控工程通常都是由本地的工程商进行设计、施工和维护的,一般的工程设计时就只是以本地区监控为目标,不会考虑以后接入上级地区监控的扩展,所以各地区使用监控设备的类型都是各不相同的,而且由于一般的地区监控工程都只是小型的监控工程,监控的范围和设备的数量都有限,使用监控设备厂商提供的免费本地监控软件就可实现日常的基本监控需求。

2、监控工程商“重硬轻软”的思想难以改变

造成这样的结果,是一个意识形态的问题,对软件缺乏足够的认识。毕业论文,视频监控软件。监控工程所用的硬件包括摄像机、视频服务器、硬盘录像机、云台、视频矩阵、报警主机等,这些东西是有形的,实实在在摸的着看得到的,而对于它们的价值是可以评估的。但是对于软件就比较抽象了,它是无形的东西,看不到也摸不着,只有我们用电脑监控视频、回放录像、控制云台等,才会感觉到他的存在,再加上硬件设备厂商通常都会免费提供一些软件,因此很多监控工程商总是认为,只有硬件才需要付出成本,而软件则是免费享用的午餐。

在中国的许多安防专业媒体中,每天充斥着的几乎都是某某厂商什么新的硬件产品,具体参数是什么,并列出同类产品的对比参数。而这类网站也往往相当的火爆,在讨论硬件的产品的同时,却鲜有媒体和网站讨论哪款软件如何如何。这反映出来的是整个社会对于软件的意识形态,软件并未受到应有的重视。

综合以上两点,就不难理解监控工程商为什么不愿意花钱购买功能更强大的专业视频监控软件了。

但是随着市场需求的不断变化、网络技术的飞速发展和人们的安全意识逐步提高,城市以及全国这样的大型监控联网应用需求越来越多,目前国内正在兴起一股应用全网络监控系统的热潮,尤其是在机场等大型市政项目,城市的综合治安管理平台等等,所以大力推广和应用专业监控软件是目前监控终端生产商的首要任务。无论是远程还是本地的大中型监控系统都需要一套完全整合的解决方案。但是传统的模拟方式和免费的本地监控软件都不能很好的解决大中型监控系统的问题,如机场监控,银行监控,大型小区,智能大楼,学校,还有一些诸如边防,基站监控等远程应用。

三、技术分析

现在市场中已有的免费视频监控软件主要有以下几个缺点:

1、采用的是本地单机软件架构

单机软件最大的缺点就是部署、管理和维护困难,由于没有服务器,所有的配置信息都只能保存在本地,每添加一个监控客户端都需要重新进行一次配置,在监控客户端很多的情况下工作量极大,并且如果软件需要升级时,必须在每个监控客户端都重新进行安装和配置。毕业论文,视频监控软件。另外在对监控客户端进行管理时也会有很多问题,由于没有管理服务器,根本无法确切的知道当前有多少监控客户端在运行,当设备资源发生冲突时也没有办法解决,如多个监控客户端同时操作一个云台时。

2、只支持特定的监控设备

免费视频监控软件都是由硬件设备厂商提供的,按照惯例,硬件设备厂商自然不希望出现客户只使用其提供的免费软件而不购买硬件设备的情况,所以免费的视频监控软件都只能支持其硬件设备厂商一家的监控设备。毕业论文,视频监控软件。这样就使得监控工程系统的兼容性和扩展性非常差,一旦需要添加不同厂家的监控设备,或与其他监控工程系统进行互联的情况,就必需使用多个视频监控软件,各种的软件使用各种的设备,这样将使得系统的使用、管理和维护进一步变得困难。毕业论文,视频监控软件。

3、功能相对较弱

由于是免费的软件,不能给设备厂商带来直接的经济效益,鲜有设备厂商为免费软件进行太大的投入,所以免费软件一般都只能实现基本的实时视频播放、录像回放、云台控制等功能,并且还有技术支持差、软件的更新速度慢、扩展性不强等问题。

综合以上几点可以得出,免费视频监控软件只适合于监控设备种类单一、设备数量不多、监控客户端少和只需要用到基本的监控功能的小型监控系统。

四、解决方案

要解决大中型监控项目中存在的监控范围广、设备种类繁多、设备数量多、监控终端多、用户管理困难、使用过程中的扩展等多种需求问题,就必须使用由专业视频监控软件开发商提供的专业视频监控软件。

新的网络视频监控管理系统是结合了现代音、视频压缩技术、网络通讯技术、计算机控制技术、流媒体传输技术,采用模块化的软件设计理念,将不同客户的需求以组件模块的方式实现;提供为不同用户订制的多种组件模块组合,最大限度满足客户的需求。提供了强大的、灵活的网络集中监控综合解决方案。

本系统采用最新的.Net、WebService、XML等技术,使用(C/S)客户端/服务器架构、分布式组件进行设计,具备专业化、个性化、人性化的软件功能,它从可操作性、可定制性、兼容性、稳定性等方面直接影响集中监控系统的应用。

五、结语

对用户而言,免费软件确实是低成本方案,但是我们应该认识到,不仅仅是硬件是商品,软件也是实实在在的产品。软件是电脑能够存活的血液,我们所需要的数据、信息,都是通过软件而获得。相对而言,电脑仅仅是一个工具,一个我们工作和娱乐的工具,软件才是关键的东西。我们需要做的是改变“重硬轻软”的思想。

视频监控论文篇(4)

一、工程概述

天津市文化中心交通枢纽工程西临友谊路,北临乐园道,包括地面公交枢纽场站、轨道交通地铁5号线、6号线、10号线、Z1线车站、区间及其相邻的地下商业及停车库等。建成后的文化中心交通枢纽将长期的服务于天津文化中心区域,极大的缓解了文化中心区域的交通压力,为市民参加各文化场馆活动和休闲娱乐提供了便利。

二、系统简介

视频监控系统是文化中心交通枢纽弱电系统中一个重要子系统,地下空间商业街中设置全覆盖的视频监控系统,是实时监视地下空间通行状况和强化管理的有力手段,并且在地下空间的安全、防灾、救援指挥中发挥重要作用。目前,视频监控系统的分为两种方式:1.模拟设备为主模拟监控系统。2.数字化的视频监控。由于文化中心交通枢纽项目是天津市的重点项目,在满足功能需要的同时,经济、实效、先进的构建视频监控系统就成为了重中之重。

三、方式对比

1.模拟设备为主模拟监控系统

以模拟设备为主的视频监控系统,图像信息采用视频电缆,以模拟方式传输,一般传输距离不能太远,主要应用于小范围内的监控,监控图像一般只能在控制中心查看。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成,利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上,利用视频矩阵主机,采用键盘进行切换和控制,录像采用使用磁带的长时间录像机;远距离图像传输采用模拟光纤,利用光端机进行视频的传输。

传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性:有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感;有线模拟视频监控无法联网,只能以点对点的方式监视现场,并且使得布线工程量极大;有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质(如录像带),查询取证时十分烦琐。

2.数字化视频监控系统

目前,市场上的数字化视频监控系统大体分为两种:

