视频监控技术

视频监控技术（共12篇）

视频监控技术 篇1

近年来,随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展,视频监控技术也得到了长足发展。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。视频监控因其直观、准确、及时和信息内容丰富等优点,而被广泛应用于许多场合。

智能视频监控系统能够在计算机数据处理功能的帮助之下,快速从计算机视频中大量的数据中提取出关键信息,排除掉不需要的大量数据。智能视频监控系统的诞生,在传统的视频监控系统上进行一定程度上的创新和改善,不仅提高了视频质量,在安全性上也有了很大程度上的提升。智能视频监控系统的诞生,为以后保证视频和图像的完整性做出了贡献。

1 智能视频监控系统的概念

智能视频监控系统是采用图像处理、计算机视觉技术和模式识别,通过在系统中加入智能视频分析模块,借助计算机强大的数据处理能力,把画面当中用不到的或者干扰到正常画面的信息过滤掉,监控系统主要就是通过监控技术抽取出视频中关键有用的信息,找出异常情况时进行自主快速报警,这种监控技术可以处理突发事件,能够有效帮助警察处理相关问题,属于一种全天式的、实时的智能监控系统。和传统的监控技术相比,智能监控技术在很大程度上超越了传统的技术,更加具有效率性和安全性,不会再出现误报情况。智能监控视频技术的诞生,促进了监控行业的快速发展,更加具有商业价值。

智能视频(IV,Intelligent Video)源自计算机视觉(CV,Computer Vision)技术。计算机视觉技术是人工智能(AI,Artificial Intelligent)研究的分支之一,它能够在图像及图像描述之间建立映射关系,从而使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。视频监控中所提到的智能视频技术主要是指“自动分析和抽取视频源中的关键信息”。如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。建造视频监控系统的目的,一是为了视觉上的延伸——把处于别地的画面通过网络与设备“拉近”到眼前,因此有了远程监控;二是为了智力上的延伸——让系统自动分析问题并解决问题,于是有了智能监控。后者是更高层次的要求,也是视频监控今后发展的必然要求。

2 视频分析的关键技术

2.1 夜视情况下图像的清晰度增强

在视频监控系统中,很多技术都是用于监控白天的视频的,对于夜晚视频的监控缺乏重视,而夜晚视频的监控依然很重要,这就对夜视图像的清晰度有了一个更加高的要求,就需要对夜视图像的清晰度进行一定程度的加强。传统的加强对比度的方法主要分为三种:直方图均衡化、色调映射、Gamma校正。这三种方法主要就是通过提升图像对比度或者压缩高动态范围图像来进行的,这几种方式能够有效使画面看起来更加接近真实画面。但是,在没有光照的视频图像中,就没有办法应用以上这些方案,效果特别不理想。在这样的情况之下,就采用了红外线摄像机来进行改善,这种摄像机可以有效提高图像的对比度,但是,这种摄像机所拍下来的图像不含有颜色信息。最后通过整合目前出现的所有问题,运用图像融合技术来进行白天和夜晚的拍摄,再对不同的图像进行整合,这样就保证了夜视情况下图像的清晰度。

2.2 常用到的背景模型

视频拍摄的效果通常会受光照变化的影响,所以在此基础上,应用一个具有鲁棒性的背景模型是至关重要的,根据目前出现的背景模型找到了以下几种典型的背景模型。

混合高斯模型。在这种办法当中,每一个像素点都是一个变量,具有一定的独立性,每一个像素点出现的亮度值都用k个高斯来进行记录,高斯的分布是混合的。在检测到每一个数据诞生时,就要和k个高斯进行比较,看这种数据是否是k个高斯分布中的一种,最后再去更新此高斯分布的参数和随影的权重,如果和k个高斯的分布相比较没有找到对应的高斯,那么就用权重最小的高斯分布对新数据均值进行高斯分布,在此基础上,确定这个像素点是前景的像素。

基于码书的前景检测算法。这种方法主要就是通过量化聚类的方式,较长时间地来观察序列中的背景模型,使用这种方法在进行检测时,背景像素和测试的像素在强度上的距离和颜色要同时进行测量。这种办法可以在一定程度上拍摄到结构化的运动背景,能够自适应和压缩在限定内存情况下的背景模型。

2.3 运动目标检测

运动目标的检测在实际生活中最常见的就是以下三种,分别是:背景减除、帧差法、光流法。

2.3.1 背景减除

背景减除是这三种方法中在实际生活中最常见的一种方法。这种方法是把目前得到的图像和背景图像相减,得到的数值如果要是大于某个阈值,那么前景像素就和这个像素是一个。它的特征数据比一般的数据都完善。尤其是对类似于树叶的运动的感触特别敏感,在这样的情况之下,有很多科研人员在建立背景模型时都要求能够建立一个比较健全和强化的背景。

2.3.2 帧差法

时间差分是在连续的图像序列中将两个或三个相邻帧进行基于像素的差分,将得到的结果阈值化,从而提取出运动区域。时间差分在一定程度上可以使在计算上的开销变得很小,在某一个区域中,帧差法会出现空洞,看不到完整的前景区域。

2.3.3 光流法

这种方法就是在假设的条件下来计算每一个像素的运动,在此基础上,前后两帧像素点在幅度比较小的运动下轻度要保持不变,光流法最基本的假设就是两个相邻的图像亮度保持不变。它的优点主要就是在摄像头运动的同时依然可以看到独立的目标。

2.4 对象跟踪

在视频拍摄过程中,需要对视频进行一定程度上的分析,在视频分析过程中如果出现异常的情况,就需要通过跟踪来完成视频分析。跟踪是一个比较具有挑战性的工作,需要克服的难点有很多,目前出现的跟踪方式有以下几种。

2.4.1 点跟踪

这种方法的表现对象一般都是使用点来表示。在实际生活中,最常使用的数学模型有两种,分别为粒子滤波和科尔曼滤波。粒子滤波主要作用在非高斯分布的情况之下,在状态的预测过程中通常采用的是粒子组的条件状态的密度。科尔曼滤波则是完全受高斯分布控制的,它的系统则是线性的。

2.4.2 核跟踪

在跟踪过程中,根据跟踪对象的运动轨迹来进行,跟踪对象通常是一个几何区域。最常使用的跟踪方法也分为两种:Meanshift和模板匹配。Meanshift跟踪方法主要就是在特征的空间范围内寻找和搜寻函数点分布最密集的地方。而模板匹配相对于Meanshift来说是一种比较暴力的搜寻方式。汽配区域的计算量比较大,甚至根本没有半大实时地进行处理,它是图像和模板区域内最小的一个区域。

2.4.3 轮廓跟踪

这种跟踪方法主要就是通过大致的形体对主要对象进行跟踪,这种方法也可以分为两种形式:轮廓的进化和形状的匹配。

3 结语

本文主要是针对智能视频监控关键技术进行了详细分析和研究,在监控行业中,智能技术脱颖而出,奠定了监控技术的发展基础,在实际生活中,这种监控技术越来越多地应用到各个商业领域中,体现出智能视频监控技术的商业价值,为中国的监控技术打下良好基础,从侧面促进中国的经济发展。科学化的监控视频技术不仅可以应用在个别的国家中,在世界范围内依然可以应用。能够发挥出智能视频控制技术的商业价值,对监控行业本身也具有很深刻的意义。

总体来看,国际市场上的智能视频监控系统已占据了领先优势,这取决于其长期的发展和积累,以及来自政府或军队的强有力的支持。国内的厂商由于起步较晚以及研发力度相对欠缺,加之国内复杂的环境,目前这一领域仍处在起步阶段,但是,其发展空间不容忽视,市场的需求决定了智能化监控系统今后将处于主流地位。

摘要：随着科技发展的越来越快,智能视频监控技术被广泛应用在实际生活中。相对于传统的视频监控系统来说,智能视频监控系统具有较高的安全性,目前主要应用于银行、地铁、机场等需要进行监控的重要场合。目前,国内外对这种监控技术十分关注,笔者主要对智能视频监控关键技术进行研究和讨论,探讨其应用场合,挖掘其应用价值。

关键词：视频监控系统,智能视频分析技术,对象跟踪

参考文献

[1]刘诚,段红光,巴义.基于Android移动视频监控系统客户端的研究与设计[J].电视技术,2013(4):85-88.

[2]雷玉堂.浅析几种视频异常事件的智能视频分析技术与方法[J].中国公共安全,2013(12):129-132.

[3]朱方,吴莉,陈飞凌,等.智能视频监控终端在物联网中的应用和发展研究[J].中国电子科学研究院学报,2011(6):561-566.

视频监控技术 篇2

（一）项目背景

随着视频图像监控系统建设使用实践的不断深入，安全技术防范已成为治安防范的重要手段和社会治安防控体系建设的重要组成部分，在预防、发现、控制等方面，发挥着人防、物防所不可替代的重要作用。安全技术防范体系建设，在构建防、控、管一体化公共安全防控体系中，具有举足轻重的地位，在构建“和谐社会”中具有重要意义。

平安是改革和发展的保障，是和谐的前提。

根据以上情况，结合白河县公安局五期天眼高清视频监控平台项目改造的实际需求，决定建设高清安防视频监控系统，进一步加强行政中心防控，高效，快速处置突发事件，提升现代化管理水平。

（二）需求分析

白河县公安局五期天眼高清视频监控平台项目，在原有监控平台基础上采用光纤收发器组网，保证视频信号传输流畅、实时；并且可以与陕西公安视频监控及联网传输平台互联、互通、互信，实现无缝对接；所采用设备均响应招标文件所提出的性能要求；可通过网关接入社会资源，并且预留接口且满足接入GPS/GIS系统兼容等可扩展条件；前端采集设备接入县公安局监控中心的网络带宽不低于1000MHz，网络带宽应满足前端设备接入监控中心互联的带宽要求，并留有余量。

（三）建设依据

 视频监控系统各个环节符合《陕西省安全技术防范条例》的要求。必须达到《安全防范工程技术规范》（GB50348-200490）、《城市监控报警联网系统技术标准》（GA/T699.1~ GA/T 669.10）、《视频监控联网共享系统管理平台规范》（DB61/T524-2011）、《视频监控联网共享系统技术规范》（DB61/T525-2011）、《陕西省城市监控报警联网系统工程建设要求》（陕公通字[2008]49号）的要求

本工程严格执行国家、行业的现行各专业规范及标准。并且严格按照国家、行业的相关规范标准执行。

《城市监控报警联网系统技术标准》（GA/T669-2008）

公安部关于城市报警与监控系统的建设、管理、应用规范性文件（公安部 科技信息化局汇编2009年3月）

《中华人民共和国公安部行业标准》（GA70-94）《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）《安全防范系统通用图形符号》（GA/T75-2000）

《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T 832—2009）《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/833-2009）《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009 《防盗报警中心控制台》 GB/T16572—1996 《报警系统环境试验》 GB15211—1994 《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000）公安部《警用地理信息系统系列标准规范》 《电视视频通道测试方法》（GB3659-83）

《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB7401-1987）《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T 17963）《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》GB/T20271-2006 《计算机信息系统安全》（GA 216.1－1999）《信息技术设备的安全》GB4943-2001 《计算机软件开发规范》（GB8566-88）

《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2004)《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93）《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006)

《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)

（四）建设原则

本系统的总体设计根据国家、地方相关法规、技术标准规范的要求，结合结合白河县公安局五期天眼高清视频监控平台项目的实际情况，秉着积极消化吸收国内外先进经验和技术，立足国内、安全可靠、节俭实用、便于扩展和管理维护的原则进行。本次项目建设遵循的原则：

