淺析多媒體網絡監控系統的設計

謝沛陽

摘 要：當今科學技術的飛速發展，社會已進入數字化、信息化時代。而利用高新技術辦公、預防、制止、打擊犯罪，已逐漸在三大防范手段（即人防、制防、技防）中，占據了愈來愈重要的主導地位。隨著各種新型安保觀念的引入，社會各部門、行業及居民小區紛紛建立起了各自獨立的監控系統或聯網報警系統。在商業街、銀行、通訊、電力等國家重點部門，遠程多媒體數字化監控、監聽、多級聯動報警已基本形成，對預防和制止犯罪、方便企事業單位精細化管理、維護社會經濟的穩定起到了重要作用。本系統的監控系統，利用計算機和網絡通信技術，實現遠程多媒體數字化監控、監聽、多級聯動報警，基于Web的視頻/音頻信息瀏覽等綜合性應用。前方攝像機的圖像可以根據設置，以報警方式、時間表方式、手動方式保存到本地硬盤，也可以存儲到監控中心。各類報警信息自動上傳，根據需要通知道需要的處理的職能部門。

關鍵詞：監控系統；安全

一、設計說明

（一）多媒體網絡監控系統基本概況

多媒體網絡監控系統，利用計算機和網絡通信技術，實現遠程多媒體數字化監控、監聽、多級聯動報警，基于Web的視頻/音頻信息瀏覽等綜合性應用。

（二）系統的安全可靠性

為了確保系統在任何情況下的有效，我們從以下幾個方面著手，提供整套安全可靠的系統：前端設備品質高度可靠、壽命長、清晰度高、綜合性價比優秀。分布式的網絡結構，保障長期穩定地運行，網絡控制系統靈活可靠。

配備后備電源，保證整個或部分系統在停電后依然正常運行和通訊暢通。集成防盜報警控制系統和火災報警系統，并與視頻監控系統聯動。

（三）系統的先進合理性

本系統基于先進的分布式工業監控結構，擁有完善的級別和權限管理系統，高清晰的數字畫面處理和獨特的壓縮方式，用戶可編程的多畫面多層次的輸出，高度集成的面向對象的管理和調用等等諸多業界首創的技術，并可以接入報警、出入口控制系統進行統一管理，是解決中試廠實體保衛要求的首選系統。

（四）系統的可擴展性和升級能力

首先，系統中需要增加或刪減一個監區的攝像機，也絕不會影響所以其他設備的正常工作。其次，監控中心的核心控制系統具有良好的穩定性和兼容性。隨著技術的不斷發展，系統升級只需升級操作控制軟件即可，充分為用戶節省時間和費用。

（五）系統工程需求

隨著社會財富的日益增加，人們對在各種公共場合的安全防范的要求也明顯地增強。如何有效地保障社會和商家的財產，保障社會主義的市場經濟秩序，就成為我們必須考慮的重中之重的問題。

為建設一套完善、先進的安全防范系統提供了現實基礎。利用目前進行的改造工程，做出合理的安防規劃，系統的線路路由和管線敷設都可以隨著工程的整體規劃做出最為經濟的建設，從而避免了日后為建設系統的重復性投資部分。所有的電纜和光纖都可以隨著弱電通路同時進行，避免了在建設好的街區和路面上重新敷設線路的開槽、開孔、打井等土建工程，以及由其造成的不便。統一的電纜敷設也為將來的系統維護提供了方便，減少了維護成本，還增加了系統的可靠性。

根據規劃設計，可以提前對重要防范區域做出最為合理的布置，選用適合切實需要的產品，提高系統的可利用率。根據不同區域的防范重點不同，在主要的十字路口、公共休息廣場選用全方位的攝像機；而對于密集的人流通道、重要的出入口采用固定方向的攝像機即可。當傳輸距離比較遠時，采用光纖同時傳送1～5路的圖像信號；當傳輸距離比較近時，采用高效率的電纜即可。因此，在此時通過周密的規劃設計，不僅可以大大提高系統的工作范圍，還可以大幅降低系統的投資成本。

隨著近幾年來通信技術和成像顯示技術的飛速發展，大范圍、遠距離、多功能的監控系統已經成為現實。利用光通信技術，可以將圖像信號傳送到幾十公里外的監控中心，并且對被監控的區域做幾乎無延時的巡視和監聽。利用數字處理技術，可以把監控中心的圖像、聲音信號以各種方式保存下來，作為將來分析問題的依據和證據。也可以把集圖像、聲音、數據的信息通過局域網、廣域網、電話線廣播出去。

二、圖像監控系統的組成

圖像監控系統作為整合、分析、保存分散在各地的現場圖像信息控制中心，由信息采集子系統、信號傳輸子系統、控制顯示子系統三大部份組成。

（一）信息采集子系統

前端視頻信號攝取部分主要包括：彩色攝像機、電動云臺、變焦光學鏡頭、解碼器、安裝支架及防護罩等設備。攝像機和光學鏡頭配合將自然圖像轉換成視頻電信號，電動變焦鏡頭可以監視不同目標距離上的圖像，電動云臺可以帶動攝像機進行水平和垂直方向的轉動以擴大監視范圍，解碼器與控制器建立通訊聯絡并將控制器發出的動作控制編碼轉換成云臺、鏡頭動作所需的電壓/電流。