(1)半模拟半数字视频监控系统

以视频网络服务器和视频综合管理平台为核心的数字化网络视频监控系统。

它是基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的计算机,而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成数字信号。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能,直接支持网络视频传输和网络管理,这类系统可以直接连入以太网,省掉了各种复杂的电缆,具有方便灵活、即插即看等特点,使得监控范围达到前所未有的广度。

除了编码器外,还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块,它们可单独安装,不同厂家设备可实现互连。

这种方式是目前比较主流的监控系统,性能优于模拟监控系统,比全数字化视频监控有价格优势,技术也相对成熟,虽然某些时候施工布线会比较复杂,但总体来说瑕不掩瑜。

(2)全数字化的视频监控

该系统优势是摄像机内置Web服务器,并直接提供以太网端口,摄像机内集成了各种协议,支持热插拔和直接访问。这些摄像机生成JPEG或MPEG-4数据文件,可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印,而不是生成连续模拟视频信号形式图像。更具高科技含量的是可以通过移动的3G网络实现无线传输,你可以通过笔记本、手机、PDA等无线终端随处查看视频。

下面我们从构建成本进行比较:

从表1中看出,使用模拟监控方案,每一个监控点必须都有专门的线缆铺设至中心,包括音频线、视频线、控制线,如果有100个监控点,都要报警上传、开关量下传、语音对讲(双向)、视频监看、云台控制,那么将会有6*100条线缆拉入中心,不论施使用网络监控方案,每一个监控点只需在现场使用很短的线缆连接(以2米计算),所有数据传输给网络视频服务器,网络视频服务器接入主干网络,进入中心后实际只是一根网线。

假设有100个监控点,假设每个监控点到中心的距离为200米,那么传统方案将使用6*100*200=120000米的线缆;而视频服务器接入主干网络将使用5*2(前端设备与视频服务器的连接线)*100+10(视频服务器与主干网络的连接线)*100=2000米的线缆。假设主干网络不存在,可以给他做个局域网网。网络与监控是两个系统。如果重新布线也就增加20000米。由此得出结论,传统方案与网络方案线材的成本比约为5:1。

四、方式确定

通过分析模拟视频监视和数字视频监视的优缺点后,结合枢纽的实际情况进行分析如下:

1.定点摄像机需同时向运营监控和公安技防网系统提供图像信号,采用视频信号经视频分配器分配的方式,如定点摄像机采用高清数字产品,则无法给公安技防网提供模拟信号。如果像动点摄像机一样,采用运营监控和公安技防网分设,势必带来大量重复投资。

2.定点摄像机主要对固定目标进行监视,如扶梯、通道、大门,即使在大厅内也是以密集分布设备设置,最远目标也不超过30米,目前采用模拟的540-600线摄像机已经能满足需要,换用高清720P 130万像素高清摄像机对图像观感质量改善不大,但成本增大很多。

3.按D1格式存储,每路摄像机1.5Mb/秒*3600秒/小时=5400Mb/小时;5400Mb/8/ 1024=0.6592GB/小时;即每路图像每小时占用硬盘空间约为0.66GB。按存储30天计算每路图像占用硬盘空间约为0.66*24*30=475.2GB。枢纽现有设计约456路,总共需要475.2G* 456/1000=217TB。如全部改为全数字高清130万像素存储,每路摄像机8Mb/秒,容量需增大到5.3333倍,共计需要1157T。此容量无论从设备安放、系统管理、能耗上都是不经济的

4.如采用全数字系统实际传输码流为8Mb*456路*2=7296Mb,对核心交换机要求交换能力为7296Mb/0.4=18240mb=18Gb,对网络架构压力很大,目前尚无成功先例。

5.全数字高清信号传输在数字端需要网络接口,目前没有通用协议,各家产品不兼容,甚至自家各产品也不兼容,选用哪家高清摄像机即需要配同厂家的解码和管理设备。在解码后也不能使用普通BNC视频接口,只能用DVI、HDMI等高清接口,在系统扩展、子系统接口互联时都存在麻烦。

以上还只是考虑本次实施的约456路信号情况,将来整个枢纽联网后对容量接口更有很大压力。

视频监控论文篇(5)

(Nanchang High and New Technology Industrial Development Zone Public Security Fire Department,Nanchang 330096,China)

摘要: 本文论述了基于IP网络视频监控系统的设计,提出系统设计方案,分析系统功能及其应用,重点论述了系统架构。

Abstract: This paper discussed the design and proposal of IP network-based video monitoring system, and analyzed system function and its application, discussed the system structure in particular.

关键词: IP 网络视频监控 设计与构思 系统架构 系统应用

Key words: IP network-based video monitoring; design and conception; system framework; system application

中图分类号:TP315 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)14-0183-01

0引言

近年来,随着视频监控系统的大量普及安装,监控系统所获取并存储的视频数据容量正以惊人的速度增长。从理想角度看,这些视频包含了现实世界中的大量信息,应该为我们的管理及安保工作带来巨大的价值。但是从现实角度看,依靠人工处理包含数以万计的视频数据集,并从中获取信息,是非常困难、甚至是不可能的。因此,监控系统所获取并存储的绝大部分视频数据成了存储在硬盘中无人使用的数据,使我们陷入了一个数据爆炸却信息匮乏的困境。视频数据之所以无法成为我们能够直接使用的信息,是因为两者之间存在着“语义鸿沟”,即计算机所理解的低层次图像特征与人类所理解的高层次语义信息之间的差异。举例来说,人类在观看一段监控视频时,可以迅速结合先验知识判断出视频中奔跑的行人、交谈的人群、甚至行人之间的相互关系及情绪等更加细节的信息,而计算机只能获取图像色块、区域纹理或者运动方向等图像特征。

利用数字化网络技术和网络化实验装置,设计一种以IP视频监控技术为主要支撑的实验管理系统,可用于远程指导和规范管理,全面提高管理水平,极大的节省了人力资源,提高了实验设备的利用率和安全使用率。

1系统方案的设计与构思

IP数字化监控系统方案是由前端、中心平台、后端三部分组成的系统。前端由IP摄像机(或摄像机+视频编解码设备)、报警开关组成;中心平台由主机控制设备和监控软件组成;后端由存储器、显示设备、分控点设备组成;中心管理平台具有业务平台的管理功能,对传送过来的图像进行转发、分发或存储,对报警进行联动处理;在后端用户可在网络的任何一个接入点,无论是监控现场、监控中心,或者是远端,只要通过IE浏览器或客户端软件,在通过用户认证后可任意观看视频,可控制摄像机的角度、拉近拉远镜头、控制远端设备,并可接收报警信息。

2系统架构

IP网络视频监控系统分成四个部份:前端、网络视频服务器、中心视频服务器、监控工作站四个部份。

2.1 前端包括:摄像机、云台、解码器、电源、同轴电缆、信号线等。为求得最佳效果,每个实验室(占地面积约为150-300平方米)配置四台室内智能球机,一台固定摄像机。室内智能球机配置:一只22倍光学变焦高解度彩色摄像机,采用1/4″CCD,480线,1Lux/F1.2,22倍光学变焦,f=3.9~85.8MM,球形云台:水平355°连续,垂直90°旋转,内置解码器。固定摄像机:采用:AV-C621C彩色高解析度摄像机摄像机、定焦镜头、国产室内铝合金防尘防罩。AV-C621C彩色高解析度摄像机,其主要技术指标及性能参数如下:图象传感器:1/3"SONY CCD;水平线数:420线;最低照度:1.LUX;视频输出:1Vp-p75Ω;信噪比:>48dB;工作电压:DC12V;日本原装精工镜头COMPUTAR TG2A3514,变焦范围:3.5-8mm。