1、设备兼容:系统基于层次化设计，建立开放的应用调用接口体系，提供完整的软硬件开发、连接SDK工具和示例代码，保障第三方产品的接入。

2、技术先进：各种设备均需采用技术成熟、稳定且具备先进设计理念的产品，系统在建成后能通过平滑升级保持其先进性，延长生命周期。

3、经济实用性：按照实用性的原则，整个系统以实用、操作方便、简洁、性能高效为原则，既满足快速反应的特点，又满足决策层、管理层及时了解各项信息，进行业务处理和综合管理的实用要求。

4、高可靠性：由于本次项目系统涉及面广，使用环境的特殊性，必须保证系统工作稳定可靠。各子系统能稳定独立运行，操作系统及数据库构架采用成熟可靠的体系，重要数据要备份，系统考虑冗余设计。系统还必须适应高温、潮湿、酸雨、多尘等环境和具备防雷击、鼠害和人为破坏的功能。

5、先进性：由于计算机技术和信息技术发展迅速，在兼顾系统的实用性和高可靠性的同时，系统的设计和建设中必须具有一定的前瞻性，尽可能的采用先进的技术和开发工具，以保证系统和产品的先进性；但也要避免采用不成熟的技术以保证系统稳定性。

6、安全性与保密性：本系统运行的数据多为敏感、涉密信息，专业数据采用分布存放。网络及重要数据要安全管理措施。

7、开放性与标准性：系统涉及的部门众多，应是一个开放的、易扩展的、分布式的系统。系统设计所涉及的技术和选用的产品应是行业入围的主流产品，符合业界最新的标准，并具有良好的开放性，能够与相关系统进行相连和数据共享。

8、易操作性与易维护性：系统操作简便、应用软件操作界面友好，信息处理工作简单、方便、快捷。系统数据备份及数据恢复快速简单。系统维护、系统配置、应用软件安装等应简单，高效。在满足技术参数的要求和价格同等的条件下，优先考虑使用本地产品。

9、共享性：资源共享及信息交换，实现与政府相关部门的信息资源共享和交换；提高信息发布水平，提高公共服务水平和信息发布能力。同时为监控资源数字化整合共享提供接口。

（六）设计指导思想

系统的具体设计应以“实用、可靠、先进、经济”为指导思想。

1、以实用为主，在工程设计和实现的过程中，始终要把使用单位的实际需求放在首位，做到灵活、好用。选择实用性强的系列产品，模块化结构设计，既可满足当前的需要又可为今后系统发展扩展留有余地。监控覆盖面和图像质量须满足一线实战需求；图像实时监视和图像回放查询界面友好，系统安装、使用、维护简便。

2、可靠是指系统采用的软、硬件须经过具有相应资格的软件评测中心、产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能持续有效运行。可靠同时要兼顾到未来的发展，采用成熟而先进的技术和设备，力争使系统有良好的开放性、可扩展性和较长的生命期。系统全部采用国际标准的软硬件接口，为与其它系统的联结奠定了良好的基础。

3、先进是在系统总体方案设计时，必须要有超前思路，总体规划，采用先进技术。先进性是指关键设备必须采用国外及国内的先进设备，以确保3—5年内不落后。如前端摄像设备采用先进的摄像机。采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的、开放的平台。

4、经济性原则指系统尽量采用性能、价格比好的产品，既能满足实际需要，又可尽量降低费用，同时在系统化的设计过程中，进行优化设计，便于今后维护，大大降低系统费用。在确保实用性、可靠性、先进性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。

二、系统总体设计

（一）概述

鉴于此次结合白河县公安局五期天眼高清视频监控平台项目数字化高清视频监控系统改造，现针对改造中需要涉及的内容予以阐述。

一整套数字化高清视频监控系统主要由前端图像采集调制、高清传输、高清存储、高清解码显示、综合管理平台等模块组成，其中任何一个模块都必须达到数字化高清要求。

 前端采集

前端采集工作主要由高清摄像机加光纤传输设备构成。

网络高清摄像机清晰度达到200万像素，同时使用150米红外网络高清摄像机，具备SMART智能电子防抖/智能运动跟踪/越界侦测、区域入侵、人脸侦测、音频侦测、进入区域、离开区域、徘徊、物品遗留、物品拿取、人员聚集、车牌识别等功能。

 高清传输

传输是数字化高清视频监控重要的一环，犹如实际生活中的道路。本次系统光纤传输网络高清视频数据，并使用传输速率高达1000M的长距离光纤收发器。保证传输的稳定性和先进性。

高清存储

录像存储是高清监控的重中之中，视频监控90%以上的应用在录像回放。因

此存储设计是此次方案的重点，使用多盘位网络硬盘录像机，数据读写效率高，同时具备多硬盘同时读写和硬盘数据冗余功能，单盘损坏不影响数据安全性，同时设备其它关键模块也全部采用冗余设计，从硬件上保证了存储设备长时间7*24小时无故障工作。

高清显示

使用专业LED液晶监视器，在保证亮度的情况下同时保障图像的清晰度。并且可以7*24小时长时间连续工作。

平台综合管理

通过平台软件将所有前端摄像机、存储设备、数字矩阵等设备进行集中管理，同时实现集中实时视频预览、录像回放等功能，并且采用分级共享管理，让系统各级负责人都能监视所辖区域的视频资料。

（二）方案要求

方案要求总结如下：

 采用网络200万高清摄像机，视频清晰度高，高清录像视频的可利用率高，后期可扩展性强。

 存储设备可靠性高，存储设备硬件上采用多重冗余技术，软件上采用直存直取的模式，充分保证了整体系统的稳定性。

 监控中心显示设备全部采用高清液晶拼接屏和高清液晶监视器，整体清晰度高，便于工作人员及时掌握突发情况。

 将改造和新建点位的高清视频纳入统一管理平台，用户使用方便，便于各级人员调阅。

 整套系统采用数字化高清视频系统建设，具备智能分析功能。

三、存储方案设计

系统视频图像的存储采用集中存储的模式，在监控中心完成上传视频图像、备份存储相结合，所有监控点位全部24小时高清存储。

（一）存储设备选型要求

监控画质清晰

采用标准、专业海量存储设备存储监控录像，可根据实际业务需要任意设定图像存储格式，提高画质质量，实现高清晰的监控。

可选1080P、720P等多种不同清晰度监控画质，音频上可扩展支持必要的扩展G.711/ G..723 /G.729标准，确保实时监控画质、音质。还原历史监控影像完全相同，并可支持高清，达到清清楚楚监控、事后取证准确、精准支撑决策的监控效果，真正实现监控系统部署的意义。

存储系统的性能

存储设备的控制性能、持续读写带宽必须需随着摄像头数量的增加和存储容量的扩展而同步提升，以满足监控系统的带宽、性能需要，要求磁盘与控制器必须交换式连接方式，存储设备不可有内部带宽、性能的瓶颈。

事后取证的保障

采用标准、专业存储设备集中存储监控录像，保障监控数据安全、系统安全。

存储容量不受限制，存储系统采用分布式存储集中管理设计，监控录像保存周期和保存数量可随需延长。

存储系统采用企业级SATA硬盘，其安全性远高于普通监控硬盘，可保障监控数据的安全性，事后监控、调阅、调查有充分保障。

硬盘可实现RAID保护，并采用热备盘进行二级保护，进一步保障监控数据的安全性。

录像影像资料的检索速度－业务效率和快捷 快速精准的检索

能够实现历史影像资料的基于指针数据库的检索，检索速度达到秒级，同时指针数据库考虑对录像文件的采取防篡改或完整性检查措施；支持按图像来源、纪录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索，支持多用户同时并发访问同一数据源。

成熟标准的技术，开放兼容互通性

存储系统采用标准化协议，保证系统兼容性。经济性和投资保护

方案设计应具有前瞻性，在可预见的未来的设备改造中，要保证现有系统能最大程度的被继续使用，使目前的投资未来也能发挥较大的作用；

方案设计能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运行，提供高效能和高效益。尽可能保留并延长已有系统的投资，减少以往在资本与技术投入方面的浪费。

数据管理性

系统设备必须采用智能化、可管理的设备，最终能够实现监控、监测整个备份系统的运行状况。通过先进的管理策略、管理工具提高设备的运行性能、可靠性，从而简化维护工作。

易用性

系统能够方便地进行系统检测、监控、日常维护等方面的管理,具有良好的客户界面。设备采用直存直取的技术，无需存储服务器等设备控制录像存储，存储视频、回放录像不受平台软件控制，可单独使用，在综合监控管理平台出现故障时，也能方便调取录像。

可靠性

整套系统采用多重冗余技术，硬盘数据支持RAID 0、1、5,单盘故障不影响

整体数据安全性，充分保证了用户对存储设备高可靠性的要求。

六、显示方案设计

（一）设计概述

根据此次高清改造项目需求，鉴于现场实际情况，将显示设备全部更换成高清液晶显示设备，其中原先使用的4台液晶电视机器更换成 2*2的46寸专业超窄边液晶拼接屏，两边的25寸CRT监视器更换成32寸工业级高清液晶监视器，并且电视墙框架等部分也需改造。

（二）设计思想

 经济性：总体拥有成本低、长寿命、低维护成本  稳定性：嵌入式架构，不受外部因素影响  显示效果：高解析度、层次丰富、色彩艳丽

 认知度：大屏幕拼接广泛应用于各个领域，认知程度高，更易于操作使用

 节能环保：功耗低，设备寿命长，所有器件均不含铅汞等有害物，全金属外壳，完全无辐射

 可靠性：各项专业认证及严格的厂内测试保证了设备的稳定可靠，系统设计充分考虑了兼容性及冗余功能 本

（四）系统拓扑图

本大屏幕显示墙由一套 2（行)×2(列）46″(LED)专业超窄边液晶拼接屏（LED）和左右各6块液晶监视器组成。

系统拓扑示意图

（五）功能要求

（1）实现模拟视频、计算机信号、高清数字信号、网络流媒体信号的单屏、漫游、局部全屏、整屏拼接功能。

（2）施工中只需连接一根网线，即可在大屏幕上显示高清网络视频流信号，解决复杂布线和重复解码导致信号质量衰减的问题。

（3）控制核心采用嵌入式设备，稳定安全，有效规避大屏幕操作过程中常见的Windows操作系统中毒以及系统崩溃引起的不可控问题。（4）联网情况下，可以多人同时操作大屏幕。

（5）协议开放，大屏幕控制软件可以集成到安防平台软件，配合安防摇杆

键盘更加方便。

（6）可以对矩阵、音频，窗帘、灯光等外部设备进行控制。（7）支持PAD等平板电脑无线控制功能。

（六）控制软件功能要求

软件需具备多区块控制功能、信号组屏功能、云台控制功能、串口服务器扩展功能、报警功能、定时开关机功能、多用户协作功能、背光调节功能、用户权限管理功能、支持无线手持设备，并且用户无需安装客户端程序，可直接WEB访问。

七、综合监控平台设计

此次改造项目使用百万同轴电缆传输器+百万高清网络摄像机、200

万百万高清网络摄像机、网络硬盘录像机、数字矩阵、液晶拼接屏等监控设备，为保证系统整体使用的便利性，需要一套监控平台软件将所有监控设备进行统一管理。

流媒体技术在视频监控中的应用 篇3

关键词：

流媒体； 线程； 嵌入式Linux； 视频监控

中图分类号： TP 393 文献标识码： A

引 言

视频监控是光电行业的一个重要领域，随着通信技术和多媒体技术的发展，嵌入式视频监控摄像系统得到了广泛的应用，人们对视频监控的要求和质量也越来越高。因此视频监控摄像系统呈现出数字化、网络化两个主要特点。尤其近年来流媒体技术的发展更加促进了实时视频摄像的发展。

嵌入式技术是先进的计算机技术、超大规模集成电路、软件技术和各个行业相关应用相结合的产物。嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可剪裁，能适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性要求较高的专用计算机系统。嵌入式系统是相对于通用计算机系统而提出的。嵌入式系统也是一种软硬件混合系统。嵌入式操作系统采用Linux操作系统，Linux系 统源码开放，内核功能强大，多任务，易于裁剪，通信功能完善，具有良好的开发工具和环境。基于嵌入式流媒体系统体积小、价格便宜、功耗低，尤其是实时性效果好，所以得到了广泛的应用^[1-3]。

