淺談紅外視頻監控系統的設計意義

摘 要：視頻監控技術是一項集合了數字視頻技術、通信技術、網絡技術以及計算機技術等多種技術的綜合應用系統，在近年來得到了蓬勃發展，應用范圍逐漸從銀行、交通、通信、安防等行業應用擴展到人們日常生活的方方面面，由于其信息內容豐富、直觀方便，越來越廣泛地滲透到各個領域并朝向公眾方向發展。然而，傳統的視頻監控系統存在多霧、雨雪等惡劣天氣或照明度較低、圖像傳輸距離較遠的環境條件下難以實現對監控目標的清晰捕捉，使得整個系統的安全防范能力在夜晚或較差的天氣條件下不夠理想。為此，本項目以社區安全需求為背景，針對傳統視頻監控系統環境適應性差的弱點，采用Visual C++開發平臺，利用紅外探測器的云臺控制實現全方位多角度的監控，開發出一種能在夜間、遠距離、隱蔽條件及多霧、雨雪等惡劣環境條件下工作，且結構、功能較為完善的紅外視頻監控系統，并在操作端進行用戶的權限劃分，保證系統的安全可靠。

關鍵詞：紅外成像 Visual C++ Access 視頻監控系統 軟件設計

視頻監控技術是在近年來伴隨著計算機、通信、網絡技術得到了蓬勃發展，應用范圍擴展到人們日常生活的方方面面，傳統的視頻監控系統在惡劣天氣或照明度較低、圖像傳輸距離較遠的環境條件下難以實現對監控目標的清晰捕捉，為此，本項目以社區安全需求為背景，針對傳統視頻監控系統環境適應性差的弱點，采用Visual C++開發平臺，利用紅外探測器的云臺控制實現全方位多角度的監控，開發出一種能在夜間、遠距離、隱蔽條件及多霧、雨雪等惡劣環境條件下工作，且結構、功能較為完善的紅外視頻監控系統，并在操作端進行用戶的權限劃分，保證系統的安全可靠。相信該社區紅外視頻監控系統能夠基本滿足實際的視頻監控需要， 具有較好的經濟效益和應用前景。

一、項目背景

隨著現代社會經濟的高速發展，信息和網絡技術在社會生活各個領域中的應用越來越廣泛，網絡和信息技術服務不斷地深入到社會經濟的各個方面并與之滲透、融合，為不同類型產業的存在提供了十分廣闊的創新發展空間。近年來，以信息技術和網絡技術為基礎的視頻監控技術也得到了蓬勃發展，應用范圍逐漸地突破了銀行、交通、通信、安防等行業應用，伴隨著計算機應用技術的深入發展，網絡及圖像處理技術、傳輸技術不斷提高，視頻監控技術正以前所未有的速度普及，越來越廣泛地滲透到其他各個領域并朝向公眾方向發展，無論是政府部門、醫療、教育事業，還是金融、酒店、娛樂、運動等行業都離不開視頻監控系統。一方面，從全球的視角來看，社會公共安全將成為今后較長一段時期內世界各國都要面臨的問題，在日趨嚴峻和復雜的社會治安狀況下，公共安全問題不斷凸顯，犯罪現象仍然突出，犯罪手段不斷升級，在這種形勢下迫切需要采用現代科技手段來加強社會治安管理，而以主動預防為主的視頻監控系統便成為協助公共安全部門打擊犯罪、維持社會安定的重要手段；另一方面，由于受到客觀條件的約束，許多場合或環境條件下人為觀測或直接觀測難以實現，通過視頻監控設備代替人對目標進行實時監控并把得到的圖像準確、清晰的記錄下來，提高工作效率的同時降低了作業成本，成為現代生活、生產中必不可少的重要工具。