2.2 传输网络采用校园网络传输,只要有足够的带宽,就可以支撑整个系统的运行。为保证系统的正常稳定的运行,可以通过划分VLAN实现系统在IP网络上的传输。每路视频至少提供800K的带宽。

2.3 网络视频服务器采用网络视频服务器AV1320E-T系列,网络视频服务器,完成对前端摄像机及云台的控制,对前端输入的视频、音频进行数字压缩处理,接入监控中心视频服务器。

2.4 监控中心视频服务器配置一台普通服务器(配置要求P4、1GM内存、两块250G高速SATA硬盘、WINDOWS2003服务器)。安装分布式网络视频监控系统(服务器端软件),完成监控视频系统的处理、视频的硬盘录制、对客户端的监控响应等。

2.5 监控工作站(客户端)监控工作站(客户端)设备是普通PC电脑(配置要求P2以上),安装客户端软件,只需接入内部LAN,即可实施对前端的视频监控。通过IE访问中心服务器,就能进行实时的远程监控,并能与现场进行对讲,方便进行实验的交流、指导、教学。

2.6 系统结构组成前端监控点摄像机的视频信号通过视频服务器直接与网络连接,实现真正意义上的数字化视频传输系统。监控中心仅需一台计算机作为服务器(服务器根据录像需求配置相应数量的硬盘),可配置一台监控工作站作为系统管理和设置使用。系统服务器安装在监控中心,在网络上的任何一台电脑只需安装了客户端软件均可作为监控工作站(客户端),与传统监控相比具有明显的优势,前端监控点扩展方便,只要有网络的地方均可设置监控点。

2.7 网络环境运行由于本系统是基于IP网络(局域网/城域网)建设的,所有要求提供基于IP的网络环境,基本要求如下:①为每个监控点提供RJ45网络接口和220VAC电源;②达到实时高质量图像监控(每秒钟传输25帧PAL视频)目的每个监控点提供的网络带宽不能少于800Kbps;③为每台视频服务器提供固定的IP地址;④服务器:Windows 2000Pro/2000Server/XP系统;⑤客户端:Windows 2000Pro/XP;

3系统应用范围

主要应用在专业的安全系统中,可通过网络从远程监看现场的实时画面。网络摄像机可轻易地被整合在复杂的大型系统中,但是同时又可以在一个较单纯的监控环境中当作一个独立的系统来使用。网络摄像机非常易于连接到现有的IP网络上,并且可以通过网络提供各地实时且高画质的视频。对于一些敏感区域,如计算机机房、银行柜台或其它远程场所,都可通过局域网或因特网,用最经济最简单的方式来密切监看。网络摄像机不但可强化连锁店面的监控,确保一切安然无恙,并且也对办公室安全提供高度的防护,如接待处、会议室等,当有意外发生时,可搜索有哪些人曾进入计算机机房,以做出适当的处理。网络摄像机对制造业厂商也是一个相当好用的工具,主管在办公室或家里,就可以监控工厂的自动化生产设备、其它机器及生产线等等。此外,若具有PTZ(Pan/Tilt/Zoom)功能的网络球机,还可以做更复杂多变的监控,有如亲临现场。

视频监控论文篇(6)

中图分类号:TN948.64文献标识码: A 文章编号:

一、前言

随着我国经济和技术的快速发展,信息技术取得巨大成就,智能监控系统是时展的产物,在很多行业都得到了广泛的应用。智能视频监控技术取代了监控任务中人的大部分工作,是新一代的具有高度智能的监控技术。使得很多人类难以完成的任务成为了可能。

二、视频监控系统的发展

1、在20世纪90年代初及其以前,主要是以模拟设备为主的闭路系统,称为第一代视频监控系统,即模拟视频监控系统。图象信息通过视频电缆,以模拟方式传输,一般传输距离不能太远,主要应用于小范围内的监控,监控图象一般只能在控制中心查看。这种系统具有很多局限性,如有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感;无法联网,只能以点对点的方式监控现场,布线工程量大;图象数据存储消耗大量的存储介质(如录像带),检索内容时十分繁琐。

2、20世纪90年代中期,随着多媒体技术、视频编码压缩技术的飞速发展,以数字技术为核心的视频监控系统迅速崛起。利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理,大大提高了图象质量,增强了视频监控的功能。

该类系统一般在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备,获取图象信息通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上,然后再通过通信网络将这些信息传到一个或多个监控终端。

3、进入二十一世纪后,随着网络带宽增加、计算机处理能力的迅速提高和存储容量的增大,以及各种实用视频信息处理技术的出现,视频监控进入了全数

字化的网络时代.伴随大量的摄像头被应用到监控系统中,被监控的地理区域也不断的拓宽。人们已日益要求视频监控系统的功能不仅是对监控环境的简单记录和简单的报警。而智能视频监控系统将会使监控人员从枯燥重复性的劳动中解放出来。借助计算机强大的计算能力,可以帮助监控人员实时的鉴别场景中异常,实现自动报警。

三、智能视频监控系统的现状

在国内,智能视频监控系统的研究起步较晚,但也已经取得了长足的进步。中科院自动化研究所模式识别国家重点实验室成立了智能视频监控研究组,开展这方面的研究,研究内容包括基于移动摄像机的智能视觉监控技术,快速准确的运动检测,鲁棒性、实时性的基于三维模型的行人与车辆的定位、识别和跟踪,异常现象的检测、报警和目标的行为预测,事件的机器学习方法,对目标运动情况给出语义解释,目标是实现动态场景集成分析演示系统并最终推向应用。第一届全国智能视觉监控学术会议于2002年在北京成功举行。

目前,国内外对智能视频监控系统的研究与应用正处于蓬勃发展的阶段。由于国外在这方面的研究开展的较早,软件和硬件设备齐全,因此国外的智能视频监控系统在理论和应用平台上都比较成熟、完善。国内起步较晚,理论和技术都有待进一步提高。通过对智能视频监控系统做深入的理论研究,充分利用国内外的先进技术成果,开发具有自主知识产权的智能视频监控系统,对我国监控行业的快速发展具有很大的促进作用。

四、智能监控系统昀基本结构和关键技水

智能视频监控系统工作过程为:视频摄像机输出的信号传输到视频控制中心,进入录像机的同时也进入视频分析服务器。视频分析服务器实时报警并产生视频索引,报警的类型和参数由操作人员自行配置,用户可以通过索引进行视频检索。

从系统的结构上讲,基本智能视频监控系统主要由视频数据采集、视频数据编码、视频数据传输及视频数据分析处理四部分组成。

1、视频数据采集

视频采集主要由安装在监控现场的高分辨率摄像机完成。高分辨率摄像机以一定频率不断地对原始图像数据进行采集,并将模拟视频信号转换为数字视频信号。在视频采集系统中,最重要的是频率达到一定的值才能满足实时监控的需要。研究表明当频率达到25fps时,画面是比较连续的。符合人眼的视觉需要。