1 系统硬件结构

图1所示为流媒体服务器系统硬件设计平台，ARM选用海思公司的HI3511，HI3511是基于ARM926EJ内核的32位RISC的处理器，具有标准32位ARM指令集和16 位THUMB指令集。HI3511集成了丰富的外围部件，主要有外部总线接口EBI、USB2.0接口、以太网10/100 M MAC接口，用来仿真和烧写程序用的J-TAG接口、以及音视频输入输出接口等接口。其硬件结构见图1。

HI3511片内还集成了及协同视频硬件加速引擎。使得HI3511成为高性能通信媒体处理器，具有高集成、可编程、支持H.264和MJPEG-4等多协议，广泛应用于实时视频通信领域，其中H264MainProfile算法极大地提高了视频质量，并且能够提供灵活的场编码或帧编码，视频处理单元还支持双码流编码，处理器足以满足视频监控的相关要求。

流媒体技术是把连续得到媒体信息经过压缩后放到网络服务器上，这样客户就可使实现边下载边观看，而不需要将整个媒体文件全部下载完毕，所以流媒体技术非常适合现场事件，可以随机访问和快进或后退观看内容^[6]。

流媒体实时传输方式分实时流式传输和顺寻流式传输两种。实时流式传输可以保证媒体信号与网络连接相匹配，使媒体信息可以被实时看到，而且实时传输允许对媒体进行更多的控制，要比HTTP服务器复杂。顺寻流式传输是顺序下载，但客户只能观看已下载的部分，顺序流式传输可以使用HTTP服务器，比实时流式传输要简单。

3 流媒体系统软件设计

因为系统的关键就是流媒体服务器，所以这里也主要介绍与服务器有关的RTSP模块、RTP模块和用户界面的线程实现，这里首先介绍一下Linux的网络通信过程^[7]。

3.1 Linux的网络通信

Linux中网络通信是通过Socket套接字来实现，它是一种特殊的文件描述符，由于Linux的设备无关性，可以看做普通的文件描述符来操作，通过向描述符读写来实现网络通信。Socket使用的是C/S模式，常见的Socket有流式Socket、数据报Socket和原始Socket三种类型。套接字编程采用C/S模式，即由客户端向服务器进程发出请求，服务器进程执行被请求任务并将响应结果返回给客户端。套接字函数包括：Socket（）、Bind（）、Listen（）、Accept（）、Send（）、Recv（）、Close（）等。基本流程见图3。

其基本过程是Socket（）函数创建一个用于通信的套接字并分配一个绑定端口号，Listen（）函数是套接字成为一个监听套接字，调用Accept（）来启用套接字，此后程序就可以等待客户端的连接并处理其请求。客户端也建立一个Socket，返回描述符。配置端口号和IP地址，向服务器发送连接请求并接受服务器发回的确认连接信息。通信结束后，关闭双方的Socket。

3.2 流媒体协议介绍

3.2.1实时流协议（real-time streamming protocol，RTSP）

RTSP定义了一对多程序如何有效通过IP网络控制多媒体数据。RTSP是应用层协议，有很大的灵活性，可以用在多种操作系统上。RTSP在系统结构上位于RTP/RTCP之上，使用RTP/RTCP完成数据传输，主要用来控制具有实时特性的数据的传送，单本身并不传送数据。RTSP可以为流媒体提供诸如播放、暂停、快进等操作，负责定义具体的控制消息、操作方法和状态码等。RTSP的控制作用主要通过rtspsvr.c和rtspparse.c两个C语言文件来实现^[7，8]。

（1）rtspsvr.c包含一些处理方法的函数。如下：

RTSP_SessLists_Init，用于建立一个RTSP会话队列，保存已经建立连接的客户端；

RTSP_SessLists_Destroy，清除队列，与客户端断开后才使用；

RTSP_SessLists_Add，将已建立连接的客户端加入到会话队列中；

RTSP_SessLists_Remove，删除一个已经存在的RTSP客户端；

RTSP_SVR_Create，RTSP服务器初始化，分配端口，建立RTSP会话队列；

RTSP_SVR_Destroy，释放RTSP资源，关闭RTSP监听，释放RTP资源；

RTSP_SVR_Start，线程函数，用于调用RTSP_SVR_Proc函数；

RTSP_SVR_Proc开始RTSP监听，接受客户端发送的RTSP请求；

RTSP_Handle_Event，用于处理RTSP的会话方法。

（2）tspparse.c是用来处理文本文件的，包括的函数如下：

RTSP_Status，描述RTSP的状态码；

RTSP_Methods，描述RTSP的方法，如PLAY，SETUP等；

RTSP_Get_Status_Str，用于获得RTSP的状态码；

RTSP_Parse_Url，，用于分析URL，获取文本中的端口信息等；

RTSP_Get_Cseq，用于获得RTSP文本交互中的CSEQ，以判断是否是相应的请求与回答。

3.3 视频应用程序

Linux内核为Linux处理图形界面提供的最基本的底层驱动接口。应用程序不需要了解底层硬件的具体情况，只需通过设备节点对设备进行操作，就可以完成图像的显示^[9]。

SDL是一个跨平台、高性能的开源共享库，广泛应用于播放器、游戏的设计。SDL使用系统的底层API，但是在平台间统一了接口，使得基于SDL的程序具有良好的跨平台特性。SDL有以下优点：（1）直接使用内核提供的接口，运行效率高；（2）跨平台，移植性好；（3）面向应用，提供对图形，音频的高级应用；（4）提供了多种应用，如线程、消息循环、互斥锁、定时器等；（5）可配置性；（6）资源丰富。在线程设计上使用两个线程即用户界面线程和工作者线程。用户界面线程包括音视频同步播放和接受并响应用户的操作，然后将工作者线程解码出的音视频数据传递给使用者。线程的工作流程见图4。其客户端运行界面见图5。

4 结 论

基于嵌入式的流媒体摄像机是光学器材的一个重要应用，尤其采用最新CMOS传感器后，其灵敏度有了额较大提高、曝光时间缩短、单位像素尺寸的缩小，使得视频清晰度有了很大提高。在图像压缩方面采用MPEG-4算法，有效减轻了网络传输负担，有利于视频的实时性传输。嵌入式流媒体摄像机融合了现代通信技术和多媒体技术，尤其是嵌入式技术的应用，使得嵌入式流媒体摄像机获得了快速的发展。这种摄像机具有模块化设计，体积小，易于安装、使用和维护。支持即插即用的解决方案，只要接入网络，分配一个IP地址，就可以实现流媒体的传输，实现无人值守，就可以保证系统稳定可靠的运行。正因为如此，流媒体技术得到了越来越广泛的应用。

参考文献：

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智能视频监控关键技术分析 篇4

在计算机强大的数据处理功能帮助下,智能视频监控系统(IVS)能高速分析计算视频图像中的海量数据,并对于其中关键信息进行自动的分析和提取工作,这样就可以对于不同目标对象进行识别,把用户不关心的数据过滤掉。同时在自动识别不同目标对象时候,还能够发现系统中的异常情况,辅以适当的分析和描述,进行最快方式的报警处理,这样还能有效帮助相关人员进行危机处理。所以有人曾这样形象的描述智能视频监控系统:“智能视频监控系统就是对传统的只有眼睛的视频监控系统装上大脑,使其具有更为强大的自动分析判断的能力,从而实现其真正的智能化的功能和作用”[1,2]。本文主要针对智能视频监控技术中的运动目标的跟踪,还有运动目标的检测相关技术进行重点分析。

1 运动目标检测和提取

将运动目标从视频序列背景中提取出来就是运动目标检测的最为主要目的,其作为智能视频监控中处理的首先工作来说,其基础作用十分重要,结果直接影响到智能视频监控技术的相关后续处理工作[3]。

1.1 背景差分法

对于背景差分法来说,运动目标的获得则是通过视频图像与背景图像相比较。尽管该方法思路比较简单,但是纯背景在现实生活中的所获得的视频帧序列往往难以得到。这样,背景从原始的视频帧序列中获取,即在运动目标检测之前进行背景建模就十分重要。对于背景差分法来说,尽管思想比较简单,但是背景模型的建立则是一个难点。运动目标能被完整的分割开来,但是当存在遮挡和阴影等复杂背景的情况或者动态背景的时候,这样实时性方法比较差。所以说,这方法针对面积不大的目标,主要在静态或准静态背景下比较适用。

1.2 相邻帧间差分法

所谓的相邻帧间差分法,就是视频图像序列差分法,相邻的两、三帧图像亮度差能够使得视频图像序列中的运动目标特性表现出来,这样就可以对于运动目标进行确定。该方法思想也非常简单,实现起来较为容易。对于动态变化场景来说,实时性一般较好,但有时对于运动目标的所有像素的提取来说,可能存在一定的困难,这样情况在背景颜色与运动目标颜色相差不大时,尤为明显,因为很有可能出现阴影干扰,以及相关的“漏检”现场,误将背景检测作为运动目标的部分。这种方法主要是按照静态背景条件下,目标运动稍快较为适用,同时要求不高的图像分割精度。

1.3 光流法

光流(Optical Flow)计算技术就是,当运动目标在场景中运动时,其在视频图像中对应的像素点的亮度也在运动,而这种视频图像中各个像素点所表现出来的亮度模式的运动就被称之为光流。可见光流既表现出了视频图像中的亮度变化,同时也包含了运动目标的运动信息,因此根据光流法所表达出的图像的这些变化信息,我们可充分的利用其作为运动目标的运动检测。根据光流的定义,可以进一步的引入光流场的定义,根据所赋予的每个像素点的瞬时速度矢量,使得运动目标在运动过程中形成了一个二维的瞬时速度场,这个瞬时速度场,即就是运动场景中视频图像各个像素点所形成的三维速度矢量的平面投影。因此在运动的某一瞬间,我们可以得到视频图像中各个像素点与三维空间物体中各点的一一对应关系,由此可见,光流也包含了运动场景中三维空间物体的丰富信息。下面动态分析视频图像,按照各个像素点在视频图像中的光流矢量特征。当运动目标不存在视频图像中,在整个视频图像区域中,光流矢量是连续变化的;而当运动目标存在于视频图像中时,对于运动目标和背景图像来说,相对运动情况往往存在,这就是造成邻域背景与动目标所形成的速度矢量不同原因,也就从而能够有效检测运动目标及其位置。

针对光流法特点,场景中的任何信息不需要提前知道,也能检测出独立运动目标。对于动态背景较为适用,一方面图像的三维结构丰富的信息能够携带,另外一方面还具有运动目标的运动信息。但是计算量大、容易受到噪声影响则是光流法的缺点。当实施实时检测时候,还必须应该借助硬件才能实现,因而在应用在运动目标检测精度要求比较高的情况下。

2 运动目标描述

对于跟踪过程中的运动目标、还有视频图像序列中检测到的运动目标进行相关分析研究,需要利用一种方法在尽量减少冗余信息的前提下,进行表示的工作就是目标描述。运动目标跟踪的算法分类与其紧密相关,这是因为图形描述法不同,往往影响目标跟踪算法的不同,外轮廓描述法,矩形框描述法,点描述法,区域描述法还有基于图像的描述法是集中常见的描述方法。

3 运动目标跟踪

可以通过不同的特征值,同一运动目标的不同视频帧的视频图像序列可以相互关联起来,运动轨迹得以计算出来。所以可以看出,同种或者某种特征相似的元素集合可以在视频序列图像中找到,这就完成了目标跟踪,同时,特征模板的提取则极大影响到了匹配算法的准确性。图1为目标跟踪坐标示意图,我们看一下利用直观的图形方法定义运动目标的跟踪问题。

