數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和在企業(yè)管理中的應(yīng)用

1、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和在企業(yè)管理中的應(yīng)用梁生元1 ,楊軼2 ,劉張燮2(11 華聯(lián)興電子有限公司 ,江蘇 南京 210029 ;21 南京斯福特網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 ,江蘇 南京 210009)摘要 :本文介紹了數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理 ,探討了數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的兩種實(shí)現(xiàn)方式和在企業(yè)管理中的應(yīng)用 。關(guān)鍵詞 :數(shù)字視頻監(jiān)控 ;企業(yè)管理 ;視頻服務(wù)器中圖分類號(hào) : TP277文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :B文章編號(hào) :167125276 (2002) 0620061203The Design and Appl ication of the Digit Video Mon itor SystemL IAN G Sheng2

2、yuan1 , YAN G Yi2 ,L IU Zhang2xie2(11 HL X Elect ro nics Co . , L t d ,J S Nanjing 210029 ,China ;21Nanjing SO F T Net wo r k Technology Co . , L t d ,J S Nanjing 210009 ,China)Abstract :This paper int ro duces t he basic p rinciple of digit video mo nito r system . Two mo de of t he digit video mo

3、nito r system and t he applicatio s in enterp rise administ ratio n are discussed.Key words :digit video mo nito r ; enterp rise administ ratio n ; video server場 。c) 可以實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)控 。整個(gè)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò) 可以和企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)整合在一起 ,系統(tǒng)前端的攝 象信號(hào)可以直接進(jìn)入以太網(wǎng) 、Int ranet 網(wǎng) ,甚至 In2 ter net 網(wǎng) 。被授權(quán)的用戶通過 W EB 瀏覽器就可以 在任何地方進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控 。它可以在本地上網(wǎng) ,也

4、可以通過調(diào)制解調(diào)器遠(yuǎn)程入網(wǎng) 。這樣 ,實(shí)現(xiàn)了不同 地點(diǎn)的多個(gè)終端同時(shí)監(jiān)控 ,而且 ,可以設(shè)定每臺(tái)監(jiān) 控終端的監(jiān)控范圍 。d) 提高了圖像的品質(zhì)與監(jiān)控效率 。利用計(jì)算 機(jī)可以對(duì)不清晰的圖像進(jìn)行去噪聲 、銳化等處理 , 通過調(diào)整圖像大小 ,借助顯示器的高分辨率 ,可以觀看到清晰的高品質(zhì)圖像 。此外 ,可以在一臺(tái)顯示 器上同時(shí)觀看多路視頻圖像 。正是由于數(shù)字視頻監(jiān)控具有傳統(tǒng)模擬監(jiān)控?zé)o0引言視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng) 歷 了 三 個(gè) 階 段 。在 20 世紀(jì) 90 年代初以前 ,主要是以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) ,稱為第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng) 。90 年代中期 ,隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和視頻 技術(shù)的發(fā)

5、展 ,人們利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行視頻的采集和處理 ,利用顯示器的高分辨率實(shí)現(xiàn)圖像的多畫面顯示 ,從而大大提高了圖像質(zhì)量 ,這種基于 P C 機(jī)的多媒體主控臺(tái)系統(tǒng)稱為第二代 數(shù)字化本地視頻監(jiān)控系統(tǒng) 。90 年代末 , 隨著網(wǎng)絡(luò) 帶寬 、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲(chǔ)容量的快速提高 ,以及各種實(shí)用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn) ,視頻監(jiān)控步入了 全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代 ,稱為第三代遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng) 。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托 ,以數(shù)字視 頻的壓縮 、傳輸 、存儲(chǔ)和播放為核心 ,以智能實(shí)用的 圖像分析為特色 , 引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命 ,受到了學(xué)術(shù)界 、產(chǎn)業(yè)界和使用部門的高度重視 , 與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控相

