視頻監控系統設想和特點分析探討

趙朋輝，嚴 瑛

（1.陜西省專用通信局 陜西 西安 710065；2.陜西工業職業技術學院 陜西 咸陽 712000）

視頻監控系統是安全防范技術體系中一個重要的組成部分。目前這種系統的應用在我國發展極快，市場競爭激烈。在本次設計中，視頻監控系統主要以下幾部分組成：圖像信息的采集和預覽；對采集畫面的簡單控制以及存儲和回放功能。隨著計算機技術的高速發展，整個系統的向著數字化，網絡化，集成化的方向發展。主要論述一般視頻監控系統的工作原理和設計方法，簡單介紹發展趨勢。

1 視頻監控系統的發展歷程

視頻監控系統的發展大致經歷了3個階段[1]。在九十年代初以前，主要是以模擬設備為主的閉路電視監控系統，稱為第一代模擬監控系統。九十年代中期，隨著計算機處理能力的提高和視頻技術的發展，人們利用計算機的高速數據處理能力進行視頻的采集和處理，利用顯示器的高分辨率實現圖像的多畫面顯示，從而大大提高了圖像質量，這種基于PC機的多媒體主控臺系統稱為第二代數字化本地視頻監控系統。九十年代末，隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的快速提高，以及各種實用視頻處理技術的出現，視頻監控步入了全數字化的網絡時代，稱為第三代遠程視頻監控系統。第三代視頻監控系統以網絡為依托，以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心，以智能實用的圖像分析為特色，引發了視頻監控行業的技術革命，受到了學術界、產業界和使用部門的高度重視。

近年來，隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的飛速發展，視頻監控制技術也得到飛速發展[2]。由于視頻控制系統應用領域廣泛，而且發展迅速，目前在國內外市場上，推出了數字控制的模擬視頻監控和數字視頻監控兩類產品。前者技術發展已經非常成熟、性能穩定，并在實際工程應用中得到廣泛應用，特別是在大、中型視頻監控工程中的應用尤為廣泛；后者是新近崛起的以計算機技術及圖像視頻壓縮為核心的新型視頻監控系統，該系統解決了模擬系統部分弊端而迅速崛起，但仍需進一步完善和發展。

2 視頻監控系統總體設計和分析

2.1 視頻監控系統概論

隨著數字信息時代的到來，數字化高新技術產品日益增加和完善。各行業為了提高和完善生產、管理水平和增加競爭性，都爭先采用完善的高新技術產品，視頻監控系統就是信息時代的產物之一。視頻監控系統是管理人員高質量管理的理想工具；也是公共安全、防盜防范必不可少的強有力的得力助手[3]。利用它可以大大減少不必要的人力，實時監視可視區域，做到控制現場實際工作現狀，實時快速的反映所發生的一切事物，便于管理者及時應付處理突發事件等。

為了適應信息化的需要，按照視頻監控系統的技術規范，并結合現代化需求的特點，本文采取先進合理的設計思想和較為完善的設備對視頻監控系統進行了設計與實現，力爭做到電子監控系統的可靠性和先進性完美結合。

2.2 設計原則

在視頻監控系統時，主要遵循體現先進性、規范性、實用性和可擴充性、可靠性、應用的廣泛性等特性：

2.3 系統功能構成

本套視頻監控系統由視頻監控、錄制和視頻回放兩大功能模塊構成。為防止其它非管理人員隨意的進入、退出系統，隨意的對一些攝像頭參數進行修改，設計時在這兩個模塊中加入了一個權限加密模塊[4]。

本套視頻監控系統的特點主要有以下的兩個方面：

1）監控功能

①具備2屏同時預覽功能；

②用戶權限密碼管理，保證系統安全；

③視頻信號的丟失報警；

④對視頻信號進行高密度的壓縮處理和記錄處理；

⑤按鈕式管理界面，使用方便；

⑥能實現對歷史紀錄的查找和回放；

⑦Windows XP操作系統，系統更加穩定可靠。

2）存儲功能:

①可以支持兩個IDE硬盤，每個IDE硬盤的容量可達120GB；

②硬盤文件系統同DOS兼容，可以在PC平臺上操作；③硬盤上文件可以選擇循環記錄和非循環記錄；

④管理主機可以通過網絡播放網絡硬盤錄像機上記錄的文件；

2.4 視頻監控系統內容結構

視頻信號處理部分應包括以下主要內容[5]：在監控點設置視頻信號采集用的攝像頭；將攝像頭攝取的視頻信號通過視頻電纜聯入從事監控活動工作的控制室；在各個控制室利用視頻分頻設備及信號放大設備將視頻信號分頻放大處理后，一組信號用于現場的視頻監控使用，另外的信號向其它控制室或調度室的信號提供；現場監控用的信號通過畫面分割器或矩陣控制器與工業用電視監視器相連，完成現場的視頻信息的監控目的。在調度室利用視頻2分頻設備將視頻信號2分頻處理后，一組信號用于調度室的綜合視頻監控使用，另一組信號提供給數字信號處理部分進行處理。

視頻監控系統是由監控點和監控中心等組成的[6]，它的具體的工作流程如圖1所示。

3 系統程序的結構

隨著電視監視器材、計算機技術的日益發展，圖形監視系統在電視系統或監控場所得到了廣泛地應用[7]。用圖形來實時顯示被控對象（攝像機、終端設備等）在操作過程中的狀態，具有清晰明了、形象直觀且可以及時處理反饋信息。它比數字儀表包含的信息量大得多，因此使現場監控人員的工作方式得到了改進，效率也由此得到了很大的提高。

圖1 系統結構示例圖Fig.1 The system structure diagram

視頻監控系統由實時控制系統、監視系統及管理信息系統組成。實時控制系統完成實時數據采集處理、存儲、反饋的功能；監視系統完成對各個監控點的全天候的監視，能在多操作控制點上切換多路圖像；管理信息系統完成各類所需信息的采集、接收、傳輸、加工、處理，是整個系統的控制核心。

由于Visual Basic在界面制作上的優越性，我們采用Visual Basic來進行系統的快速開發。本系統必須對硬件進行實時監視控制，從而實現監控功能。VB訪問底層硬件的實現如圖2所示。

圖2 VB訪問底層硬件的實現Fig.2 Implementation of VB access to the underlying hardware

主控模塊是本監控系統的主界面，它分為監控模塊、回放模塊退出模塊3個子模塊。如圖3所示。

圖3 應用程序的結構圖Fig.3 Structure diagram of applications

4 結束語

在監控系統中能夠實現對視頻信息的預覽和錄制，并且能調整預覽畫面的大小及存儲視頻的壓縮比，使其在不影響圖像質量的情況下使存儲文件達到最小。在回放系統中能對所播放的視頻文件進行對比播放，而且還可以對其進行快放、慢放、暫停等操作。該視頻監控系統一旦應用到實際中不但可以降低用戶的成本，而且還具有直觀易懂的中文操作界面，適合各種知識水平人員的操作。但是，由于時間緊迫，本系統存在一定的缺陷，比如監控系統中錄制時占用系統的資源太大，有時多屏錄制時會引起系統死機等。回放系統中快放或慢放時畫面有時不是很流暢。有時視頻還會出現斷檔現象。

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