在图1中,二维图像从位置1(Xn-1,Yn-1,Tn-1)移动到位置2(Xn,Yn,Tn),定义位移矢量为(ΔXn,ΔYn)。则对于相邻两帧视频图像来说,物体表面上的各点相应的位移称为视差。所以,运动目标的跟踪就可以看作是目标的视差,并通过建立与运动目标一一对应关系在连续的视频序列中。

跟踪过程的两个重要指标是可靠性和精确度。对于不同的运动状态,不同的跟踪算法针对运动目标跟踪被采用。比如,动机性不强的较小面积的跟踪目标来说,一般为了提高精度而采用滤波跟踪方法;而具有一定面积的跟踪目标,且距离较近时,具有较大的抖动时,为了保证跟踪目标的稳定性和精确性,一般采用匹配跟踪方法和窗口质心跟踪运动目标的特征信息来进行跟踪,考虑运动目标跟踪算法时,则不用考虑运动目标的整体特性。在相应的特征集合被搜索到,运动目标跟踪成功,不仅大大减少了运算量,同时还具有较强的抗干扰能力,这是因为不变形和抗干扰性则为选取的特征,这也是大部分基于特征的目标跟踪算法的特点。其中,基于纹理特征的跟踪,基于运动特征的跟踪,基于颜色特征的跟踪和基于形状特征的跟踪等是常见的集中基于特征方法,但是在实际的算法中,为了达到更好的效果,往往是几种方法的综合使用。

可以看出,运动目标的跟踪问题可以按照以下三个步骤进行:第一,特征选取,显著特征从图像中进行选取;第二,特征集合的对应关系在视频序列中找到,完成特征匹配,还要对其进行相关一定分析处理;第三,计算相关的运动信息。

4 运动目标识别

从视频图像序列中按照一定的技术方法,对于输入的图像序列进行处理,然后进行提取和识别处理,这样就完成了运动目标识别工作。一般来所,运动目标识别分为有形运动目标识别和空间点的运动目标识别,他们的区分依据就是相机中成像的大小在识别目标由远及近移动过程中的变化。

基于一致样本的前提下进行的判决,首先需要得到感兴趣目标和背景的部分样本,建立相应的识别模型。目前,关于目标识别领域中出现的各种的目标识别算法,这些算法各具特点,一般包括基于知识的自动目标识别方法、经典的统计模式识别方法、基于多传感器信息融合技术的自动目标识别方法、基于模型的自动目标识别方法以及基于统计学习的自动目标识别方法等等。

运动目标识别与跟踪系统只需要对于目标的类型进行判断,而不需要了解图像中更多的细节问题,所以这里统计识别方法一般就是指提到的基于目标跟踪的识别方法。

5 运动目标行为分析

强调智能视频监控中智能化,主要体现在运动目标行为分析作用更加突出,一方面运动目标检测提取和跟踪相关诸多大量数据运算可以实现,另外一方面,体现出监控系统的人性思考特点,可以经过自主的,不加外人干涉而自动对于运动目标进行分析并处理,这样就能有体现整个监控系统的智能化特点。

比如,在了解人的行为包括跳、走、跑、躺、跳等等行为后,车的行为主要包括碰撞和车辆加速等等,这样针对某视频序列中的运动目标为人和车进行运动目标识别可以分析得到上述结论。其中,智能化能够认为是为监控系统的告警提供有效的数据基础,运动目标识别的基础上进行运动目标的行为分析。

目前,主要是在特定场景下的运动目标行为分析工作,一般来说,已知场景中发生的所有行为,或者已知所有相关的行为模式,并且这种行为模式的训练往往需要大量的样本。但是在实际情况下,往往要事先获得监控场景中的所有目标行为模型和大量训练样本具有很大难度,所以说,一种自适应的行为分析模型的学习方法就显得格外重要。

6 结束语

本文针对智能视频监控系统中关键技术进行分析,主要包括运动目标的描述、运动目标的跟踪、运动目标的检测、运动目标的识别以及运动目标的行为分析,分析而来整个智能化监控系统的特点,一定程度上分析了目标检测与目标跟踪的常用方法和算法,对于今后开展智能视频监控发展具有一定帮助。

参考文献

[1]韩晓冰,王玮明.基于软交换的井下视频监控系统[J].制造业自动化,2011,33(2).

[2]王鹏,朱秀昌.智能视频监控中滞留物与人的关联分析算法[J].电视技术,2011,35(3).

图书馆视频监控系统技术要求 篇5

图书馆项目监控系统采用纯数字系统，视频监控系统由前端摄像机信号采集、信号传输、后端信号显示、控制及存储三部分组成，系统将采用全数字的信号采集、显示和存储方式进行设计，图书馆控制主机等设备设于图书馆一层消防安控室内。

监控点主要设在周界、地下室、主要出入口、大堂、电梯厅、楼梯间、电梯轿箱、走廊、前台，及图书阅览室。大堂、主要出入口、广场、室外区域设置1080P彩色摄像机。走廊、电梯厅等公共区域采用720P彩色半球摄像机，楼梯间、地下车库采用低照度枪式摄像机，电梯轿厢采用电梯专用摄像机，周界及室内大空间公共区域采用高清智能球摄像机。

摄像机数量及类型依据图纸为参考，结合装修及现场情况进行二次深化设计。选用的前端摄像机，均采用高清网络摄像机，传输线缆选用与综合布线统一名牌超五类非屏蔽双绞线，摄像机电源部分将选用POE交换机进行供电，室内部分半球摄像机顶部安装，枪击摄像机墙壁安装，室外球型摄像机支架安装。

具体点位数量：720p红外一体机数量40台，720P红外半球118台，1080P 室外红外网络高速球型摄像机28台，720P 室内网络球型摄像机36台，电梯轿厢半球摄像机7台，1080p红外宽动态网络半球摄像机15台。

监控所用传输线缆布线与网络布线独立，以方便安装维护。

系统监控存储时间为30天，录像清晰度按不同前端类型达到720P或1080P以上。

4.2设计要求

本次图书馆视频监控系统采用全IP架构，部分重点位置采用1080P高分辨率高清网络摄像机，其它采用720P高清摄像机。在前端进行编码压缩，分别通过网络传入弱电设备间接入交换机，然后通过视频传输网，传输到安防监控室的视频综合平台进行解码上墙，并通过NVR模式（或类似构架，具体方案投标商结合厂家设备进行深化设计）进行集中存储，并预留向上一级安防中心（校安防总中心）的通信接口。

系统由前端子系统、传输子系统、存储子系统、显示子系统和控制子系统组成。

（1）前端子系统

即广泛分布在图书馆的各个监控点的前端网络摄像机、支架、护罩等。前端摄像机，均采用高清网络摄像机，出入口、楼宇周边、楼道需支持红外补光，出入口、大厅支持宽动态。

摄像机数量及类型依据图纸为参考，结合装修及现场情况进行二次深化设计。（2）传输子系统

楼内采用与综合布线统一名牌超五类非屏蔽双绞线独立成网，采用星形架构，通过设备间汇入二楼网络机房，PoE交换设置于设备间内。

（3）存储子系统

即部署在网络机房的网络存储设备，由于采用集中存储模式，即前端网络摄像机直接传至后台进行集中存储。具体方案投标商结合厂家设备进行深化设计。系统监控存储时间为30天，录像清晰度按不同前端类型达到720P或1080P以上。

（4）显示与控制子系统

即部署在监控中心解码设备，通过视频综合平台进行解码、显示设备和控制设备，具体包括显示设备及电视墙、解码设备、控制主机及控制台等。在本系统中工作人员借助它们完成监视与控制功能。

监控中心建设2行*3列46寸液晶电视组成电视墙。（5）国标对接

要求支持国家GB/T28181-2011《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》互联标准，实现不同监控系统之间的资源整合与共享。

要求监控系统开放开发接口以与其它应用系统对接。

4.3功能要求

用户权限的要求

系统要求支持系统管理员定义用户的级别，限制用户对于特定摄像机或者特定系统功能的使用权限，例如图像显示、历史图像回放或者配置权限。

系统要求具有权限锁定管理功能及抢权管理：用户对摄像机的控制权具有锁定功能，在对摄像机的控制过程中，以及操作结束后一段时间内（用户可设定），同一级别其它用户不能对同一摄像机进行控制，超过设定时间后，系统自动释放控制权；当有多个不同级别控制者试图争抢对摄像机的控制权时，将遵循优先级比较原则：即申请人首先发出的是一个控制请求信息，当申请人所拥有的优先级别高于现在的使用者时，系统拆除原控制链路，建立申请人使用的新控制链路，对摄像机进行控制。

设备故障恢复

在更换故障模块的时候，系统能自动安装恢复。

如果发生供电故障，系统应该在供电恢复后自动重新起动。

系统中任何服务器故障均不能对当前监控系统的操作和运行造成任何影响。远程管理

管理系统支持远程访问，操作员通过网络远程访问管理服务器，所有的功能都可以实现远程访问。

系统架构

系统采用全数字架构，所有摄像机采用网络摄像机，NVR（或类似构架，具体方案投标商结合厂家设备进行深化设计）集中存储，解码显示控制系统要求高度集成，使系统集成度高、稳定。

监控系统要求前端网络摄像机采用流媒体协议直接写入存储设备的集中存储模式，减少存储服务器的成本和单点故障。

所有监控点要求数据保存30天，并实现7x24小时监控，并且存储的图像数据应采用720P、1080P高清以上格式。

信网中心视频监控系统 3.1总体目标

网管中心项目监控系统采用纯数字系统，视频监控系统由前端摄像机信号采集、信号传输、后端信号显示、控制及存储三部分组成，系统将采用全数字的信号采集、显示和存储方式进行设计，网管中心控制主机等设备设于网管中心一层保安监控室内。

监控点主要设在主要出入口、电梯厅、楼梯间、电梯轿箱、走廊等处。主要出入口设置1080P彩色摄像机。走廊、电梯厅等公共区域采用720P彩色半球摄像机，楼梯间采用低照度枪式摄像机，电梯轿厢采用电梯专用摄像机，室内大空间公共区域采用高清智能球摄像机。

摄像机数量及类型依据图纸为参考，结合装修及现场情况进行二次深化设计。选用的前端摄像机，均采用高清网络摄像机，传输线缆选用与综合布线统一名牌超五类非屏蔽双绞线，摄像机电源部分将选用POE交换机进行供电，室内部分半球摄像机顶部安装，枪击摄像机墙壁安装。

具体点位数量：720P红外半球摄像机27台，电梯轿厢半球摄像机1台，1080P红外宽动态网络半球摄像机4台

监控所用传输线缆布线与网络布线独立，以方便安装维护。

系统监控存储时间为30天，录像清晰度按不同前端类型达到720P或1080P以上。

3.2设计要求

本次网管中心视频监控系统采用全IP架构，部分重点位置采用1080P高分辨率高清网络摄像机，其它采用720P高清摄像机。在前端进行编码压缩，分别通过网络传入弱电设备间接入交换机，然后通过视频传输网，传输到安防监控室的视频综合平台进行解码上墙，并通过NVR模式（或类似构架，具体方案投标商结合厂家设备进行深化设计）进行集中存储，并预留向上一级安防中心（校安防总中心）的通信接口。

系统由前端子系统、传输子系统、存储子系统、显示子系统和控制子系统组成。

（1）前端子系统

即广泛分布在网管中心的各个监控点的前端网络摄像机、支架、护罩等。前端摄像机，均采用高清网络摄像机，室外、出入口、楼道需支持红外补光，出入口、大厅支持宽动态。

摄像机数量及类型依据图纸为参考，结合装修及现场情况进行二次深化设计。（2）传输子系统

楼内采用与综合布线统一名牌超五类非屏蔽双绞线独立成网，采用星形架构，通过设备间汇入二楼网络机房，PoE交换设置于设备间内。

（3）存储子系统

即部署在网络机房的网络存储设备，由于采用集中存储模式，即前端网络摄像机直接传至后台进行集中存储。具体方案投标商结合厂家设备进行深化设计。系统监控存储时间为30天，录像清晰度按不同前端类型达到720P或1080P以上。