6、比 ,數(shù)字監(jiān)控具有許多優(yōu)點(diǎn) 。 a) 便于計(jì)算機(jī)處理 。由于對(duì)視頻圖像進(jìn)行了數(shù)字化 ,所以可以充分利用計(jì)算機(jī)的快速處理能 力 ,對(duì)其進(jìn)行壓縮 、分析 、存儲(chǔ)和顯示 。b) 適 合 遠(yuǎn) 距 離 傳 輸 。數(shù) 字 信 息 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) ,不易受傳輸線路信號(hào)衰減的影響 ,而且能夠進(jìn) 行加密傳輸 ,因而可以在數(shù)千公里之外實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)法比擬的優(yōu)點(diǎn) ,而且符合當(dāng)前信息社會(huì)中數(shù)字化 、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì) ,所以數(shù)字視頻監(jiān)控正在逐步取代模擬監(jiān)控 ,廣泛應(yīng)用于各行各業(yè) 。 本文首先介紹了數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理 ,討論了現(xiàn)有的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式 ,然后通過華聯(lián)興電子有限公司數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ,

7、探討了數(shù) 字監(jiān)控在企業(yè)管理中的應(yīng)用 。1數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)一般包括視頻信號(hào)獲取 、視頻圖收稿日期 :2002207208R GB 信號(hào) ,然后將信號(hào)存入隨機(jī)存儲(chǔ)器組成的幀存儲(chǔ)器. 在幀存儲(chǔ)器中 , 對(duì) R GB 信號(hào)進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn) 換 、低通濾波等處理 ,然后進(jìn)行壓縮編碼. 這樣可形成數(shù)字化圖像文件 。利用圖像處理軟件可在計(jì)算機(jī)顯示屏上瀏覽圖像文件 。 數(shù)字化后的圖像可以進(jìn)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸 ,因此 ,可利用已有的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)甚至互聯(lián)網(wǎng) 。在數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)中 ,系統(tǒng)控制點(diǎn)和圖像瀏覽 點(diǎn)不再局限在固定的監(jiān)控中心 ,而是可以分布于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn) 。 利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)終端

8、 ,不僅可對(duì)現(xiàn)場目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視 ,還可發(fā)送控制信號(hào)進(jìn)行攝像機(jī)云臺(tái) 、變焦鏡頭的控制 ,從而將傳統(tǒng)的集中式監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn) 化為分布式監(jiān)控系統(tǒng) 。控制信號(hào)的傳輸通道同樣可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 。在數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)中 , 可以利用 專 用 的 存 儲(chǔ) 軟 件 ,將視頻圖像保存在計(jì)算機(jī)硬盤上 ,而且 ,可以根據(jù)實(shí)際需要確定單位時(shí)間存儲(chǔ)幀數(shù) 。需要時(shí) ,可以 采用回放軟件有選擇地播放存儲(chǔ)的圖像 ,可以決定回放的速度 。 由于用戶通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行圖像的瀏覽和監(jiān)視點(diǎn)的控制 ,因此需要對(duì)用戶的權(quán)限等進(jìn)行有 效的管理 。通過數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)管理 ,可以進(jìn) 行用戶權(quán)限設(shè)置 、監(jiān)視點(diǎn)的分級(jí)管理 、現(xiàn)場圖像的 保存管理 、瀏

9、覽窗口大小的設(shè)置等 。用的視頻服務(wù)器進(jìn)行模擬視頻圖像的數(shù)字化 。像機(jī)獲取的現(xiàn)場模擬視頻信號(hào)傳入視頻服務(wù)器 , 視頻服務(wù)器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像 ,并進(jìn)行 縮處理 ;然后將數(shù)字圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸各計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn) 。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可對(duì) 像機(jī)進(jìn)行各種控制操作 。各種操作的控制信號(hào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從計(jì)算機(jī)傳輸?shù)接谝曨l服務(wù)器 ,然后由頻服務(wù)器的控制端口傳輸?shù)浇獯a器 ,控制信號(hào)經(jīng) 碼器轉(zhuǎn)化為各種信號(hào)對(duì)云臺(tái) 、鏡頭 ,光圈等進(jìn)行整 ,從而完成對(duì)攝像機(jī)的各種控制 。 視頻服務(wù)器是一種專用的圖像數(shù)字化處理備 ,集成度高 , 有專門的應(yīng)用軟件相配套 , 功能 大 、使用方便 ,便于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 、分布式監(jiān)控 。