2、视频数据压缩编码

从视频采集系统获得的原始视频数据量很大,如果不进行压缩而实时传输将会增加用户在存储介质和传输信道方面的总体拥有成本,而活动视频序列的帧内以及帧与帧之间包含很大的空间冗余和心理视觉冗余,可以通过挖掘这些冗余信息,对图像视频数据进行压缩以适应信道要求,即视频压缩和编码。

3、视频数据传输

目前,在监控系统中用来传输图像信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤。要获得有效的、高质量的传输视频流,除了传输介质外,在视频传输过程中还需要应用层质量控制技术、媒体同步技术等多种技术的支持。应用层质量控制技术主要为了保证视频流在网络中低时延、高质量地传输。包括拥塞控制和差错控制等技术,拥塞控制的目的是避免因为网络拥塞导致包丢失而造成的质量下降。但是拥塞控制只能减少包的丢失,而无法避免包的丢失,在这种情况下就需要差错控制机制。媒体同步机制技术包括流内同步、流间同步和对象问同步三种。媒体同步机制的核心是在媒体内或者媒体间说明时间关系。说明时间关系的方法包括基于间隔的方法、基于轴的方法、基于控制流的方法和基于时间的方法。

4、视频数据分析处理

视频分析主要是应用计算机视觉技术、模式识别、人工智能等技术对摄像头获得的视频数据进行实时分析,获得决策信息。智能视频监控系统中视频分析处理主要包括对图像序列运动目标的检测定位、识别和跟踪,并在此基础上对监视场景中目标行为的理解与描述,从而做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时作出反应。运动目标检测是指通过监控画面识别监控区域的图像变化,从监控场景中将目标提取出来。运动目标检测通常有背景减除、时间差分、光流法、不变矩特征检测法等方法。目标跟踪是结合物体的外表和运动特性,实现对不同形状、不同颜色、不同背景的动态目标进行智能识别的技术。常用的方法有基于3D的跟踪、基于运动估计的跟踪、基于主动轮廓的跟踪和基于特征的跟踪等。

五、智能视频监控的应用

智能视觉监控技术具有广泛的应用前景,可以应用于交通场景,如十字路口、高速公路、停车场、飞机场等监控、军事场景监控、国家重要安全部门,如军事基地、银行等监控、敏感的公共场合,如天安门广场、火车站等等。智能视觉监控技术已经显示了巨大的市场价值。以智能交通系统为例。据Philip Sayeg和Philip Charles预测,到2010年,中国和南亚五国的智能交通系统市场潜力估计在38亿美元左右。特别是美国9.1l恐怖袭击事件以后,各国都高度重视这样一个问题,即如何对国家重要安垒部门和敏感的公凝场合进行全天候、自动的、实时的监控,而智能视觉系统就是解决这一同越的有效手段之一。

除了安全相关类应用之外,智能视频还可以应用剁一些非安全相关类的应用当中。这些脱用主要面向零售、服务等行业。可以被看做管理和服务的辅助工具,用以提高服务水平和营业额。此类应用主要包括:人数统计、人群控制、注意力控制和交通流量控制等。

六、结束语

智能监控技术近年来得到了广泛应用,不仅成为安全行业重要的工具。而且在很多服务行业也得到了应用。对智能监控技术的学习有重要的意义,我们应该更加努力的学习智能监控的相关内容,使智能监控技术在我们的生活中得到更好地应用,为我们的生活服务。

参考文献

[1]钟玉琢,王琪,贺玉文.基于对象的多媒体压缩编码国际标准一MPEG4及其校验模型[M].科学出版社,2000.

视频监控论文篇(7)

传统的机器人视频监控系统主要采取2路无线通道完成的,图像1路采用的是视频无线通道传输,另一路采用无线数传控制数据。此系统体积设备较大,抗干扰的能力薄弱。无线网络机器人视频监控系统的设计将无线的局部区域网、城域网及广域网连接起来成一体,使监控系统设备小且抗干扰能力强,还可以节省频率资源。

1.计算机无线网络视频监控系统

(1)无线网络监控系统主要采用了ARM7、DSP、Bluetooth、计算机网络控制技术及视频嵌入技术等。首先,视频监控系统主要利用计算机做上位机,ARM744BOX为下位机,经Bluetooth技术输送,息收到后开始控制机器人的各种动作;然后,利用DSP技术对路线拍摄的图像进行处理,输送到无线网络视频发送的装置内,使无线视频接受并对信号进行处理,最后通过USB接口传入上位机内,图像现在计算机内自动显示出来。[1]

(2)ARM744BOX开发板为下位机对网口进行控制。开发板集成网口、USB及串口等来接受上位机的信号,通过对信号的处理控制机器人。机器人根据把不同的信号指令开始进行运动。计算机与ARM板进行通讯,把开发板挂载到计算机上,经网线把软件下载到RAM内,有计算机和开发板进行通讯。对于网络摄像系统需采用DSP中的压缩法,主要应用于视频采集、远程监控及高分辨率的视频压缩。不过在无线网络监控系统中最具防范力的是嵌入式无线网络机器人视频监控系统。[2]这种视频控制系统主要利用数字化视频控制,以计算机为中心,信息处理做基础,通过数字视频信号把摄像中获取的信号指示进行传输、储存,是一种综合性的新型监控系统。具有极高的先进性和可扩充性,是我国未来监控系统发展的方向。

2.无线网络机器人视频监控系统的设计和研究

(1)科学技术的进步使得无线网络视频监控技术不断提高。能够获得现场的第一首资料。与传统的监控模式相比,数字化的监控系统存在着明显的优势:利于进行压缩、分析、存储及图像显示;抗干扰能力较强,不受传输信号衰败的影响,最适合远距离传输等。近年来,我国科研项目把远程视频监控系统的设计作为重点进行探讨研究。数字化视频需要在保证图像质量清晰情况下对其进行低码速率的压缩。压缩有两个途径,一是想办法改变使得信源概率分布均匀;二是联合信源的冗余度寓于信源间的相关性中。依据这些理论加上人眼视觉模型,科学家提出了很多去除图像冗余度的方法:图像本身具有很多冗余信息,根据研究图像统计特性观察图像信息形成的过程指定相应的高效去除法。比如说研究图像能量在空间和区域的分布量是否均匀,能量高的地区用较多比特数,能量偏低区域较少比特数编码等来实现压缩的目的。在视频监控图像中,大多部分图像编码都具有失真的情况,图像质量的好坏主要取决于人们的眼睛(眼睛的主观感觉)。因此,研究人眼系统对图像信息处理模型,成立人主观判决失真的测量函数十分重要。图像编码的算法:图像变换;量化;无失真编码。