（4）显示与控制子系统

即部署在监控中心解码设备，通过视频综合平台进行解码、显示设备和控制设备，具体包括显示设备及电视墙、解码设备、控制主机及控制台等。在本系统中工作人员借助它们完成监视与控制功能。

监控中心建设2行*2列40寸液晶电视组成电视墙。（5）国标对接

要求支持国家GB/T28181-2011《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》互联标准，实现不同监控系统之间的资源整合与共享。

要求监控系统开放开发接口以与其它应用系统对接。

3.3功能要求

用户权限的要求

系统要求支持系统管理员定义用户的级别，限制用户对于特定摄像机或者特定系统功能的使用权限，例如图像显示、历史图像回放或者配置权限。

系统要求具有权限锁定管理功能及抢权管理：用户对摄像机的控制权具有锁定功能，在对摄像机的控制过程中，以及操作结束后一段时间内（用户可设定），同一级别其它用户不能对同一摄像机进行控制，超过设定时间后，系统自动释放控制权；当有多个不同级别控制者试图争抢对摄像机的控制权时，将遵循优先级比较原则：即申请人首先发出的是一个控制请求信息，当申请人所拥有的优先级别高于现在的使用者时，系统拆除原控制链路，建立申请人使用的新控制链路，对摄像机进行控制。

设备故障恢复

在更换故障模块的时候，系统能自动安装恢复。

如果发生供电故障，系统应该在供电恢复后自动重新起动。

系统中任何服务器故障均不能对当前监控系统的操作和运行造成任何影响。远程管理

管理系统支持远程访问，操作员通过网络远程访问管理服务器，所有的功能都可以实现远程访问。

系统架构

系统采用全数字架构，所有摄像机采用网络摄像机，NVR（或类似构架，具体方案投标商结合厂家设备进行深化设计）集中存储，解码显示控制系统要求高度集成，使系统集成度高、稳定。

监控系统要求前端网络摄像机采用流媒体协议直接写入存储设备的集中存储模式，减少存储服务器的成本和单点故障。

所有监控点要求数据保存30天，并实现7x24小时监控，并且存储的图像数据应采用720P、1080P高清以上格式。

视频监控技术 篇6

摘 要：面对三网融合全业务竞争的压力，专网业务已经成为广电运营商一个非常重要的增值业务。文章通过具体案例，就如何依托广电传输网络结构和光纤资源，结合EPON技术，搭建治安视频监控专网进行了探讨和研究。

关键词：广电网络；EPON；视频监控

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）20-0083-02

随着社会的不断发展，人们越来越需要一个平安和谐的生活环境，预防和打击犯罪、反恐防暴等工作，已经成为构建“平安城市”的重点内容。治安视频监控系统指的是为了满足城市管理和城市治安需要，利用地理信息系统、图像的采集、传输、显示等设备以及控制软件，对指定区域进行监控和记录的系统。广电网络公司作为以提供视频媒体传输服务为主营业务的运营商，其网络资源有着得天独厚的优势。在此基础上，结合目前应用得比较成熟的EPON技术，广电网络公司在治安视频监控专网业务上越来越有竞争力。

1 广电城域网结构

广西有线广播电视城域网络分为一级光纤网、二级光纤网和三级电缆分配网。城市网络用户数不足10万户的网络可不设分前端，其网络结构仅包含二级光纤网和电缆网。城市网络用户大于10万户或覆盖地域较大的网络以及市县到乡镇村的网络可根据实际情况设立若干个分前端，其网络结构包含一级光纤网（或传输网）、二级光纤网和电缆分配网。城域网络联接各分前端的一级光纤网络采用星型网或环型网络/物理连接星型结构，按并发选收方式传输；二级光纤网采用双星型或混合型网络/物理连接星型结构，电缆网络以树型结构为主。城域网络按双向传输方式建设；电缆分配网采用双向模块化结构，用户接入采用无源集中分配方式连接。柳城县有线电视用户约1万户，其城域网结构如图1所示。

2 EPON技术

2.1 EPON技术基础

EPON（Ethemet Passive Optical Network，以太网无源光网络），目前是一种流行的无源光纤接入网络技术。它采用无源光纤传输，单点到多点的结构，提供多种业务于以太网之上。执行IEEE802.3ah技术标准，在传输网络上按照以太网格式的报文，最大支持对称速率为1.25 Gbps。EPON技术在链路层使用的是以太网协议，在物理层使用的是PON技术，以太网接入上利用PON的拓扑结构来实现。因此，它具有对网络协议透明、节省光纤资源的特点，在光纤接入网中扮演着的角色越来越重要，正逐步成为高清视频监控的主要传输网络。

2.2 EPON系统组成

EPON由局端设备OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户端设备ONU（Optical Network Unit，光网络单元）和光分路器ODN（Optical Distribution Network，光分配网）组成。OLT与ONU之间仅仅保留光缆、光分路器等无源器件，无需额外配备机房、无需电源、不需要对有源设备进行维护，可非常有效的节约建设成本和维护成本。

2.3 EPON传输方式

EPON使用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术，采用下行1 490 nm、上行1 310 nm不同波长，实现在一根光纤传输上下行数据，而相互不影响。下行方向，OLT发出的信号以广播式发给所有用户，上行方向，各ONU采用时分复用TDMA（Time Division Multiple Access）技术。

下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽。EPON可以提供1.25 Gbit/s的上下行带宽，传输距离可达10～20 km，支持最大光分路比1：64，因此可有效降低主干光纤和OLT的成本压力。EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素，二者具有天然的融合性。

3 治安视频监控专网设计

3.1 项目概况

本文案例为柳城县天网二期治安高清视频监控系统建设项目。该项目由柳城县人民政府出资，广西广电网络柳城分公司承建，竣工后交由柳城县公安局使用。项目计划在柳城县县城及乡镇主要街道和人流密集区，建设142个高清监控点，监控摄像机像素达到200万，分辨率达到1 920×1 080，且带红外夜视功能，能实现24 h不分昼夜监控，并将监控图象传到柳城县公安局指挥中心机房，实现对监控目标的安全防范及智能管理。该项目建设周期为120个工作日。

3.2 承载网设计

柳城县治安高清视频监控系统（天网二期）在整体上由142个前端监控点采集视频图像信息，经广西广电网络柳城分公司提供的治安视频监控专网传入县城中心机房OLT设备，最后由汇聚层交换机接入柳城县公安局监控中心平台。

各派出所监控室也通过EPON网络连接到柳城县公安局监控中心平台，按分级授权取得所需的图像信息。柳城县天网二期治安高清视频监控系统基于广西广电网络公司IP城域网进行组网，网络结构分为三层，分别是核心层、汇聚层和接入层，系统结构，如图2所示。

①核心层：监控中心属于视频监控网的核心层，包括中心管理平台、存储转发服务器、控制服务器、电视墙等部分。监控中心与柳城县广电网络中心机房实现互联，采用以太网透传技术将所以监控点视频图像汇聚，实现对监控图像按局域网方式进行传输。

②汇聚层：汇聚层是视频监控网络的骨架，它从网络末端连接进入汇聚机房，采用IP以太网通过点到点的专用传输通道方式，传送到汇聚交换机来进行汇聚，汇聚机房到上一级核心层采用n×1 000 M电路进行汇聚上传。县城广电网络中心机房采用的是BDCOM P5900型号的OLT，这台天网治安监控系统专用OLT设备具备2个主控板、2个增强型业务槽和12个普通型业务槽，支持主控板及电源1+1备份，最大支持48个EPON接口，最大支持1：64分光比，系统最大可支持3 584个ONU接入，传输距离可达20 km。

③接入层：接入层是视频监控网络的基础。终端监控点使用的是数字高清摄像机，所传输信号是采用H.264编码压缩技术的数字信号，视频信号接入ONU设备的10/100 M以太网接口，通过光纤和光分路器ODN接人附近机房OLT设备，实现视频图像全IP化传送。前端监控点采用BDCOM P1004C2型号的ONU，支持上下行对称的1 Gbps的PON传输速率，配合BDCOM系列的OLT设备可实现高达1：64的分光比，网络覆盖半径可达20 km；结合PON中继设备，可进一步将传输距离延伸至60 km。

3.3 ODN网络设计

ODN作为OLT和ONU之间提供光传输通道，从功能上可分为馈线光缆子系统、配线光缆子系统、入户线光缆子系统和光纤终端子系统。在ODN网络设计中，为了方便前期施工和后期维护，分路器通常选择功率等分型光分路器。合理设置光分路器可以有效提高光纤资源利用率。为了节约成本，提高柳城广电城域网光缆干线的利用率，本项目把主干光缆交接箱设为光缆分配点，放置一级光分路器；把光缆节点设为用户接入点，放置二级光分路器。

3.4 IP地址规划

IP地址规划主要涉及到网络资源有效利用和管理的问题，而如何有效利用IP已经成为IP地址规划最重要的问题，合理分配IP地址是网络有效利用和网络顺利运行的关键。

柳城县天网二期治安高清视频监控系统预分配IP网段：从172.44.28.1-172.44.51.255，共24个网段。

在监控网络规划中，每个物理区域设置为一个VLAN，为了保障网络的高性能和高可用，在具体VLAN规划时，同一个VLAN内的通信主机应该控制在50台以内，在同一个VLAN中设置单独的服务器。

4 结 语

随着国家“三网融合”政策不断推进，广电行业面临的竞争压力越来越大。

而通过EPON技术搭建在广电城域网光纤网络的治安视频监控系统必将成为广电运营商又一个新的增值业务。网络结构完善、覆盖面广、资源丰富的优势，将为广电运营商在“平安城市”建设中发挥更重要的作用。

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视频监控技术研究及应用探讨 篇7

无论是传统的模拟视频监控还是数字视频监控以及目前比较流行的网络视频监控, 也无论其规模大小, 大致都可以分为前端图像采集、视频流传输、后台图像处理及存储三部分, 如图1所示。

1.1 摄像部分

摄像部分一般安装在监控现场, 它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。它的作用是对监视区域进行摄像, 并通过感光器件 (通常为电荷耦合器件CCD) 将采集到的光信号转换成电信号输出。

1.2 传输部分

传输线路上传输的是视频信号和控制信号。传输介质可以选用同轴电缆、微波、光纤或双绞线等。随着无线技术的发展, 视频监控系统目前也有利用无线传输的, 但主流还是有线方式。

1.3 显示与记录部分

这部分设备通常被放置在控制室或者监控中心, 构成视频监控系统的支撑平台, 用于显示、处理、存储前端监控点的图像信息。主要的部件有:显示设备、存储设备、目录服务设备、视频调度设备等。

2 视频监控发展历程

视频监控系统经历了本地模拟信号监控系统、基于PC的多媒体监控系统、基于Web服务器的远程视频监控系统等三个发展阶段。

2.1本地模拟视频监控

在20世纪90年代初以前, 主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统, 称为第一代模拟监控系统。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。

2.2基于PC的多媒体监控

系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备, 获取图像信息, 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中心, 经过多媒体主机 (DVR) 压缩处理后成为数字信号, 因此这个阶段的视频监控系统也被称为半数字化视频监控系统。

2.3基于Web服务器的远程视频监控

其主要原理是:视频服务器内置一个嵌入式Web服务器, 采用嵌入式实时操作系统。摄像机等传感器传送来的视频信息, 由高效压缩芯片压缩, 通过内部总线传送到内置的Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的图像信息, 授权用户还可以控制传感器的图像获取方式。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, 同时, 用户也无需使用专用软件, 仅用浏览器即可。