10、3 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)在企業(yè)管理中的應(yīng)用南京華聯(lián)興電子有限公司是以電子產(chǎn)品為的高科技企業(yè) 。在企業(yè)生產(chǎn) 、經(jīng)營活動(dòng)中有許多 要的場所 ,如門衛(wèi) 、庫房 、生產(chǎn)車間等 。這些場所活動(dòng)將關(guān)系到整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)管理和生產(chǎn)秩序因此 ,采用數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)管理的遠(yuǎn)程制有重要意義 。 前端視頻圖像的獲取采用模擬攝像機(jī) 。根現(xiàn)場的特點(diǎn) ,采用三種類型的攝像機(jī) 。對(duì)于視野闊 、范 圍 較 大 的 場 所 采 用 球 型 攝 像 機(jī) , 它 可 實(shí)360°全方位旋轉(zhuǎn) ,20 倍變焦 ,以滿足大范圍監(jiān)控 需要 。第二種攝像機(jī)采用普通云臺(tái) 、定焦鏡頭 ,現(xiàn)中等范圍監(jiān)控的需要 。對(duì)于小范圍的監(jiān)控 ,采定點(diǎn)攝像

11、機(jī) 。圖像的數(shù)字化工具采用 Axis 公司的視頻服 器 。當(dāng)監(jiān)控現(xiàn)場距離網(wǎng)絡(luò)中心較遠(yuǎn)時(shí) ,視頻服務(wù) 放在現(xiàn)場附近 ,就近接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ; 當(dāng)現(xiàn)場距 網(wǎng)絡(luò)中心較近 ,視頻服務(wù)器放在網(wǎng)絡(luò)中心 ,以便 備的統(tǒng)一管理 。視頻和控制信號(hào)的傳輸利用企業(yè)已建成的2數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法根據(jù)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn) ,可以將數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)分為二類 :基于視頻采集卡的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)和基于視頻服務(wù)器的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng) 。 在基于視頻采集卡的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)中 , PC 機(jī)通過視頻卡可以接收來自視頻輸入端的模擬視頻 信號(hào) ,對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采集 、量化成數(shù)字信號(hào) ,然后壓 縮編碼成數(shù)字視頻序列 。大多數(shù)視頻卡都具備硬 件壓縮的功能

12、,在采集視頻信號(hào)時(shí)首先在卡上對(duì)視 頻信號(hào)進(jìn)行壓縮 , 然后才通過 PC I 接口把壓縮的視頻數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)上 。一般的 PC 視頻采集卡 采用幀內(nèi)壓縮的算法把數(shù)字化的視頻存儲(chǔ)成 AV I算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 。傳輸系統(tǒng)采用雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案一級(jí)網(wǎng)絡(luò)利用企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) , 采用 100Mbp s百兆位全雙工以太網(wǎng)結(jié)構(gòu) ,傳輸寬帶可以滿足現(xiàn)視頻傳輸?shù)囊?。二級(jí)網(wǎng)絡(luò)連接分布于各監(jiān)控點(diǎn)的攝像機(jī)與云臺(tái) ,采用視頻電纜和控制電纜 。監(jiān)控 系統(tǒng)方案如圖 1 所示 (圖中方向?yàn)橐曨l圖像傳輸方向 ,控制信號(hào)方向恰好相反) 。圖 2 瀏覽和控制軟件主界面圖 1 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)方案統(tǒng)前端的攝象信號(hào)可以直接進(jìn)入以太網(wǎng) 、Int

