視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測技術(shù)的研究

胡曉文　陳宇翔（廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司，廣東　廣州　510000）

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視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測技術(shù)的研究

胡曉文陳宇翔
（廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司，廣東廣州510000）

摘要：針對目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測方法存在的弊端，提出了開發(fā)用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測軟件的思路，闡述了軟件研發(fā)中需解決的技術(shù)問題和難點，確定了檢測軟件的總體技術(shù)路線，并對其創(chuàng)新點及未來的改進方向進行了探討，以提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控系統(tǒng)，檢測軟件，圖像

1　本領(lǐng)域的研究概況

目前國內(nèi)外對視頻監(jiān)控的檢測研究已經(jīng)初具規(guī)模，如在國內(nèi)，建設部推出了GB 50339—2013智能建筑工程質(zhì)量驗收規(guī)范，在其中的安全技術(shù)防范系統(tǒng)中確定了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測范圍和具體檢測內(nèi)容，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測工作制訂了綱領(lǐng)。而在GB 50198—2011民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范中非常明確地規(guī)定了視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測的一些具體指標及技術(shù)要求。

目前國內(nèi)許多檢測機構(gòu)雖然對視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測的檢測方法進行了研究，并取得了一些研究成果，但目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測主要是通過在現(xiàn)場攝像機前端放置視頻測試卡，檢測人員通過在監(jiān)控中心的監(jiān)控終端（如顯示大屏、監(jiān)視器等）對視頻測試卡進行主觀觀察，然后判斷出該攝像機的圖像質(zhì)量指標（如灰度、清晰度和分辨率等）。目前的檢測方法存在幾個弊端：依賴現(xiàn)場的監(jiān)控終端和監(jiān)控系統(tǒng)，如果現(xiàn)場的監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)軟硬件故障，檢測無法進行；無法將檢測數(shù)據(jù)—實時的圖像進行實時保存，為數(shù)據(jù)復查等提供有效的依據(jù)；檢測基本依賴人工判斷，主觀性較強，缺乏客觀技術(shù)依據(jù)。

2　研究的內(nèi)容和目的

2.1主要的研究內(nèi)容和思路

本項目研究內(nèi)容針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)一個檢測軟件，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測工作提供很好的檢測工具，通過該軟件可以解決對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測從主觀判斷到客觀評判。

本項目的研究思路分為軟硬件兩部分，硬件部分主要是通過一個接口將攝像機信號傳輸線路與手提計算機進行連接，軟件部分主要是對獲得的攝像機圖像信號進行處理，能實現(xiàn)實時監(jiān)控，自動對圖像指標進行分析判斷，實時保存，事后查看等功能。

通過一個測試軟件將可以直接應用于目前我們智能建筑的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測中，通過使用該軟件，可以使檢測過程更加簡便，增加檢測所包含的技術(shù)含量。以年均檢測500臺攝像機計算，預計可以創(chuàng)造年經(jīng)濟產(chǎn)值30萬元以上，極大提高我們在視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測乃至智能建筑檢測方面的技術(shù)水平和競爭力，同時也能為我們從事公安廳的安防工程檢測業(yè)務起推動作用。

2.2研究的目的和意義

目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)（閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)）在各個場合得到了十分廣泛的應用，它是各行業(yè)重點部門或重要場所進行實時監(jiān)控的物理基礎(chǔ)，管理部門可通過它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像、聲音信息，對突發(fā)性異常事件的過程進行及時的監(jiān)視和記憶，用于提供高效、及時地指揮和高度、布置警力、處理案件等。該系統(tǒng)的檢測也是設備所智能建筑工程質(zhì)量檢測中一項十分重要的內(nèi)容，其產(chǎn)值可以占到整個智能檢測產(chǎn)值的20%左右。同時該系統(tǒng)的檢測也是公安部安防系統(tǒng)檢測的重要檢測內(nèi)容。

2.3重點需要解決的技術(shù)問題和難點

在本課題的研究中，重點需要解決的技術(shù)問題包括：

1）檢測程序與檢測現(xiàn)場的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備的連接問題，即如何利用檢測程序軟件讀取檢測現(xiàn)場的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控圖像。當時有兩種技術(shù)方案，一種是直接在現(xiàn)場的監(jiān)控機上安裝檢測程序，一種是檢測程序安裝在檢測用手提上，到現(xiàn)場后將手提與現(xiàn)場的設備連接。但如果應用前一種方案，委托方有可能會不同意我們在其設備上安裝。故最后采用第二種方案。

2）硬件接口問題，要將檢測用手提與現(xiàn)場的設備連接，硬件接口需要解決?，F(xiàn)場設備的硬件接口一般都是BNC接頭（見圖1），手提沒有設置這種類型的接頭，后經(jīng)選擇采用了USB-BNC的轉(zhuǎn)換接頭解決了這一問題。

