淺談智能視頻監控在工業生產中的應用

宋偉平　陳振峰

摘 要：智能視頻監控設備在工業生產中的應用大大提高了設備自動化控制效果，對設備的運轉狀態及周圍環境實現了實時穩定的監控，極大推動了工業化進程的加快。

關鍵詞：智能視頻監控；工業生產

前言：近年來，隨著數字圖像處理技術和數字電路技術的飛速發展，圖像信號的數字化處理變得比較普遍，利用數字圖像處理技術進行動態監測和現場監控都已成為現實，而且具有相當高的靈敏度和可靠性。

一、視頻監控系統的研究現狀

1.1模擬監視系統

隨著黑白攝像機、黑白電視機的出現，初期的黑像電視監控系統也誕生了。最早的視頻監控系統，也稱閉路電視監控系統（CCTV）。主要由攝像機、視頻矩陣、監視器、錄像機等組成，由視頻電纜、控制電纜等連接。監視系統以模擬方式傳輸，一般傳輸距離不能太遠，主要應用于小范圍內的監控，監控圖像一般只能在控制中心查看。最簡單的是將圖像信息直接送入視頻傳輸電纜進行傳送，它應用于安保、生產管理等現場。盡管當時圖像質量低，控制功能少，但其直觀方便，還是被人們所接受，之后投入了大量的人力物力，不斷提高性能、完善功能，很快地由最初的單點、單線制模式變成點對點、一點對多點監視和多點順序控制系統?？刂撇糠植捎媚M電路與中、小規模數字集成電路制成的控制器，以直接控制、間接控制、頻率分割控制的方法通過手動方式對云臺、攝像鏡頭進行各種控制，此種控制方式功能簡單，可靠性差，易受干擾，系統壽命短。但由于投資少，易操作，這種模式的監控系統目前還在個別部門使用著。總的來說，由于中國視頻監控市場龐大的需求以及不均衡的發展進程，如果沒有產生在成本上可以完全替代模擬監控的新技術，模擬監控市場仍將長期存在。

1.2數字監控系統

20世紀90年代中期，隨著計算機處理能力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數字化視頻監控系統。數字式視頻監控系統相對于傳統的模擬式視頻監控系統最大的優點就是可以利用計算機圖像處理的方法來實現監控系統的智能化。數字監控作為繼模擬監控之后的第二代監控技術，無論在圖像質量、保存時間以及可靠性上均有大幅度的提升，為用戶提供了高性價比的監控解決方案。當前，數字監控已成為主導整體視頻監控市場的視頻監控解決方案，并成熟應用于金融、商業等行業之中。但是由于數字監控系統設計的出發點不是基于計算機，而是基于傳統模式，只是在原有的基礎上加以改進，計算機只是充當一個外部監視器的作用。且傳統單片機系統固有的弊端并沒有克服，通信協議的多樣化與專用化很難統一，導致已有的計算機資源遠遠滿足不了多種設備的要求。另外計算機的運行速度較低，而數字視頻的數據量又很大，這樣就限制了利用一臺計算機同時處理視頻信息、音頻信息、文字、圖表、數據等信息的能力，因此很難組建大型監控系統。

1.3 網絡化多媒體監控系統

隨著寬帶網絡的普及，微處理器技術的快速發展，以及各種實用視頻處理技術的出現，視頻監控逐漸從本地監控向遠程監控發展，出現了以網絡視頻服務器為代表的遠程網絡視頻監控系統。網絡視頻服務器解決了視頻流在網絡上的傳輸問題，從圖像采集開始進行數字化處理、傳輸，這樣使得傳輸線路的選擇更加多樣性，只要有網絡的地方，就提供了圖像傳輸的可能。并且，隨著數字視頻壓縮編碼技術的日益成熟，為多媒體信息的廣泛應用提供了基礎，新的監控技術完全打破了傳統的結構，依靠功能日益強大的計算機，不僅可以處理文本、數據、圖形等信息，還可以處理視頻圖像、聲音等信息，再加上網絡技術、通信技術的迅猛發展，對各種媒體信息的應用趨向綜合化、交互化?，F在的各種通信網如公用電話網、數字數據通信網、綜合業務數字網、各種類型的LAN＼WAN以及發展迅猛的因特網遍布全球的各個角落，將全球連成一體，使您在任何地方都能以任何方式與地球上其它任何地方交流與傳遞您所希望的任何信息。監控系統涉及的區域范圍也在不斷地擴大，從局域到城域到廣域，從一個城市到另一個城市，從一個國家到另一個國家，都能完成在現場所能完成的一切任務，將建成一個網絡化的多媒體監控系統。