13、 ranet網(wǎng) ,甚至 Inter net 網(wǎng) ,被授權(quán)的用戶可以在任何地 方進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控 ,既可以是在本地上網(wǎng) ,也可以通過調(diào)制解調(diào)器遠(yuǎn)程入網(wǎng) 。圖像的瀏覽 、存儲(chǔ) 、回放和系統(tǒng)管理采用專用的軟件來實(shí)現(xiàn) 。圖像的瀏覽可以使用固化在視頻 服務(wù)器內(nèi)的軟件 ,借助于常用的 WWW 網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以進(jìn)行圖像瀏覽和攝像機(jī)的控制 。但是 ,該軟件為英文界面 ,并沒有圖像保存和回放的功能 ,因此 ,我們開發(fā)了專用的軟件 。軟件包括三個(gè)部 分 :瀏覽和控制軟件 、存儲(chǔ)軟件和回放軟件 。瀏覽和控制軟件可實(shí)現(xiàn)視頻服務(wù)器設(shè)置 、攝像頭設(shè)置 、用戶設(shè)置 、用戶攝像頭分配 、用戶監(jiān)控頁面 設(shè)置 、網(wǎng)絡(luò)測試設(shè)置 、圖像

14、品質(zhì)設(shè)置 、多畫面顯示(1 、4 、9 、16 畫面) 等功能 , 其主界面如圖 2 所 示 。 啟動(dòng)存儲(chǔ)軟件 ,設(shè)定要保存的圖像和每秒保存的幀 數(shù) ,就開始將圖像保存在硬盤的指定位置 。回放軟件用于指定圖像文件的回放 ,可以靈活 、方便地設(shè) 置回放的速度 。南京華聯(lián)興電子有限公司的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部不同地點(diǎn)的多個(gè)終端同時(shí)監(jiān)控 ,而且 ,可以設(shè)定每臺(tái)監(jiān)控終端的監(jiān)控范圍 。系統(tǒng)具 有先進(jìn)性 ,監(jiān)控網(wǎng)和企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融為一體 。系4結(jié)束語將先進(jìn)的圖像處理技術(shù) 、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)中 ,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化 、分布式 ,徹底改變了傳統(tǒng)監(jiān)控的模式 , 給監(jiān)控系統(tǒng)帶來了變 革 。本

15、系統(tǒng)目前在南京華聯(lián)興電子有限公司運(yùn)行 ,已初見成效 。通過系統(tǒng)的實(shí)施 ,強(qiáng)化了企業(yè)的內(nèi)部管理 ,為企業(yè)全面走向信息化 、現(xiàn)代化奠定了基礎(chǔ) 。參考文獻(xiàn) :1殷德軍 ,等編. 安全防范技術(shù)與電視監(jiān)控系統(tǒng) M . 北京 : 電子工業(yè)出版社 ,19981吳樂南 主編. 多媒體及其相關(guān)技術(shù)的原理與應(yīng)用 M . 南京 :東南大學(xué)出版社 ,19961胡全斌 ,等. 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式J . 工程設(shè)計(jì) CAD 與智能 建筑 ,2001 , ( 1) 123(上接第 60 頁)還能方便地仿真出機(jī)電設(shè)備 ( 器件) 自身的某些特性曲線來 。這種采用混合等效電路的分析設(shè)計(jì)思 想 ,可推廣到其他類型的系統(tǒng)仿真中去 。結(jié)束語通過以上分析可以看出 , EWB 環(huán)境能較好地 對(duì)直流電動(dòng)機(jī)這樣的機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行混合仿 真 。在確定了機(jī)電設(shè)備 ( 或器件) 的相關(guān)數(shù)學(xué)模型 后 ,即使 EWB 元件庫中沒有相應(yīng)仿真模型 , 也可 以通過機(jī)電之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 ,得出相應(yīng)的混合等效 電路 , 再 借 助 于 EWB