(2)无线网络通信一般出现在地形比较复杂的地区或坏境下,因此需要解决很多问题,比如,人和自然对无线信息的干扰等问题。直至目前,我国还没有任何一项通信技术可以超过无线通信的程度。扩频通信所用的传输信息带宽远远大于信息本身的带宽。出现在二次世界大战末期,由于其价格昂贵,技术复杂等原因,直至80年代才进入实用的阶段。扩频通信与无线电通信系统比较,主要是发射端和接收端分别增加了扩频调制和解调过程。发射端运用一组高于信号速率的速率对原信号码进行扩频调制,把信号扩展到频带上,把扩频之后的额信息调制到空间载频上行发送,频率在千兆左右。大部分噪声信号被滤掉,减少极大的提高,误码率降低等。扩频方式:直接序列扩频系统;调频扩频系统;跳时扩频系统及线性调频等技术。在这些扩频方式中最重要的是直接序列扩频和调频技术等。根据上述问题设计特定的视频压缩方案,设计视频研所方案比较简单,能够缩减成本及开发周期等。

3.计算机无线移动网络机器人监控系统的设计和应用

(1)随着监控视频领域需求的不断增长,传统的视频监控器已经不能满足他们的需求,因此,计算机无线网络机器人视频监控系统适时发展起来。无线网络机器人视频监控系统有微波、wlan、CDMA等多种方式,例如,其中CDMA方案的设计无论是安装还是便利性都是最出色的。CDMA主要是在数字技术上的扩频通信上发展起来的,属于一种新的无线通信技术。CDMA无线网络速率高达154Kbps,一般稳定的状态下速率为75Kbps,是普通上网速率的3倍多[4]。CDMA利用专用的载频及信息通道,通过PDSN网络与互联网连接传输信息,整个传输过程中表现出相当优秀的速率及稳定性。这种技术的优势就是无论何时何地,用户都可以采集图像的信息,并实施传输,自由度比较大。利用UIM卡可以立即传输视频,避免时间和成本的浪费。

(2)单个的CDMA无线传输模块传输的速率也是十分稳定的,约在80Kb9s左右。但是传输清晰度的视频图像是达不到的。比如,H265压缩方式下C1F倍式的固像约需要150-290Kbps.此时,必须就需要基于TCPAP协议的多通道传输技术来完成任务,同时也便于扩展带宽的实现。

经测试表明,多种通道传输不一定能够将带宽线性倍增,带宽主要是跟随CDMA通道数相应的增加。

(3)计算机无线网络机器人视频监控系统满足移动性势在必行。这就意味着CDMA需要面对基站切换、信号强弱变化的不稳定状况,带宽的动态变化就是CDMA网络的状况的反应。为了满足这种带宽的动态变化,如果满足传输高效,低延迟与带宽的变化相适应,无线网络视频就可以正常工作,这时候就需要一种新的高科技技术——自适应码率调节技术。动态比特率是一种全新的高科技压缩方法(缩写VBR,动态比特率与传统的CBR编码不同)。编码中出现简单数据和复杂数据时,对动态比特率是十分有益的。比如,动态比特率使用时,系统自动的为内容简单部分分配定量的比特,剩余的部分全部留给能够生成高质量的复杂部分。在保持文件大小相同的情况下,混合内容在使用动态码率的时候,动态码率输出的结果比固定码率输出结果的质量高。[5]某些情况下,动态码率的文件质量保持与固定码率保持平等时,动态码率文件的大小只有固定码率文件的一半,甚至更少。

4.总结

为了使计算机网络机器人监控系统更好的发展,必须加强对其的研究及设计,成立设备小、抗干扰能力强的系统。

【参考文献】

[1]刘洁瑜,王黎明,钱培贤.基于MJPEG2000嵌入式网络视频采集压缩系统的设计与实现[J].微电子学与计算机,2004,21(12):168-170.

[2]乔彩风,宋世军,何忠.数字视频监控系统的智能化实现[J].计算机与现代化,2007,12:45-48.

视频监控论文篇(8)

中图分类号:TN915文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)19-017-03

Video Supervision System of People′s Armed Police Based on WiMAX Technique

ZHOU Rongrong

(Fire Department of Shaanxi Province,Xi′an,710018,China)

Abstract:Broadband wireless access technology WiMAX has such features as high transmission rate,long transmission distance and wide cover.The advantage and architecture of WiMAX are described,the design scheme of video supervision system based on WiMAX technique is introduced combined with the requirements of the People′s Armed Police.Then,functional component and working principle are discussed.Finally the important factors that affected engineering construction are analyzed.The scheme not only can be used in People′s Armed Police,but can be used in other place.

Keywords:WiMAX;IEEE 802.16;video supervision;wireless access technology

0 引 言

视频监控系统已广泛用于武警部队,有力提升了武警部队的执勤备战能力。但武警部队驻扎范围广,如水坝、重要仓库、矿产资源基地、桥梁、隧道等,监控点分散且与监控中心距离较远,利用传统有线网络的视频监控往往成本高且难以实现,其次实时视频监控的需求越来越多,对同一套系统的覆盖面和实施距离也提出了更高的要求。在这些情况下,基于多种无线传输手段的移动视频监控体现出了不可替代的优势。无线局域网和无线宽带接入技术,可以将多个监控点和远端控制中心连接起来,可以在最短的时间内快速建立起无线监控网络。

目前常用的无线接入技术包括Wi-Fi、微波以及WiMAX等。与其他技术相比,WiMAX具有传输距离远、接入速率高、带宽高等优点,可以保证视频流的传输质量,同时使监控系统在接入层的部署更为快速、简便[1]。本文结合武警部队特点,提出了一种基于WiMAX无线宽带接入技术的监控系统设计方案,也适用于其他应急状态下组建监控网络,并给出了系统建设中注意事项。

1 WiMAX技术特点和优势

WiMAX是一项新型的无线通信技术,全名为微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),是基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网(Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network,BWAMAN),能提供面向互联网的高速连接。WiMAX技术具有较高的数据传输速率,最高可达到75 Mb/s;传输距离远,最大传输半径50 km,其网络覆盖面积是3G基站的10倍[2,3]。

1.1 WiMAX系统组成

WiMAX网络体系结构如图1所示[4],其由核心网络、基站、用户基站、接力站、用户终端设备及网管组成。通常的WiMAX系统包括一个基站和多个用户基站,也可以根据需要设置若干个接力站,形成单点对多点或多点对多点的体系结构。

核心网络:WiMAX连接的核心网络通常为传统交换网或因特网。WiMAX提供核心网络与基站间的连接接口。

基站:提供用户基站与核心网络间的连接,通常采用扇形天线或全向天线,可提供灵活的子信道部署与配置功能,并根据用户群体状况不断升级扩展网络。

用户基站:属于基站的一种,提供基站与用户终端设备间的中继连接,通常采用固定天线,并被安装在屋顶上。基站与用户基站间采用动态适应性信号调制模式。

接力站:通常用于提高基站的覆盖能力,即充当一个基站和若干个用户基站(或用户终端设备)间信息的中继站。

用户终端设备:完成具体的应用功能,例如视频监控。

网管系统:用于监视和控制网内所有的基站和用户基站,提供查询、状态监控、软件下载、系统参数配置等功能。

图1 WiMAX网络体系结构

1.2 WiMAX技术用于的武警部队无线视频监控系统的优势

武警部队所使用的视频监控系统,一般数百米内设一个监控点,具有覆盖范围广,覆盖点多、质量要求高等特点。而目前无线监控系统多使用基于Wi-Fi的IP无线监控技术,其采用IEEE 802.11作为无线传输标准,传输距离仅几百米[5],其数据传输率较低,QoS机制不够完整,这都限制其在武警部队中的应用。