二、智能視頻監控的應用

智能視頻監控系統主要用來采集、分析視頻圖像的內容，將攝像頭等前端采集設備捕捉到的報警畫面轉換成報警信息，并傳遞給下一部分進行處理。智能視頻監控部分的基本結構組成一般為：

2.1 現場攝像頭，用來采集、傳輸圖像；

2.2 智能視頻處理器，這種設備可以通過區分視頻中監控對象的外形、動作和位移等特征，做到主動收集、分析數據，并根據預設條件執行報警、記錄、分析等動作，這也是智能視頻監控系統的核心；

2.3 智能視頻管理器，負責設置智能視頻監控系統的圖像屬性、報警規則，觸發報警后對其進行分析、處理，顯示、記錄報警畫面、錄像等工作。智能視頻監控部分的圖像采集設備多采用普通CCD攝像頭。井下大功率機電設備較多，空間狹小，電磁環境較為惡劣，傳統的工業生產視頻監控系統傳輸圖像一般采用同軸電纜，傳輸距離短，易受干擾，所以傳統的工業生產視頻監控系統采用抗干擾能力較強的黑白攝像頭作為圖像前端采集設備，隨著光纖技術和工業以太網技術的發展，井下圖像傳輸時也開始采用光纖或工業以太網，抗干擾能力增強了，工業生產視頻監控系統開始采用彩色攝像頭所謂圖像前端采集設備。

2.4 中央控制系統：中央控制系統負責處理智能視頻監控系統和工業生產自動化系統產生的各種報警信號，并根據聯動協議執行聯動方案，這一部分對應于工業生產智能視頻監控與聯動系統框架的報警前期處理部分，中央控制系統具有對自動化系統的最高權限。工業生產自動化系統：包括工業生產自動化系統管理服務器和自動化子系統兩個部分。工業生產自動化系統管理服務器即工業生產自動化集中控制管理系統運行的服務器，負責采集各自動化子系統的運行工況，控制各自動化子系統的運行。工業生產自動化集中控制系統接收中央控制系統發出的控制指令，控制相應的自動化子系統執行措施。

三、視頻監控系統的發展方向

3.1 智能化

智能化是視頻監控技術發展的比較高級的層次。隨著技術的發展，全智能的監控系統將能夠在事發前識別并作出正確的判斷，為人們提供最為有效、及時的快速反應措施。其應用包括物體追蹤、物體識別、數量統計、異常識別等。

3.2 網絡化

企業工廠遠程視頻管理是發展的趨勢，特別是含有國有資源的管理。在生產管理過程中，采用網絡視頻監控系統，實現監控點前端、監控中心、監控工作站的數字化處理，是監控系統發展的必然趨勢。

3.3 人性化

視頻監控系統會朝著更為人性化的方向發展，為滿足不同客戶的需求，增加各種其他功能，比如根據不同的生產車間，配合合適的溫度、濕度等感應報警器裝置，增加監控異常后的處理功能。

結束語：綜上所述，智能視頻監控設備是現代技術的標志，隨著科技水平的發展，智能視頻監控技術也將不斷進步，在工業生產中發揮更大的作用。

參考文獻：

[1] 馬聽.視頻監控系統的現狀和今后發展趨勢[J].金片工程，2015（3）：9-10.

[2] 郭衛華.模擬視頻監控系統之過去、現在和將來[J].中國安防，2016（17）：21.

作者簡介：

宋偉平（1982年-）、性別：女、民族：漢族、籍貫：遼寧省葫蘆島市、學歷：本科、研究方向：工業智能化、現從事工作：研發工程師。