二、國內外研究現狀

作為安全防范體系的重要組成部分，視頻監控系統是一項集合了多項先進技術的防范能力較強的綜合技術。隨著信息化時代的到來，視頻監控系統開始受到越來越多行業和領域的青睞，視頻監控技術逐漸從交通、信息、銀行等少數特定領域向其他多方向、多領域延展，同時從傳統的安全防范監控逐漸向現代化生產經營監控和管理監控發展。因為社會各個領域、各個行業對視頻監控系統的需求愈來愈普遍，對視頻監控系統各方面性能的要求也愈來愈高，視頻監控技術的優化和視頻監控系統的設計開發也便成為國內外關注和研究的熱點。

從技術方面來講，視頻監控系統的發展主要經歷了3個階段，分別是傳統模擬閉路視頻監控階段、基于PC機的模擬數字視頻監控階段和網絡視頻監控階段。誕生于20世紀70年代的傳統模擬閉路視頻監控系統（Close Circuit Television，CCTV）是第1代視頻監控技術，主要依賴攝像機、線纜、錄像機和監視器等專用設備；第2代視頻監控系統為模擬數字監控系統（Digital Video Recorder，DVR），誕生于20世紀90年代，它主要是以數字硬盤錄像機DVR為核心的半模擬-半數字方案，從攝像機到DVR仍采用同軸纜輸出視頻信號，通過DVR同時支持錄像和回放，并可支持有限個IP網絡訪問；第3代視頻監控技術則是完全基于IP的網絡視頻監控系統（IP Virtual Server，IPVS），它誕生于21世紀初期，與傳統模擬閉路視頻監控和基于PC機的模擬數字視頻方案相比，完全基于IP的網絡視頻監控系統的優勢在于攝像機內置Web服務器并且能夠直接提供以太網端口，通過這些內置Web服務器的攝像機可以生成Jpeg、Mpeg4或H.264等數據文件，然后將這些數據文件供給任何被授權的客戶機，使其能從網絡中的任何位置進行查訪，并進行監控、記錄或打印，而并不生成連續模擬視頻信號形式的圖像。

三、研究目的和意義

針對傳統視頻監控系統環境適應性差的弱點，本項目將采用Visual C++開發平臺，利用紅外探測器的云臺控制實現全方位多角度的監控，開發一種能在夜間、遠距離、隱蔽條件及多霧、雨雪等惡劣環境條件下工作，且結構、功能較為完善的紅外視頻監控系統，并在操作端進行用戶的權限劃分，保證系統的安全可靠。與傳統監控系統相比，這種紅外視頻監控系統的環境適應性很強，其獨特的優勢主要包括以下幾點：（1）能有效地檢測和識別偽裝或者較為隱蔽的目標，避免了普通攝像機可能產生的視覺錯覺和錯誤判斷；（2）能實現24小時全天候全自動監控，紅外熱成像攝像機是被動接受目標自身的紅外熱輻射，無論白天黑夜都可以正常運行，由于無“紅曝”現象從而不易暴露目標；（3）能實現遠距離探測，能克服雨雪、多霧等惡劣環境條件下產生的視覺障礙，穿透能力強；（4）能準確有效地判斷火災地點、范圍及程度，借助紅外熱像儀對物體表面溫度的感知，在火災防控中提供精確預警，降低錯報的可能性；（5）能有效提高惡劣環境條件下或低照度條件下公路交通安全的管制水平，為機場、港口等大面積重點區域的安全保障提供廣范圍的有效監控。

因此，若能開發與設計出一套性能優異的紅外視頻監控系統，將對提高社會各行業、各領域、各場所的安全防范或協助管理水平有著十分深遠的意義。鑒于此，本項目將結合軟件工程的專業知識以及自己所在的行業領域，研究社區紅外視頻監控系統的設計與實現過程，為維護公共區域的安全和社區功能的穩定運轉提供保障，也為保障社區居民的生命財產安全、提早預防和打擊各類偷、盜等違法犯罪行為提供有效手段，提高對突發事件的應急處理能力。

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