从以前的模拟监控到现在的数字监控;从落后的现场监控到先进的远程监控;从有人值守监控到现在的无人值守监控, 视频监控正朝着数字化、网络化、规模化方向蓬勃发展。

3 视频监控技术发展趋势

伴随着用户市场需求的变化以及相应的计算机技术、编解码技术、网络传输技术的发展, 视频监控技术将会呈现以下几个方面的发展趋势:

3.1 视频监控IP化

随着Internet技术的发展, 基于IP的视频监控更能为人们所接受, 网络摄像机把压缩的视频信息通过TCP/IP协议, 采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输, 拥有授权的用户可以随时访问互联网, 实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制等功能。

3.2 视频监控无线化

当监控点分散且与监控中心距离较远, 或被监控对象不固定 (如出租车、运钞车等) 时, 利用传统有线网络的视频监控对象往往成本高且难以实现, 而基于多种无线传输手段的移动视频监控实现了不可替代的优势。应该看到, 随着无线宽带技术的进一步发展, 无线视频监控将以其组网灵活、受地域限制少的优势被越来越多的应用。

3.3 视频监控智能化

智能化是视频监控技术发展比较高级的层次。随着技术的发展, 全智能的监控系统将要求事发前能够识别并作出正确的判断, 为人们提供最为有效、及时的快速反应措施。

3.4 视频监控集成化

智能视频监控技术的演变与应用 篇8

智能视频源自计算机视觉技术。计算机视觉技术是人工智能研究的分支之一，它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，从而使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。

智能的视频监控技术

视频监控中所提到的智能视频技术主要是指：“自动的分析和抽取视频源中的关键信息。”如果把摄像机看作人的眼睛，而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频技术借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面中的海量数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。

智能视频监控以数字化、网络化视频监控为基础，但又有别于一般的网络化视频监控，它是一种更高端的视频监控应用。智能视频监控系统能够识别不同的物体，发现监控画面中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，从而能够更加有效地协助安全人员处理危机，并最大限度的降低误报和漏报现象。

在世界反恐斗争日趋严峻的今天，智能视频监控显然能够成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件的有力辅助工具。此外，智能视频监控还可以应用在交通管理、客户行为分析、客户服务等多种非安全相关的场景，以提高用户的投资回报。

视频监控系统的演变

第一代视频监控系统

第一代视频监视系统指的是以VCR为代表的传统CCTV监控系统，系统主要由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像带等构成。

第一代系统存在很多明显的缺点，例如维护工作繁琐、无法进行远程访问、无法与其他安防系统(如门禁、周界防护等)有效集成、录像质量将会随着时间的推移下降等。

第二代视频监控系统

在上世纪90年代中期，以DVR为代表的第二代视频监视系统出现在视频监视市场上。DVR使用户可以将模拟的视频信号进行数字化，并存储在电脑硬盘而不是盒式录像带上。

数字化的存储大大提高了用户对录像信息的处理能力，用户可以通过DVR来控制摄像机的启闭，从而实现移动侦测功能。此外对于报警事件以及事前/事后报警信息的搜索也变得异常简单。

进入21世纪后，随着网络技术的发展，DVR系统又进一步发展成为具有网络功能的NVR系统。与DVR系统相比，NVR系统不但实现了视频信息的数字化存储，还实现了视频档案信息的数字化传播，即NVR可以直接接入到IP网络中，从而使存储下来的视频信息可以通过网络方便地进行共享。

第三代视频监控系统

第三代系统指定就是目前正在蓬勃发展的网络化视频监视系统，又称为IP监视系统，它最早出现于2001年。

网络化视频监视系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的，因此它克服了DVR/NVR无法通过网络获取视频信息的缺点，用户可以通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息。

第三代视频监控系统是完全数字化的系统，它基于标准的TCP/IP协议，能够通过局域网/无线网/互联网传输，布控区域大大超过了前两代系统;它采用开放式架构，可与门禁、报警、巡更、语音、MIS等系统无缝集成;它基于嵌入式技术，性能稳定，无需专人管理;它灵活性大大提高，监控场景可以实现任意组合，任意调用。

智能视频监控的主要优势

1．全天候可靠监控

智能视频监控系统彻底改变了以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式，它通过嵌入在前端设备(网络摄像机或视频服务器)中的智能视频模块对所监控的画面进行分析，并采用智能算法与用户定义的安全模型进行对比，一旦发现安全威胁立刻向监控中心报警。

2．提高报警精确度

智能视频监控系统能够有效提高报警精确度，大大降低误报和漏报现象的发生。智能视频监控系统的前端设备(网络摄像机和视频服务器)集成了强大的图像处理能力，并运行高级智能算法，使用户可以更加精确地定义安全威胁的特征。

3．提高响应速度

智能视频系统拥有比普通网络视频监控系统更加强大的智能特性，它能够识别可疑活动(例如有人在公共场所遗留了可疑物体，或者有人在敏感区域停留的时间过长)，因此在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面，使安全部门有足够的时间为潜在的威胁做好准备工作。

4．有效扩展视频资源的用途

无论是传统的视频监控系统还是网络视频监控系统，其所监控到的视频画面都只能应用在安全监视领域，而在智能视频系统中，这些视频资源还可以有更多的用途。

例如，商场大堂的监视录像可以用来加强对VIP顾客以及普通客户的服务，智能视频系统可以自动识别VIP用户的特征，并通知客服人员及时做好服务工作。

智能化、数字化、网络化是视频监控发展的必然趋势，智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更加强大的图像处理能力和智能因素，因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能，它可以极大地提高视频监控系统的能力，并使视频资源能够发挥更大的作用。

在安全相关类的应用

安全类相关的应用是目前市场上存在的主要智能视频应用，特别是在“911”恐怖袭击、马德里爆炸案以及伦敦爆炸案发生之后，市场上对于此类应用的需求不断增长。这些应用主要作用是协助政府或其他机构的安全部门提高室外大地域公共环境的安全防护。此类应用主要包括：

高级视频移动侦测。在复杂的天气环境中(例如雨雪、大雾、大风等)精确的侦测和识别单个物体或多个物体的运动情况，包括运动方向、运动特征等。

物体追踪。侦测到移动物体之后，根据物体的运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体，在物体超出该摄像机监控范围之后，自动通知物体所在区域的摄像机继续进行追踪。

人物面部识别。自动识别人物的脸部特征，并通过与数据库档案进行比较来识别或验证人物的身份。此类应用又可以细分为“合作型”和“非合作型”两大类。“合作型”应用需要被监控者在摄像机前停留一段时间，通常与门禁系统配合使用。“非合作型”则可以在人群中识别出特定的个体，此类应用可以在机场、火车站、体育场馆等安防应用场景中发挥很大的作用。

车辆识别。识别车辆的形状、颜色、车牌号码等特征，并反馈给监控者。此类应用可以用在被盗车辆追踪等场景中。

非法滞留。当一个物体(如箱子、包裹、车辆、人物等)在敏感区域停留的时间过长，或超过了预定义的时间长度就产生报警。典型应用场景包括机场、火车站、地铁站等。

非安全相关类的应用

除了安全相关类应用之外，智能视频还可以应用到一些非安全相关类的应用当中。这些应用主要面向零售、服务等行业，可以被看作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。统计穿越入口或指定区域的人或物体的数量。例如为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量。

人群控制。识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等等，用以避免形成拥塞，或者及时发现异常情况。典型的应用场景包括超市、火车站等人员聚集的地方。

注意力控制。统计人们在某物体前面停留的时间。可以用来评估新产品或新促销策略的吸引力，也可以用来计算为顾客提供服务所用的时间。

交通流量控制。用于在高速公路或环线公路上监视交通情况，例如统计通过的车数、平均车速、是否有非法停靠、是否有故障车辆等等。

运作实例

人数统计功能是智能视频的一个较为简单的应用，该应用能够通过视频监控设备对监控画面的分析自动为用户计算进/出特定区域的人数。这一应用在服务、零售等行业可以用来协助管理者分析营业情况或提高服务质量。

为了实现人数统计这一智能视频应用，并为将来其他可能出现的智能视频应用做好硬件准备，AXIS基于现有的视频服务器产品推出了专门针对智能视频应用的硬件平台AXIS 242S IV视频服务器，该产品通过集成专用DSP芯片(TI DM 642)而获得了强大的图像处理能力。

在此基础上，AXIS进一步推出了可以安装和运行在该平台上的第一款智能视频应用软件模块———人数统计模块(AXIS IVM 120 People Counter)，从而使软件供应商或系统集成商可以针对用户需求，在解决方案里添加这一功能。

此外，为便于其他软件供应商基于该平台开发其他的智能视频应用模块，AXIS还为该平台订制了标准的开发接口和SDK开发包。任何感兴趣的软件供应商均可以基于AXIS的硬件平台，利用免费的开发接口独立开发和提供智能视频应用模块，也可以通过加入AXIS特有的ADP (Application De ve lop me nt Pa rtne r)计划与AXIS建立正式的合作关系，共同提供完整的智能视频应用解决方案。

结束语

基于视频监控技术的客流计数系统 篇9

目前市场中主要采用含有红外线监测装置、热量监测装置、光电监测装置、重量监测装置的自动客流计数系统等[1]。西门子的客流量计数系统[2]采用红外线技术, 通过统计红外线光束流的中断次数, 实现对客流的计数, 装置通常装配在门口, 红外线光速流每一次中断代表客流通过一次。但是在当行人数量较多并且行人重叠度较高时, 精度不高。文献[3]中提出的计数系统利用三个传感器来实现客流计数功能, 但此系统对三个传感器的安装位置要求很严格, 并且三个传感器的相对位置对精度也有影响。因此上述自动客流计数系统都不能在复杂的环境条件下提高客流计数的准确度。把视频图像处理技术应用在客流计数系统上是视频检测技术的一个新的发展方向, 通过检测图像中特定行人目标的出现来判定是否有客流经过。

针对自动客流计数系统的应用特点, 文章提出了一种基于视频图像序列的目标检测与识别方案, 独立设计一套基于视频监控的客流量计数系统。并提出了一种, 该算法以背景差分为基础, 融合帧间差分法、动态背景建模等技术, 实现背景的快速更新, 实时准确的对运动目标进行检测, 从而实现对客流量的跟踪计数。

1. 自适应背景模型

本文提出一种在保留背景差分、目标分割完整这一优点基础上, 可以快速建立背景的具有一定自适应能力的背景模型。该方法通过多次连续的帧间差分法, 从视频序列图像中快速检测出背景区域, 在检测出的背景基础上确立各点的背景检测模型。具体处理过程如下:

(1) 通过视频监控设备捕获某一时间段的图像序列

(2) 设fk (i, j) 和fk+1 (i, j) 为捕获的相邻两帧图像 (1≤k≤t) 。对其进行差分处理, 检测出属于背景的像素点。

(3) 时间间隔TV后, 用相同方法捕获相邻两帧图像进行差分处理, 直至得到差分图像序列, 设差分次数为M, 则差分序列共有M帧图像。

(4) 利用步骤2的图像建立背景, 假设被遮挡的背景至少露出来1次, 就可以用公式 (1) 提取出背景, 其中R为不为0的次数。

(5) 用提取出的背景信息为参数建立初始背景模型, 由式 (2) 决定后续图像是前景点还是背景点, 当满足条件时, 该点为背景点, 否则为前景点, 其中f (i, j) 为当前帧某个像素点的灰度值, TN是一个动态的最佳阈值。

2. 目标的自适应分割与检测

本文从提高检测速度的角度考虑, 与高斯方法[4]有所不同, 提出的目标检测公式用TN代替了TP, 从实验结果得出, 通过选取得当的阈值TN并在场景变化时可以不断改变该值来适应新场景, 依然可以有效地检测出运动目标。本文的阈值TN是一个基于直方图的动态最佳阈值。