（二）信號傳輸子系統

信號傳輸部分實現圖像、聲音、控制及電源等信號的傳輸。視頻圖像信號易受到現場電磁的干擾，應選取屏蔽性能良好，線路損耗低的電纜。線纜的走向和連接點是十分重要的，暴露在外部的部份，要加鋼管或PVC套管做防護措施。

（三）控制顯示子系統

控制與顯示部分是整個系統功能實現的根本。包括各種圖像處理、控制、還原等專業設備。控制中心包括監控工作站、高分辨率顯示器、網絡適配器等設備。分布式的視頻服務器可以依據現場的情況，放置在各個監區的現場。

三、保安監控系統設計

（一）圖像監控系統

按照設計總體思想，在系統設備選擇上，充分考慮到該區域實際的監視需要，力爭做到：控制方式，圖像質量清晰，性能穩定，安裝簡便。使整個系統的性能達到一個很高的水平，商業街監控管理的要求。

（二）系統功能

分布式的網絡結構，采用全球第一個基于分布式的客戶化的網絡監控系統。視頻處理主機根據需要放置在不同地理區域的監控地點，通過網絡統一管理。

（三）面向對象的事件管理

系統對所有的對象都做了精致的定義，利用事件進行管理。利用先進的面向對象的設計和管理技術，使系統的可靠性更高，功能更強、管理更精確、集成范圍更廣泛。

1.對象概念的延伸

在系統中，對象的概念被廣泛地延伸了。它主要包括所有的：系統操作員、攝像機、工作站、顯示窗口、監視器、瀏覽器、地圖、對話框、鍵盤、麥克風、電子郵件、聲音文件、各種傳感器、繼電器、讀卡器、時間、智能卡、ATM提款機等等。在系統中，任何一個被控制的方面都一個對象，每個對象都有獨立的參數來設置其工作狀態。IVS系統就是面向對象的管理。

2.事件概念的延伸

在BOE-IVS系統中，事件的概念也被廣泛地延伸了。凡是系統中的各種變化都可以是一個事件。例如：移動檢測、探頭報警、時鐘、鍵盤、光線等等。通過事件的觸發，實現對系統中的各個對象進行人為的或是自動管理。

3.宏和腳本

在稍微復雜的應用中，利用“宏”來管理，可以快速直接地設置對象的動作。利用面向對象的管理技術，可以輕松的實現面向各個對象的權限管理，和復雜的多個事件組合的自動操作。

（四）先進的視頻處理技術

1.壓縮方式

系統采用原用于衛星通信的先進的小波壓縮方式 （Wavelet），在將圖像色彩和分辨率損失保持在最小的情況下，可將一幀的圖像壓縮至2K以下，圖像壓縮比高達200：1，大大提高了在同等分辨率下的傳輸速率，使網絡的利用率更高。小波壓縮還解決了H.263和MPEGⅠ、MPEGⅡ壓縮時出現的丟幀問題，也解決了M-JPEG壓縮占用空間較大的缺陷。

2.擴展視野

系統主機可以同時輸出2路SVGA顯示器的信號。

系統可以設置任意多的“層”，每層可以設置任意個圖像顯示、回放的窗口，或電子地圖、對話框、日志瀏覽窗口等等。將這些“層”按照客戶化的要求顯示在不同的SVGA顯示器上去。根據實際的需要， 可以設置這些“層”之間的鏈接，實現手動或由事件驅動的自動切換。

3.視頻移動檢測

系統對每一個攝像機輸入都設有獨立的視頻移動檢測報警，且靈敏度可調。當攝像機的顯示畫面上有移動的人或物體時，即產生事件信息，以此來驅動新的動作，例如：開始錄像、播報聲音警告、啟動報警輸出裝置、向遠程發送報警報告等等。

4.視頻丟失檢測

系統中的任何一路攝像機的視頻線路失效，或攝像機故障，都可以產生報警信息，通知主管部門或操作人員。而發生故障的攝像機的最后一副圖像會被保存下來，供日后分析。

5.圖像照度增強

在昏暗的監視環境下，由于攝像機的照度不足，監視畫面會變得模糊不清。利用獨特的“圖像照度增強”功能，則可以在現有的監視畫面上提高視頻處理的能力，把由于攝像機照度不夠不能成像的物體顯現在畫面上。這相當于利用軟件分析處理代替了需要更換新的低照度攝像機，使系統的造價更低，利用率更高。

6.可視化電子地圖

系統的電子地圖由多張平面圖和圖標構成。在電子平面圖上，添置系統中應用到的所有輸入、輸出設備和圖像顯示窗口、事件瀏覽日志。所有的這些設備和對象都有專門的圖標與之對應，包括：攝像機、傳感器、警燈、揚聲器等等，加上窗口，利用宏可以將它們組合起來實現自動報警、顯示、錄像、通知，以及執行對應的輸出控制操作，例如：開燈、跟蹤、廣播等等。 為了不影響電子地圖的監視效果，各個圖標都可以隱藏起來。

由于系統當中的所有監控或監視對象都被賦予了描述屬性，不同的用戶就完全可以根據自己的需要，自由地管理由這些對象構成的系統。每個用戶都有其不同的監視需求。即使是使用完全相同的監控器材，監控重點對象的不同和操作習慣的不同，決定了同樣的系統在不同的應用環境亦會有著不同的應用方式。或是監控方式改變了，原來的系統就得報廢或升級。

參考文獻：

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