WiMAX的覆盖能力完全满足视频监控点的分布特点,在一个WiMAX基站覆盖范围内可存在多个连续设置的监控点。同时,WiMAX具有非视距传输的特性,可以满足复杂环境中的传输要求。WiMAX还可以作为有线网络接入(Cable、DSL)的无线扩展[5],方便地实现边远地区的网络连接。

WiMAX采用面向连接方式,定义了完整的QoS机制。其MAC层支持4种业务[6]:非请求的宽带分配业务、实时轮询业务、非实时轮询业务、尽力传输业务,向用户提供具有QoS性能的数据、视频和语音服务,能够满足视频监控所需的QoS要求。

采用802.16d标准工作在频分双工模式(即FDD模式)上的WiMAX,占用一对3.5 MHz频点,一个扇区可提供的上、下行总带宽超过15 Mb/s;每个WiMAX客户端(即WiMAX CPE――Client Produce Equipment,用户端设备产品)可提供最大10 Mb/s的吞吐量,能够满足各种带宽需求的监控要求[7];按照每个监控点1 Mb/s带宽需求,单个WiMAX基站可支持10个左右的监控点视频传输需求。

2 基于WiMAX技术的武警部队无线监控系统

本系统由前端视频采集、网络传输以及视频信息管理三个子系统组成。前端视频采集子系统主要用于信息监控。网络传输子系统以无线和有线方式完成监控中心和前端视频采集的数据交换。视频信息管理子系统主要完成视频信息的存储、转换、加密等。系统的整体结构如图2所示。

图2 系统整体结构图

2.1 前端视频采集子系统

前端视频采集子系统位于监控点,主要进行监控数据的采集,包括无线摄像机、云台、解码器等设备。前端系统的传输接入必须采用数字接入方式,在前端就将图像转化成数字信号再传递到监控中心,以减少传输带宽[8]。

该系统选用的无线摄像机是一种集视频压缩技术、网络技术、嵌入式等多种先进技术于一体的数字摄像设备。集成了镜头、光学过滤器、影像感应器、视频压缩卡、无线网卡等设备,能够实现视频采集、视频压缩以及无线网络传输等诸多功能,这样无需计算机的协助便可独立完成监控点的工作。无线摄像机有自己独立的IP 地址,这样监控中心以及城域网上的用户使用标准的浏览器就可以根据IP 地址对网络摄像机进行访问、观看实时图像和监测数据;授权用户可以通过网管系统远程控制摄像机和云台镜头的动作或对系统进行配置,从而可以对目标进行全方位的监控。

云台是安装和支撑摄像头的设备,分为两种固定云台和电动云台。固定云台适用于监视范围不大的情况,在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度,达到最好的工作姿态后,只要锁定调整状态就可以了。电动云台适用于对大范围进行扫描监视,它可以扩大摄像机的监视范围,通过接收来自控制器的信号精确地运行定位。

由于不同厂家的云台和控制设备所使用的协议都各不相同,解码器主要用于中转控制端发出的数字信号。

2.2 网络传输子系统

网络传输子系统由WiMAX CPE、无线基站和IP承载网组成。WiMAX CPE作为WiMAX网络的无线客户终端,布设于监控点,使用小波束角定向天线,完成与基站的数据相互交换。无线基站主要接入多个WiMAX CPE设备,同时完成与IP承载网的数据交换。单WiMAX扇区站下可支持多CPE,每个CPE负责接入一个或多个视频监控前端,CPE的射频模块将信号变频到适宜的频率经天线发送到WiMAX基站[9],实现对多个监控点视频信号的汇聚。

2.3 视频信息管理子系统

视频信息管理子系统设在监控中心,主要由视频存储服务器和监控管理服务器组成,完成视频信息的存储、管理、查询、系统配置和实时监控等任务。监控管理服务器为整个视频监控系统提供业务逻辑控制,完成监控中心的视频图像切换或分发,对WiMAX CPE进行参数配置、实时查看指定点监控信息,是视频监控的核心业务实现平台。数据库服务器完成视频监控信息的存储、管理与备份,并为局域网的其他服务器和授权用户提供历史数据浏览、检索等服务。

当视频信息传送到监控中心后,监控管理服务器首先对视频信息进行分析,判断是否是授权用户所需要实时浏览的监控信息,如果是则将其转发至指定用户,例如电视墙或者网内其他用户,同时将视频信息传送至视频存储服务器进行归档管理。同时,监控管理服务器接收管理人员的管理指令,并将指令发送至指定的CPE设备,进行监控点参数配置等工作,如图3所示。

图3 视频信息管理子系统

3 系统建设的注意事项

系统在建设和使用过程中还需要注意以下四点,确保系统的顺利应用。

基站选址 应根据业务分布实际情况,选择业务密集区中心的制高点(某铁塔上或山顶)作为中心基站的站址,尽量提高无线链路的可靠性,避免因地形及遮挡物等不良因素,保证视频信息传输质量[10]。

无线系统抗干扰能力 地面无线接入系统往往受到来自于其他扇区的邻频或同频干扰。要想有效克服干扰的影响,首先在施工中尽可能选用具有抗干扰技术设计的设备,其次必须合理网络规划,选择基站位置和用户端天线位置、方向等,以确保系统内各用户终端间的相互干扰降低到最低限度。在工程中选用具有BIT/SK,QPSK,16QAM,64QAM等多种调制方式自适应切换技术的系统[7],可充分保证系统大容量数据传输支持能力和无线链路的可靠性。

频率规划和负载均衡[11,12] 系统规划之初要在已有频率的基础上,充分考虑天线配置的灵活性和热点分布特点,在满足覆盖和容量的前提下高效的使用频率。系统开通后,仍需对各基站各扇区的流量进行长期跟踪观测,实时调整修正与实际容量不相适应的扇区。如一扇区按照10 Mb/s的容量进行设计,经观测发现,该扇区的需求量明显小于10 Mb/s,则从该扇区将多余的载波到移到其他流量需求大的扇区使用,以提高整系统的频率利用率,保持负载均衡。

视频图像压缩技术 视频图像信息量庞大,而无线信道带宽相对有限,正确选择压缩标准能够保证视频信息流畅地传输。建议选用H.264技术,比H.263节约50%左右的传出码流,可以大大减小传输的数据,很好地解决图像信息和带宽之间的突出矛盾。

4 结 语

本文提出了基于WiMAX无线宽带接入技术的视频监控系统,具有监控范围广、安装方便、灵活性强等优点,适合于武警部队进行大规模临时场所,需要快速构建监控系统或边缘地区不易进行有线接入的地方应用,对提高武警部队战斗力有着实际的意义。随着WiMAX技术的日趋成熟,它的应用将在实时监控系统中发挥重要的作用。

参考文献

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视频监控论文篇(9)

煤矿企业的安全问题一直是人们广泛关注的焦点,煤矿企业应当把安全生产当作管理工作的第一要务来抓。由于露天煤矿的作业面大,作业范围广,地势变化大,用肉眼无法形成全面、有效的监控,而无线车载视频监控系统将监控装置安装在作业车辆上,能够为煤矿安全管理人员提供实时的画面信息,帮助他们直观的掌握生产现场的情况,从而促使操作人员提高操作的规范性,减少安全事故发生的可能性。

