數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化應(yīng)用

郎浙徽 孫建 胡學(xué)勛

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，促使視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一種觀測工具，可以實(shí)時(shí)反映出監(jiān)控區(qū)域人員活動或設(shè)備運(yùn)行情況，為安保、消防、樓內(nèi)自控等工作決策提供真實(shí)依據(jù)。筆者在研究中以數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)為核心，明確數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)，提出智能化數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，促進(jìn)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，進(jìn)而為相關(guān)研究人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字視頻監(jiān)控;智能化

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)從第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到第二代和第三代，并受市場需求的影響，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在區(qū)域內(nèi)視頻監(jiān)控領(lǐng)域占有十分重要的地位，為了滿足人們的安全需求，節(jié)省監(jiān)控人力成本，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為業(yè)內(nèi)主要研究方向，取得了一定成果，并具備監(jiān)控終端自動識別功能和實(shí)時(shí)跟蹤功能，彌補(bǔ)傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，提高視頻監(jiān)控的安全性和高效性。在這樣的背景下，探究數(shù)字視頻控制系統(tǒng)智能化建設(shè)與實(shí)現(xiàn)具備非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢

隨著科技的發(fā)展，在現(xiàn)代的監(jiān)控當(dāng)中，應(yīng)用數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的有效計(jì)算，能夠快速地對視頻及圖像進(jìn)行數(shù)字化的處理，并且通過不斷壓縮和分析，結(jié)合云存儲，有助于相關(guān)部門（行業(yè)監(jiān)管）對情況的及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，能夠更好地實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)控智能化的服務(wù)。（2）是可以提供遠(yuǎn)程的存儲和訪問的能力。在數(shù)字化不斷應(yīng)用當(dāng)中可以將抗干擾能力及輸出信號減弱的情況進(jìn)行完善，并且可以通過加密的形式對視頻進(jìn)行保存，不會受到外界的干擾。在數(shù)千里以外的現(xiàn)場也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并且能夠通過線路，使用戶可以清楚地觀測到監(jiān)控的范圍。

與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)對比，（1）新一代數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合云主機(jī)、云存儲，可以將視頻進(jìn)行分域存儲（邊緣計(jì)算），實(shí)現(xiàn)快速調(diào)用監(jiān)測到的視頻，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)帶寬的同時(shí)，更加便于查找，應(yīng)用計(jì)算機(jī)的技術(shù)進(jìn)行多維度分析、檢索，這樣能夠很快地將所查找的信息進(jìn)行播放。（2）在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更輕量化，主要是由微電子設(shè)備組成，在系統(tǒng)里會出現(xiàn)模塊化的結(jié)構(gòu)，相對體積較小，方便安裝和使用，集成度高的同時(shí)更加便于維護(hù)，在系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)故障的概率大大降低，進(jìn)而能夠更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的自動化服務(wù)，不需要人工來進(jìn)行監(jiān)管和介入。（3）供電部分，在出現(xiàn)電源的故障當(dāng)中，視頻監(jiān)控應(yīng)用自舉功能會繼續(xù)完成電源中斷的工作。（4）在不斷應(yīng)用數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的過程當(dāng)中，數(shù)字化系統(tǒng)所涉及的軟件可以進(jìn)行迭代升級和維護(hù)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)自動化辦公及服務(wù)。

2數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化建設(shè)

2.1前端采集設(shè)計(jì)

IPC從功能上看可以當(dāng)作是能聯(lián)網(wǎng)的攝像頭和編碼器，不但擬補(bǔ)了模擬攝像機(jī)的不足，圖像傳輸?shù)男Ч哺?。?shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中前端的硬件設(shè)備最重要的就是IPC，通常采用嵌入式架構(gòu)，他集成了圖像采集、信號處理、編碼壓縮技術(shù)、采用靈便的嵌入式結(jié)構(gòu)，而且支持多種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，他火熱市場成為了各個(gè)廠家，積極研發(fā)的動力。不但在行業(yè)應(yīng)用中，構(gòu)建大規(guī)模、分布式的智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在家用安防中也在如火如荼地全面推廣中。還有就是從技術(shù)上講，IPC已經(jīng)沒有了多次數(shù)模轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，所以技術(shù)指標(biāo)有了顯著的提升，完全取締模擬攝像頭將成為趨勢。