实验图像采用上文得到的背景和新获取的第65帧图像, 从实验结果分析, 本文提出的方法能在不断变化的场景中高效、快速地检测出运动目标。图1是本文提出的检测方法最佳阈值为45的实验结果图像, 图2是阈值为标准差的高斯背景差分结果图像。

3. 目标跟踪与客流量计数

系统在目标检测基础上对目标采用模板匹配且逐帧跟踪, 并提出了一种通过设置标志线的方法判断行人目标是否通过标志线从而实现计数[5]。综合运动目标的形状、位置以及统计等特征, 建立行人目标的特征模板, 进行匹配检测, 实现连续跟踪。在目标匹配时首先考虑位置特征, 在预测位置附近进行搜索, 若检测不到目标则认为跟踪失败, 否则结合其他信息进行匹配判断如形状特征, 统计特征等。其中统计特征是将连续两个目标图像的相关性和图像的灰度均值等作为目标匹配特征。

灰度均值为:

相关系数为:

目标跟踪过程中, 依据前一帧图像的检测结果分别为每个目标建立多特征模板, 对当前帧预测区附近出现的目标进行匹配。如果匹配则跟踪成功, 并更新匹配模板, 用来处理下帧图像, 从而实现对运动行人进行连续检测和跟踪。否则, 使用原模板继续处理下帧图像。如果图像序列连续三帧中目标和模板均不匹配, 即认为目标跟踪失败, 则为新目标建立模板, 从第四帧开始对新目标进行跟踪。最后, 根据图像序列中依次确定的目标位置判断是否通过标志线从而实现计数。

4. 结论

本文提出了一种利用视频监控对客流量进行检测分析的解决方案。在查阅了大量的国内外资料文献后, 笔者发现在大型超市、地铁出入口、交通环境等复杂环境中, 基于视频监控的行人检测技术仍然是一个难题。主要由于行人穿着各式各样很容易和背景相混淆;同时行人的动作也是各有不同, 运动方向也各不一样, 同时行人时常还会佩戴帽子或背包等饰物;从而导致背景图像中出现不同的物体, 有多种干扰目标。针对上述难点提出了一种自适应背景更新算法, 该算法以背景差分为基础, 融合帧间差分法、动态背景建模等技术, 从而实现快速高效的更新背景, 实时准确的对行人目标进行检测, 并提出通过设置标志线判断是否有客流通过从而进行计数的新思路, 并在试验中取得较为满意的效果。

摘要：行人流量检测技术在商场、地铁、大型超市等公共场所的出入口中应用需求广泛, 社会和经济效益明显。行人流量检测技术通过利用智能视觉和图像处理的方法建立一个智能管理系统, 通过对摄像机拍录的视频序列进行分析实现行人的定位、识别和跟踪, 文章在此基础上提出了一种更先进可行的智能处理方案。

关键词：视频监控,目标检测,背景差分,客流计数

参考文献

[1]Peter G.Furth, James G.Strathman, Brendon Hemily, Making Automatic Passenger Counts Mainstream:Accuracy, Balancing Algo-rithms, and Data Structures[J].Transportation Research Borad, 2004, 11.

[2]Siemens Transit Mastern Automatic Passenger Counters.http://tvansitmaster siermensvdo.com/product%20sheet/apc.pdfv, 2004.

[3]高玉龙.公交计数系统设计与实现[J].应用科技, 2004, 31 (3) .

[4]Dihua Sun, Min Zhao, Automatic Passenger Counting Based on Multi-object Recognition Using Dynamic Images[J].The International Conference on Mechatronics and Information Technology.2005.

视频监控技术原理与应用趋势初探 篇10

无论是传统的模拟视频监控还是数字视频监控以及目前比较流行的网络视频监控,也无论其规模大小,大致都可以分为前端图像采集、视频流传输、后台图像处理及存储三部分,如图1所示。

1.1 摄像部分

摄像部分一般安装在监控现场,它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。它的作用是对监视区域进行摄像,并通过感光器件(通常为电荷耦合器件CCD)将采集到的光信号转换成电信号输出。

1.2 传输部分

传输线路上传输的是视频信号和控制信号。传输介质可以选用同轴电缆、微波、光纤或双绞线等。随着无线技术的发展,视频监控系统目前也有利用无线传输的,但主流还是有线方式。

1.3 显示与记录部分

这部分设备通常被放置在控制室或者监控中心,构成视频监控系统的支撑平台,用于显示、处理、存储前端监控点的图像信息。主要的部件有:显示设备、存储设备、目录服务设备、视频调度设备等。

2 视频监控发展历程

视频监控系统经历了本地模拟信号监控系统、基于PC的多媒体监控系统、基于Web服务器的远程视频监控系统等三个发展阶段。

2.1 本地模拟视频监控

在20世纪90年代初以前,主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统,称为第一代模拟监控系统。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。

2.2 基于PC的多媒体监控

系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备,获取图像信息,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中心,经过多媒体主机(DVR)压缩处理后成为数字信号,因此这个阶段的视频监控系统也被称为半数字化视频监控系统。

2.3 基于Web服务器的远程视频监控

其主要原理是:视频服务器内置一个嵌入式Web服务器,采用嵌入式实时操作系统。摄像机等传感器传送来的视频信息,由高效压缩芯片压缩,通过内部总线传送到内置的Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的图像信息,授权用户还可以控制传感器的图像获取方式。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,同时,用户也无需使用专用软件,仅用浏览器即可。

从以前的模拟监控到现在的数字监控;从落后的现场监控到先进的远程监控;从有人值守监控到现在的无人值守监控,视频监控正朝着数字化、网络化、规模化方向蓬勃发展。

3 视频监控技术发展趋势

伴随着用户市场需求的变化,以及相应的计算机技术、编解码技术、网络传输技术的发展,视频监控技术将会呈现以下几个方面的发展趋势:

3.1 视频监控IP化

随着Internet技术的发展,基于IP的视频监控更能为人们所接受,网络摄像机把压缩的视频信息通过TCP/IP协议,采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输,拥有授权的用户可以随时访问互联网,实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制等功能。

3.2 视频监控无线化

当监控点分散且与监控中心距离较远,或被监控对象不固定(如出租车、运钞车等)时,利用传统有线网络的视频监控对象往往成本高且难以实现,而基于多种无线传输手段的移动视频监控实现了不可替代的优势。应该看到,随着无线宽带技术的进一步发展,无线视频监控将以其组网灵活、受地域限制少的优势被越来越多的应用。

3.3 视频监控智能化

智能化是视频监控技术发展比较高级的层次。随着技术的发展,全智能的监控系统将要求事发前能够识别并作出正确的判断,为人们提供最为有效、及时的快速反应措施。

3.4 视频监控集成化

随着社会的发展进步,视频监控系统将成为全社会的公共资源而趋向于共享。目前,UT、中兴、烽火科技等厂家提供的解决方案是面向电信运营商的可运营的平台,实现跨区域的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享,同时能够融合IPTV、3G流媒体、可视通讯、会议电视等多媒体业务。

3.5 视频监控数字化

随着局域网的应用越来越广泛,传统的模拟应用也逐渐被搬到了数据网络上,和模拟技术相比较,数字技术具有比较明显的优势。

3.5.1 实现高质量远程视频监控。

模拟视频信号的衰减很严重,传输距离不能超过1000m,否则必须采用光纤传输。而且,图像质量受环境干扰影响大。IP视频监控系统之所以能够提供稳定的、高质量的视频图像,并不是因为网络摄像机/视频服务器能够做到无损压缩或者增强视频信号,而是因为封装成IP包的视频信号通过计算机网络的传输能做到无衰减,无论传输多远,并且不受环境干扰的影响。

3.5.2 监控没有盲点。

模拟视频监控系统只能通过有线电缆和光纤传输,“模拟-数字”系统通常只能在局域网范围内实现点对点传输。而IP视频监控系统通过网络,可以将网络摄像机和视频服务器安装到网络可以通达的任何地方。目前的网络技术可以支持各种传输线路,如以太网、光纤、有线电缆、专线、ADSL、ISDN、无线局域网、GPRS/CDMA、微波、卫星等。

3.5.3 监控系统更可靠。

IP视频监控系统的前端采用嵌入式视频服务器或一体化网络摄像机,是专门为监控设计的专用系统,其系统内核、结构、功耗、体积、性能指标等均按工业标准设计生产,具备视频处理、网络通信、自动控制(包括报警联动)等强大功能,即插即用,无需专人现场维护,具有极高的可靠性,与PC+多媒体卡的数字DVR系统有本质区别。传输线路可以方便地实现冗余网络,智能管理服务器可以冗余备份,不像模拟视频监控系统的点对点结构。也可以方便地实现多监控中心和分布式监控。

3.5.4 方便地发送视频录像。

模拟系统存在的一个最大的问题,就是缺少发送视频图像的有效途径。其图像只能在录像带或打印好的图片上看到。而这两种方式都需要物理性的传送。也就是航空邮件、邮递员等来把信息从一个地点送到另一个地点。在IP视频系统环境下,全部图像都被处理成数据文件,既包括视频图像,也包括视频图片。数据文件能够很容易的通过e-mail发给无数的收件人,也能在几秒钟之内发送给内部的Web服务器。这种发送的发送丝毫不会降低图像的质量。

3.5.5 更充分地利用现有网络。

利用计算机网络传送视频,不必安装专用的有线电缆和光纤。此外,可以选择以太网电源。这是一种基于LAN结构将数据与电源集成的技术,通过双绞线就能向网络摄像机和其它以太网设备供应持续稳定的电源。而且,把“以太网电源”同不间断电源设备相连,IP视频系统甚至在断电的时候都能继续工作——为危急时刻系统供电问题提供了最佳的解决办法。

3.5.6 系统能够持续平滑升级和扩展

IP视频监控系统既灵活又具有充分的可升级性,以满足用户的变更需求和扩容需求。监控前端和监控终端工作站的增加即插即用。与大部分模拟系统不同,IP视频监控系统在不需要大多数工作重做或更换不同的系统元件的情况下,就能扩展。也不像数字DVR系统受网络层连接限制或管理限制。

参考文献

[1]宋春光,孔德静.视频监控技术研究及应用探讨.