1 无线车载视频监控传输方式

随着科学技术的进步,信息化技术和无线网络取得了突飞猛进的发展,加上图像处理技术的进步,这些技术应用在无线车载视频监控系统中,也使得无线车载视频监控技术取得了相应的改善。

1.1 2G

2G无线视频监控是比较传统的视频监控技术。其传输过程主要有CDMA和GSM两种模式。无论是那一种模式,其成本价格都比较低廉,而且覆盖面积较大,,因此应用的比较广泛。然而2G无线视频监控的图像质量比较差,CDMA传输模式的理论传输速率为153.6Kbps,在实际操作中仅有 60―80Kbps,导致成像比较模糊,不够流畅,甚至有卡顿现象。而GSM模式的覆盖面虽然较之CDMA更广,但其但传输速率更慢,成像质量更差,所传输的视频图像帧数较低。2G无线视频传输技术的应用比较早,发展的比较成熟,因此在包括煤矿安全生产在内的各个领域还是得到了比较普遍的应用。

1.2 3g

3G无线视频监控是在近些年新兴的3G技术的基础上发展起来的监控技术,是利用无线网络运营商的3G技术作为传输方式的一种视频监控方法。2009年3G技术兴起至今,关于3G无线视频监控系统的产品开发越来越多。与传统的2G无线视频监控系统相比,3G无线视频监控系统具有更高的数据传播能力,其最高传输速率可以达到10Mbps,极大程度的提高了视频传输的成像质量。基于3G技术的无线视频监控系统能够更好地处理图像、声音、视频等各种形式的数据信息,为大范围视频的流畅和清晰传输提供了技术保障。

1.3 WiMax

WiMax即全球微波互联接入,是新兴的点对点的宽带无线接入技术。WiMax技术的基础是IEEE802.16e宽频无线标准,通过在无线视屏监控系统中融入一系列的新技术,如动态自适应调制、灵活的系统资源参数及多载波调制等,使其具备了更强大的数据传输能力,其数据传输速率在70―100Mbps之间,与2G和3G无线视频监控系统相比有了质的飞跃。而且其拥有较为完善的安全控制功能,同时信号覆盖面积大,有效覆盖半径可达50km。但是其成本比较高,而且在现阶段获得全球统一的频率也有一定的困难。

1.4 无线网格Mesh

无线网格Mesh技术的特点比较鲜明,在近距离内的数据传输速率非常高,有效带宽可以达到6Mbps。这种技术链路设计简单、组网灵活、维护方便。无线网格Mesh网络是一个无线多跳网络。在无线网格Mesh网络中,任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器,网络中的每个节点都可以发送和接收信号,每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信,这要比单跳网络更加稳定。使用Mesh技术可以提供一个可靠的无线网络平台。

总而言之,2G无线视频监控系统由于其诞生比较早,技术理论发展纯熟,因此在煤矿企业的安全生产中应用的最为普遍。但是其成像质量差,数据传播不稳定,在一定程度上制约了监控的效果。而WiMax以及无线网格mesh技术目前尚在研发阶段,远没有达到应用的程度。相对而言3G技术的理论发展已经相当相对成熟,可以也取得了良好的应用效果,能够很好的满足露天煤矿安全生产监督的需求,因此应当得到大力的推广使用。

2 露天煤矿3G无线车载视频监控系统的应用实例

为了保障安全生产工作,加强监督,规范一线工作人员的操作流程,努力避免因操作人员违犯操作规范、违规驾驶以及不系安全带等行为而造成的安全事故,2012年7月胜利露天煤矿在露天煤矿中装置了基于3G技术的无线车载视频监控系统,将总计64台无线监控视频监控设备安装在一线的作业车辆上。利用作业车辆上的监控设备采集图像信息,经过转码后通过电信公司的3G网络接入互联网,最后传输至胜利露天煤矿公司的终端接收设备,并将信息还原以后以视频图像的形式呈现在监护器上,从而帮助安全管理人员进行监管。

该系统的特点如下:(1)使用电信CDMA2000标准的3G无线传输技术接入电信3G网,同时与2G网兼容,在3G网不稳定时可以切换进2G网进行数据传输,从而保证了数据传输不会中断;(2)其终端设备的稳定性比较高,能够在露天煤矿的环境下平稳工作,保证视频图像流畅,清晰;(3)使用32G内存卡存储视频信息,存储容量较大,存储时间长,实现了视频信息的回放功能。

胜利露天煤矿所采用的3G无线车载视频监控系统的系统外网接入公司内网带宽是20M,数据传输速率在200―800Kbps之间,丢包率大致在4%上下,随着外网接入公司内网带宽的进一步增加,数据传输速率将会更加快捷。眼下,胜利露天煤矿的东西向长度已经达到2.7公里,南北向宽度为2.2公里,矿坑深度已经开采至176m以下,作业范围大,深度长,在煤矿的开采过程中,无法避免的会出现一些3G信号的盲区,导致作业车辆在盲区范围内会无法传输数据信息,增大了数据丢包的概率,同时在监控设备上出现卡顿现象,这些都是因露天煤矿的特殊性无法避免的。一旦作业车辆离开信号盲区,3G无线车载视频监控系统就会立即恢复正常,重新实现视频传输功能,成像清晰、稳定,能够满足煤矿开采的需要。相信随着3G技术的进一步的发展,3G网络建设的全面展开,基于3G技术的无线车载视频监控系统将会得到进一步的提升。

胜利露天煤矿将3G无线车载视频监控系统与既有的GPS车辆智能调度系统相相结合,优势互补,共同对一线作业车辆进行监督和控制,取得了理想的监管效果。一方面GPS车辆智能调度系统对坑下作业车辆进行定位,优化车辆调度,提高了生产效率;另一方面3G无线车载视频监控系统让调度管理人员实时了解作业车辆操作人员的工作状态,加强了安全监控,为安全生产提供了保障。

3 结语

综上所述,生产安全是煤矿企业的立身之本,在露天煤矿中天使用无线车载视频监控系统,能够有效地帮助实施对作业车辆和操作人员的监控,是煤矿企业进行安全生产的必要手段。分别以2G、3G、WiMax、无线网格Mesh技术为依托,无线车载视频监控系统可以分为多个不同类型,其中现阶段基于3G技术的无线车载视频监控系统的应用前景最为看好,应该得到更为广泛的推广应用。

参考文献:

视频监控论文篇(10)

监控视频的存储时间长短,取决于用户存储设备的容量大小,硬盘录像机满了会自动覆盖较早的录像文件。如果容量足够大,理论上可以一直保存下去。

监控系统是安防系统中应用最多的系统之一,现在市面上较为适合的工地监控系统是手持式视频通信设备,视频监控现在是主流。从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控,发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天,有必要重新认识视频监控系统发展历史。从技术角度出发,视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统,到第二代基于“PC加多媒体卡”数字视频监控系统,到第三代完全基于IP网络视频监控系统。

(来源:文章屋网 )

视频监控论文篇(11)