在IPC中，作為影像傳感器的CCD和CMOS只需要一次模A/D轉(zhuǎn)換，然后就由攝像機(jī)內(nèi)置的DSP芯片進(jìn)行信號處理，如增益、降噪等處理，在壓縮、打包通過網(wǎng)絡(luò)上傳到后端服務(wù)器。相比較模擬攝像機(jī)的多次轉(zhuǎn)換造成的損耗，IPC做的很好，圖像質(zhì)量有了保障。另外，IPC掃描方式是逐行掃描，相比于模擬攝像機(jī)的隔行掃描方式，掃描信號不會有間隔和失真，圖像質(zhì)量更好。最后，IPC可以集成雙向音頻功能，IPC的前端音頻輸入輸出口，不但能直接連接揚(yáng)聲器，而且還可以與客戶端的管理員進(jìn)行對講，還有可以實(shí)現(xiàn)音頻與視頻同步存儲，查閱時(shí)能進(jìn)行同步回放。

2.2智能化數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)框架

視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一種觀測工具，在建筑公眾區(qū)、設(shè)備間和其他重要場所中設(shè)立監(jiān)控區(qū)，實(shí)時(shí)反映該區(qū)域人員活動或是設(shè)備運(yùn)行情況，為安保、消防、樓內(nèi)自控等工作決策提供真實(shí)依據(jù)，進(jìn)而達(dá)到維護(hù)治安的目的。智能化數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像、傳輸、控制、記錄四部分構(gòu)成，攝像部分由攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架、電動云臺等部分組成，主要對監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行攝像，轉(zhuǎn)化為電信號進(jìn)行信息傳輸;傳輸部分由線纜、調(diào)制解調(diào)設(shè)備和線路驅(qū)動設(shè)備等部分組成，負(fù)責(zé)將攝像機(jī)電信號傳輸?shù)娇刂浦行?控制中心負(fù)責(zé)將電信號轉(zhuǎn)化為圖像呈現(xiàn)在監(jiān)視設(shè)備上;記錄部分則自動錄制攝像圖像，進(jìn)而提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。智能化數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)框架如圖1所示：

2.3GPS可視化操作

應(yīng)用數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)后也可使用GPS系統(tǒng)的各種功能，在電子地圖中也可較為清晰地標(biāo)注出攝像頭的實(shí)際位置、警力的分布情況等內(nèi)容，警情信息也逐漸具有共享特征，這可保證交通部門、公安部門在最短時(shí)間內(nèi)快速掌握具體的案發(fā)地址，同時(shí)結(jié)合電子地圖中攝像頭的分布數(shù)據(jù)，第一時(shí)間查找出案發(fā)視頻，這可為公安部門快速掌握案發(fā)情況并進(jìn)行分析與判斷提供良好的條件，進(jìn)而為合理快速地解決案件奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.4視頻處理

視頻處理技術(shù)主要具備視頻數(shù)據(jù)處理、視頻圖像預(yù)處理等功能，壓縮編碼技術(shù)作為視頻處理的核心技術(shù)，負(fù)責(zé)將采集到的視頻進(jìn)行壓縮編碼后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)視頻顯示，并具備存儲功能。圖像預(yù)處理以傳感器標(biāo)定、圖像增強(qiáng)恢復(fù)為主，為用戶提供所需信息。視頻采集端所輸入的原始視頻數(shù)量極大，無法通過網(wǎng)絡(luò)直接傳輸，系統(tǒng)要自動檢查和壓縮編碼，以提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，視頻壓縮算法較多，本文主要介紹H.264：H.264算法，作為一種新型視頻壓縮算法，借鑒以往編碼優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，應(yīng)用大量新技術(shù)，提高系統(tǒng)壓縮效率，通過網(wǎng)絡(luò)分層技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性，拓展視頻處理范圍。除此之外，這種視頻壓縮算法可以提高視頻圖像的清晰度和視頻傳輸?shù)姆€(wěn)定性，是未來視頻壓縮算法的發(fā)展方向。

結(jié)語

結(jié)合高清攝像頭、云平臺，新一代數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用，通過數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化服務(wù)和新的技術(shù)手段（AI等），能夠有效提升視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效率，更加有利于相關(guān)行業(yè)監(jiān)督執(zhí)法部門及最終用戶通過數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)去實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)合5G等移動通信技術(shù)信息告警傳輸，相關(guān)人員能夠及時(shí)對出現(xiàn)的特殊情況進(jìn)行快速處理，避免問題發(fā)生。相信，在不久的將來，隨著我國數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)不斷發(fā)展，新一代數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)必將應(yīng)用于各行各業(yè)，普及民生，為科技興國、人民安康做出貢獻(xiàn)。

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