视频监控技术 篇11

【关键词】信息技术；现场总线；煤矿生产；视频监控

【中图分类号】TD23

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0201-02

1　概述

在煤矿生产安全中的视频监控技术对生产的安全起到保障作用，视频监控技术实现通过信息交换、共享和集中，信息技术和计算机生产技术的发展是煤矿生产作业智能化的物质基础，作为煤矿生产作业视频监控的标准，首先高效、可靠、安全稳定是首要任务，自动化控制系统必须能为煤矿生产设备运行状态、设备节能控制、消防安全等提供有力保障，且自动化视频监控系统必须能自动判断，并根据预先设定的规则进行网络视频安全控制（能实现自主启停、控制风速等）、危机处理、生产告警、节能节排等。

1.1　现场总线技术在煤矿自动化生产中的应用

在结构上采用管理层、信息管理层、现场层三个层次、管理层主要是采用视频监控技术实现煤矿生产设备的图像信息采集，信息管理层主要是实现通过总线数据通信协议技术实现对节点视频分站控制器进行控制。

1.2　LonWorks总线视频监控技术

LonWorks总线监控技术基于操作网络，同时整个网络充分考虑到了未来的可扩展性，在互通性、兼容性上做了充分的考虑，实现了不同厂家、不同设备间互通性问题，这也是Lon现场总线得以在智能化控制管理中广泛应用的原因。典型的LON节点如图1，LonWorks技术包括以下几个组成部分：

A.LonWorks通信控制处理器一神经元芯片（Neuron　Chip）；

B.LonWorks的通信协议—LonTalk；

c.LonWorks面向对象编程语言-NellronC；

D.LonWorks技术是用于开发监控网络。

总线视频监控系统中有几台工控机，它们的功能并不相同。它们按照客户机／服务器的工作方式进行功能划分，有一台PC作为WinCC服务器，负责上位机系统中的数据处理、Web信息发布、与PLC网络进行数据通信。其它的PC作为客户机，它们不与PLC直接进行通信，要显示和处理的数据从作为服务器的PC中来，并把数据处理的结果存储到服务器的数据库中。这样的划分是因为这些PC的功能不同，有的作为工程师站，有的作为监视站。工程师站可以对系统进行实际的操作，如系统启动、停机、参数设置等。总线视频监视站只能进行信息显示、监视、系统浏览，而不能进行实际操作。

2　影响煤矿生产安全的形式和策略

2.1　视频监控技术环节中的煤矿安全生产的主要形式将正常监控的生产安全监控系统使用的监控数据库监控数据进行分离，保留系统监控必须的基础监控数据和近期的生产监控数据，保证系统正常监控。由于在煤矿生产过程中对生产信息安全生产的要求，煤矿生产过程中对煤矿生产信息安全需要科学设计，在煤矿生产过程中使用的生产信息安全策略广泛采用了视频监控系统新技术，视频监控技术具备完备的运行日志，可以分类型、分设备、分时间、分报警类型进行统计。在“设备事件”中，用户可以选择系统监控的某台设备，查看该设备在某个时间段的报警记录。在“设置事件”中，用户可以查看各种设置事件，在“系统事件”中，记录了系统的启动、关闭事件，资产信息用户的连接事件，报警的发送事件等等。所有的视频监控测点均有一个开放的设置信息管理系统让用户去设置。在“系统配置”信息管理系统中，用户可以选择一个设备或者测点，自行设置它的上下限，报警级别，报警方式，比例变换，安全时段，初始模式，语音文件，报警提示，专家意见等信息。

2.2　安全策略将煤矿企业所有资源进行全面一体化管理的管理信息系统，有效地促进现有企业管理的现代化、科学化。煤矿生产信息安全实现了业务的流程化管理，对所有业务的工作流程和操作规范都制定了较为严格的要求，过煤矿生产信息安全设计，各岗位人员都能够及时掌握各项业务流程的具体信息和业务进度，班组长根据各个生产业务实施情况和完成情况对业务和人员进行合理调配，煤矿生产信息安全需要系统提供了多样化的数据查询功能和详尽的统计功能，替代了以往人工查找、计算烦琐的工作方式，提高了信息安全标准，保证了数据的准确性。

目前煤矿生产信息安全，随着业务数据的不断增加，系统不断的暴露出问题，目前煤矿生产信息安全客户端运行速度已经降到历史最低点，数据查询时出现超时错误比以往更频繁，运行情况较差，已经影响到生产业务的办理。尽早制定一个合理的实施方案并予以实行，改善以上种种问题，已经迫在眉睫。综合系统各方面因素，可以对生产信息系统数据进行数据分离，建立一个移动生产信息管理系统移动生产信息管理分析系统。同时将历史数据剥离出来，导入备份数据库中，然后在备份数据库上重新架设移动生产信息管理分析系统。在煤矿企业中使用的生产安全中基于视频监控和数据分离的业务处理形势可以有效保证生产安全的同时，提高生产的利用率和有效性。

2.3　煤矿生产中使用视频监控系统

在视频监控系统信息管理系统中，首先对设备进行分组，分组是任意的，每个组别下面可以选择各种监控设备，比如设置一个“BA管理组”，下面包含所有的警务固定资产自控设备。可以设立一个“安防组”，把摄像头和门禁设备划归在该组下。比如，当检测到瓦斯报警的时候，我们可以联动摄像机转动到火警位置，并开始录像，同时打开所有门，方便人员逃生。在“联动设置”软件信息管理系统中，我们可以选择“源”测点，每个源测点可以对应4联动动作，当“源”事件发生报警的时候，联动就执行。

3　基于视频监控技术的煤矿生产信息安全防护策略

3.1　煤矿生产安全规划

因煤矿生产安全包含的内容较为广泛，在生产安全信息管理应用等相关软件系统的研究过程中，必须对其通用性和实用性予以保证，在安全分析阶段对生产安全的整个业务过程要作全面而系统的有效分析，因业务处理的繁琐性，就必须结合有关的情况，及业务处理过程的具体算法、参数等因素，对其业务流程进行相应规范。对于生产安全力求发现问题并将其作相应整理。煤矿生产视频监控的主要操作为：将正常监控的视频信息使用的监控数据库监控数据进行分离，保留系统监控必须的基础监控数据和近期监控数据，保证视频信息正常监控。同时将历史监控数据剥离出来，导入备份监控数据库中，然后在备份监控数据库上重新架设视频监控安全系统。实现了网络监控的流程化屏幕监控，对所有网络监控的煤矿生产安全监控流程和操作规范都制定了较为严格的要求，力求使所有网络监控数据都达到监控数据实时分析、网络监控资料准确的要求。各岗位视频检测热点都能够及时掌握各项网络监控流程的具体信息和网络监控进度，班组长根据各个监控中心的网络监控实施情况和完成情况对网络监控和警员进行合理调配，对各项网络监控的进展情况进行实时监控，提高了监控部门的屏幕监控效率和监管水平，从而实现精细化、人性化屏幕监控。

3.2　视频监控中的生产策略

在视频监控中，随着生产数据的不断增加，检测数据中不断的暴露出问题，目前煤矿生产安全监控系统的数据传输端运行速度较低，监控数据查询时出现超时错误比以往更频繁，有效的安全策略在于将正常监控的视频监控使用的监控数据库监控数据进行分离，同时将历史监控数据剥离出来，导入备份监控数据库中，然后在备份监控数据库上重新架设煤矿生产安全监控分析系统。

由视频监控数据分离策略包括生产监控数据表分析、生产监控数据转换迁移、生产分离检索、生产监控策略包括生产综合查询、生产用户综合查询、生产监控数据、信息变更查询、生产监控综合查询、生产安全监控量统计反馈、信息统计、生产安全监控数据分析统计查询、日志管理核对单查询、煤矿生产屏幕监控、移动生产安全、历史监控数据记录查询、生产监控流程查询、生产信息查询、生产维护、安检流程查询及统计、电话报警查询主要的功能比较简单，主要为生产安全监控警员提供生产安全监控系统的历史监控数据的查询、分析、统计功能，不需要进行大量的监控数据分析煤矿生产安全中的异常数据信息。

4　结语

计算机生产的产生和发展不仅影响人们的日常生活工作，并将对整个人类社会的科技发展和文明进步产生重大的推动作用。通过LonWorks现场总线技术实现煤矿生产环节中各个网元设备的集中控制与数据通信，通过数据库技术实现对视频监控数据的集中管理与数据查询在煤矿生产安全中的视频监控技术对生产的安全起到保障作用，生产视频监控的利用和管理有需要多方软件与系统支持，信息的存储和转发均由它们进行检测处理，保证了煤矿生产的安全性。

参考文献

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[9]廖明宏等.一个WWW智能搜索引擎[J].计算机应用研究，2001（5）：29—30

视频监控技术的发展与应用探讨 篇12

1 视频监控系统

1.1 视频监控系统发展现状

根据视频监控技术的发展特点可将其发展大致分为三个阶段: (1) 传统模拟视频监控时期 (模拟摄、录像机、多路切换器等) , 可以基本实现信号的采集、处理和传输。 (2) 采用模数混合的视频处理与传输技术的视频监控时期, 开发了高性能的服务器。 (3) 全数字化的多媒体监控时期, 一体化网络摄像机 (包括CMOS图像传感器、嵌入式处理器) 开始使用。传统模拟视频监控时期存在着诸多缺点, 如:信号传输距离受限、录像视频质量差, 难以完成对较大资料的检索和查询、监控效率低, 难以实现大规模的远程视频监控。视频监控技术的第二阶段的主要特点是:数字化视频信号, 不仅增加了数据保存时间, 大大增强了数据的稳定性、方便数据索引, 简化操作流程、使视频流远程传输和分层管理的权限设置更容易实现。全数字化的多媒体监控时期的代表是基于D1图像分辨率的一体化网络摄像机, 采用新的视频编码标准, 有效的节约资源和存储空间, 实现远程监控, 实现了存储、传输、回放、检索等功能的简单化和人性化发展。

目前市场上广为推广的视频监控产品有数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两种, 与后者相比, 数字控制的模拟视频监控技术较为成熟, 已经广泛应用于当前的大、中型视频监控工程中。随着视频监控技术的发展, 数字视频监控系统弥补了模拟视频监控系统的一部分弊端且逐渐走向完善和深入发展, 当前的视频监控系统正处在数控模拟系统与数字系统混合应用并将逐渐向数字系统过渡的阶段。

1.2 视频监控技术的发展

根据视频监控系统特点分析, 要实现监控系统的网络化, 数字化前提条件, 同时网络化是系统集成化的基础, 所以在视频监控技术的发展方面, 应重视数字化和网络化的深入研究。

21世纪对以信息技术为核心的电子技术的发展尤为看重, 数字化环境与时代的发展密切相关, 视频监控系统中的数字化主要体现在系统中视频、音频、控制等信息流从模拟状态到数字状态的转化, 结合其他系统技术的实施, 实现视频监控系统与建筑安防系统中各个子系统之间的无缝连接, 高效实现一体化控制盒管理, 实现系统集成化。

视频监控系统的网络化的实现, 是完成系统结构转型的必要条件, 增强系统设备配置的通用性、开放性, 使系统运行中的调试和维护更加简单方便, 且增强了整个系统的容错能力。

视频监控技术的发展对突破布控区域和设备扩展区域和数量界限有着重要意义, 随着现代电子技术和网络技术、新型传输技术的发展, 结合监控系统的趋势化设计思路, 能够更为有效地使数据处理更加便捷, 却能为客户提供更加完善和人性化的服务, 使系统安装和维护检修更加简单快捷。

当前视频监控技术正处于转型期, 在不同时期会涌现出各种新技术和新的产品应用, 在产品的选择上不能简单地依据新旧交替的思维, 而要在传统的视频监控系统的基础上, 总结新的技术产品优势, 对新技术和新产品性能进行综合考察, 以谨慎合理的选择, 为安保事业负责。

2 高清视频监控系统的发展和应用

高清视频监控技术从是新的概念出发, 通过适当的技术路线来实现新技术的应用。高清视频监控系统能够获取和传递更为丰富的监控信息, 在缓解资源占用等系统开销问题上能发挥较大优势, 这一切都归根于其数字化系统的本质, 为了更好的适应市场需求, 数字视频监控系统与模拟系统相比, 对图像的质量有着更高的要求, 因此, 模数转换问题关系到系统能否获得高质量图像, 在视频系统数字化进程中尤为重要。

当前的数字高清视频监控系统适用于新建监控系统的招投标中心, 通过在评标室内前端监控点中统一配置高清网络摄像机, 结合外围和等候区的其他摄像机, 组成高、标清混合组网的配置, 不仅可以保证客户对监控安全性的基本要求, 还能有效节约设备成本, 提高了系统整体的实用性。后端管理和存储采用嵌入式NVR, 同时录像文件可选录像备份主机根据项目监控点数不同, 可选嵌入式NVR本地高清显示或者解码器高清显示。

3 结语

随着用户对建筑监控技术要求的不断提高, 高清视频监控技术的优势将在今后的实际应用中逐渐体现出来, 高清图像的价值在对局部图像的实际观察时才能体现出来。当前视频监控技术同时朝着智能化方向发展, 高清视频监控技术与智能化监控技术的结合将在今后的视频监控系统中更广泛的应用。

参考文献

[1]刘希清.安防标准化回顾与展望[Z].广州, 全国安全防范报警系统标准化技术委员会, 2009.

[2]GB50348-2004 (第五章) [M].北京:高等教育出版社, 1999.