中图分类号:X924.3 文献标识码:A文章编号:

引言

随着国内外经济和社会的高速发展,视续监控技术得于普及应用。站在构建大治安格局,推动城市信息化建设,保障和促进“科学发展示范市”建设的战略高度,用发展的眼光认识视频监控系统的意义,是推进系统建设和应用不断走向深入的前提和基础。视频监控是安全防范系统的重要组成部分,它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。安防视频监控趋势必然是:数字化、高清化、网络化、智能化。

1、概述

随着人类文明的进步和电子科技的快速发展,视频监控作为人类视野的延伸,被广泛应用于各行各业,成为安全防范与可视化管理的重要手段。视频监控应用环境的复杂及应用规模的扩大,使监控的传输成为业界关注的重要话题,并促进了监控传输方式由单一化向多元化迅速发展,各种传输方式以自己独特的适应性或便易性活跃在监控的舞台上。视频干扰问题是困惑监控工程商由来已久的难题,也成为监控进一步拓展的障碍,宽频共缆监控作为视频监控最新传输利器已经成为解除监控传输干扰的一枝奇葩。

2、视频监控高清化

视频监控输出图像给人最直接的感官感觉肯定是清晰度和流畅度。影响视频图像高清的瓶颈:首先在采集环节,高灵敏度的光传感器是第一关;其次在处理环节,图像处理电路的处理能力是第二关;再次在传输环节,众多的摄像终端、高清的图像质量对传输带宽提出了考验是第三关;最后在存储环节,高清的图像存储对存储器的容量的考验算是第四关。

相较于CCD,高清的CMOS图像传感器是未来发展方向:CMOS传感器更容易制造、成本也远低于CCD产品;CMOS传感器可轻松实现较高的集成度;CMOS传感器采用主动式图像采集方式,这种做法虽然导致严重的噪声,但也令CMOS传感器拥有超低功耗的优点。图像处理电路对高清的瓶颈最先被突破:决定图像处理电路的关键元器件在于处理器芯片,目前无论是TI生产的DSP还是华为海思设计的ASIC,随着微电子工艺摩尔定律高速发展,电路面积指数式缩小,其处理能力却呈指数式增强。因此,电路的处理能力是目前最不影响视频监控高清应用的障碍,相反大量的高清晰视频监控的应用反而刺激处理器成本走入下降通道。

高清无法绕过的光传输。光纤传输具有独特优势:传输距离远、传输容量大、不受电磁波干扰、工作稳定性高、保密性强、不受环境影响以及传输实时且质量好等特性,所以光纤传输是解决几十或者几百公里视频监控的最佳方式。 高清视频需要海量存储能力,机械式硬盘压力大:相对于光传感器、处理电路和光端机,硬盘存储是高清化的最大瓶颈,主要原因有:1)光传感器和处理器电路是基于CMOS的集成电路,因为CMOS工艺的高速发展、CMOS高集成性,性能提升的速度很快且性能的提升却不一定意味着成本的上升;2)光端机因为技术成熟、技术门槛低、生产企业、竞争激烈导致其对产业链的话语权不大;3)HDD硬盘是机械式的,没法取得电子类产品的摩尔定律式发展速度;而当前的SSD硬盘又处于初级阶段,先不论成本,就容量也没法适应长时间视频存储的需求。

结论:1)视频图像高清的瓶颈:①采集环节-高灵敏度光传感器;②处理环节-图像处理电路能力;③传输环节-传输带宽能力;④存储能力-存储容量。2)就对高清的瓶颈程度而言,存储器>光传感器>传输带宽>图像处理电路,相对于 CCD高清的 CMOS 图像传感器更是未来发展方向。①CMOS 更易制造、成本也远低于 CCD;②CMOS 传感器可实现高集成度;③CMOS 传感器拥有超低功耗。 3)虽然 CCD是日本人的天下,CMOS则是美国主导,但光传感器门槛逐渐降低,国内厂商已经逐渐具备该方面能力,未来产业链重心在中国。4)由于微电子技术的发展,图像处理电路对高清应用的限制最小,大量的高清晰视频监控的应用反而刺激处理器成本走下降通道。 5)光端机技术成熟、进入门槛低,未来将陷入价格竞争,树立品牌和上下游拓展是光端机厂商生存之道。6)硬盘存储是视频高清化的最大瓶颈,机械式硬盘发展速度无法超越摩尔定律。

3、基于PC应用的视频采集卡

视频采集卡的优点是配置简单、操作方便。占用PC的PCI插槽或者PCI Express插槽,程序运行在Windows或者Linux下,操作跟日常使用电脑一样简单。PC价钱越来越便宜,性能也越来越强,基于Windows和Linux操作系统,有更多的软件资源支持,使得产品开发变得更容易。这为智能监控功能的开发提供了极大的便利。视频采集卡的缺点是,如果客户要为采集卡新配置PC,那么,计算上PC的成本,视频监控单位通道成本将较之DVR/NVR高。视频采集卡分为两种,硬件压缩视频采集卡和软件压缩视频采集卡。顾名思义,硬压卡是由专门的DSP或者ASIC来实现视频数据的处理和压缩,而软压卡只实现视频数据的采集,处理和压缩都由PC的处理器来实现。所以,硬压卡对PC处理器的耗用较少,数据压缩后传输,占用传输带宽少;而软压卡的所有负荷都在PC处理器上,原始数据进行传输,占用传输带宽大。就单卡成本而言,硬压卡的成本远高于软压卡,但单卡通道数可以做得更多,对PC配置要求不高。通过这种简单的比较,我们不难看出,硬压卡的定位介于软压卡和DVR/NVR之间。虽然现在PC价钱非常便宜,性能也足够强,但是最便宜的PC也还是比嵌入式的处理器贵。所以,硬压卡的市场份额有可能逐渐被软压卡和DVR/NVR蚕食。

当前,视频采集卡的主流还是PCI插卡。但是,因为PC的PCI总线工作在33MHz,无法实现8路D1的原始数据传输;另外,Intel在大力推广PCI Express总线,新推出的芯片组,提供更多的PCI Express接口,并让PCI接口逐渐淡出市场。所以,PCI Express的视频采集卡在逐渐流行起来。

硬压卡功能框图如“图3”,软压卡功能框图如“图4”。

在视频采集卡中,为了单卡实现多个通道,需要挂接更多的PCI设备,如图所示的DSP/ASIC或视频解码器,故需要进行PCI总线的扩展。Pericom公司的PI7C8152是完全透明的PCI桥,可以扩展4个PCI设备,用于硬压卡;PI7C8150,可以扩展9个PCI设备,用于8路软压卡;PI7C8140,可以扩展4个PCI设备,用于4路软件卡。这三颗芯片都在PCI视频采集卡上得到了广泛的应用,而Pericom公司推出的PCI Express x1到PCI 的桥接 PI7C9X111SL和PI7C9X112SL更是专门为视频监控应用量身打造,已经成为PCI Express视频采集卡应用的必然选择。

4、结束语

虽然现在视频监控技术己比较成熟并得到了广泛的应用,但受各种因索影响,高清智能监控目前还处于初步应用的阶段,今后需在高清视频监控标准的制定、降低成本、能分析技术等方面加快发展速度。