3）軟件接口，為了降低開發(fā)難度，節(jié)約開發(fā)時間，軟件接口需要采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)廠家提供的軟件接口，然后通過一個VIDEO控件實現(xiàn)圖像的讀取。這一點也是該檢測程序使用的局限性。

4）圖像的截取，視頻監(jiān)控圖像的截取是為下一步視頻圖像質(zhì)量進行分析計算打下基礎(chǔ)。這一點在VB開發(fā)程序中不難實現(xiàn)，只需要應用其SaveImage（）函數(shù)即可。

5）圖像質(zhì)量分析部分，這是整個程序最為關(guān)鍵的部分也是整個程序的難點所在。按照規(guī)范要求，視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要測量其圖像質(zhì)量，具體指標是清晰度、灰度和視頻輸入電平。檢測程序需要對截取下來的圖像進行建模分析，從而判斷出圖像質(zhì)量有關(guān)指標。這部分一開始的開發(fā)難度比較大，曾經(jīng)一度困擾該項目的繼續(xù)進行，曾經(jīng)一度想放棄該部分的開發(fā)。最后采用了一個已有的圖像分析程序，即采用了基于RGB模型和基于HSV模型的顏色特征提取。部分解決了問題，雖然最終分析出來的結(jié)果不是特別理想，但是至少部分實現(xiàn)了項目開發(fā)的初衷，余下問題留待下一步的改進。

3　研究思路及方法

確定該軟件的總體技術(shù)思路——采用Visual Basic 6.0作為編程平臺，設計思路是通過事先定義不同的子函數(shù)，包括圖像截取、圖像分析、結(jié)果顯示幾個部分，再在主函數(shù)中提供入口參數(shù)，完成整個計算分析過程。確定該軟件的總體技術(shù)路線為：通過對以往工程實際中的視頻監(jiān)控檢測積累的圖像數(shù)據(jù)（即主觀判斷的數(shù)據(jù)），建立起一個比較通用化的數(shù)學模型，再采用圖像分析對圖像進行建模仿真分析，最后形成實用化的測試程序。硬件接頭采用USB-BNC，軟件接口采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)廠家提供的軟件接口，然后通過一個VIDEO控件實現(xiàn)圖像的讀取，后臺數(shù)據(jù)庫采用比較容易操作的ACCESS數(shù)據(jù)庫。在具體的軟件程序方面，該軟件主要包括了以下幾部分，現(xiàn)將各部分介紹如下：1）主程序，主要是提供記錄工程名稱、攝像頭編號等有關(guān)信息。2）圖像顯示及截取，就是讀取所檢測攝像頭的圖像，存入數(shù)據(jù)庫，然后進行截取。3）分析模塊，主要是根據(jù)基于RGB模型和基于HSV模型的顏色特征提取，對圖像進行分析，再結(jié)合事先定好的分析模型，分析出圖像的有關(guān)指標。4）顯示部分，就是顯示分析出來的結(jié)果并存入數(shù)據(jù)庫。圖2與圖3為軟件運行界面。

圖2　軟件運行界面（一）

圖3　軟件運行界面（二）

軟件的試用情況。在軟件的研發(fā)過程中，為了在實際工作中更好對軟件的功能進行實際檢驗，因此在8個工程的視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測工作中試用該軟件進行檢測，試用情況還算良好。

4　主要創(chuàng)新點及未來的改進方向

1）創(chuàng)新點。創(chuàng)新點在于開發(fā)出一個用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測程序，能夠?qū)σ曨l監(jiān)控圖像的質(zhì)量進行自動分析，最大限度地降低檢測過程中的人為影響，極大提高了在視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測乃至智能建筑檢測方面的技術(shù)水平和競爭力。

2）未來的改進工作。目前，雖然軟件的功能已經(jīng)基本實現(xiàn)，但是軟件尚有許多不足和缺陷，對未來也有一些繼續(xù)改進的設想。限于時間所限，這些工作目前仍無法完成，在未來將針對這部分工作對軟件進行改進：a.改進軟件的界面。目前的界面比較單調(diào)，未來可以將界面改進，例如可以嵌入相應的圖片、動畫等，使界面更生動，更人性化。b.優(yōu)化分析模型，使分析效果更精確，使軟件更加實用化。c.開發(fā)出通用的軟件接口，減少對廠家的依賴。

5　結(jié)語

本項目開發(fā)成功后，將可以直接應用于智能建筑中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的檢測中，通過使用該軟件，可以使檢測過程更加簡便，增加檢測所包含的技術(shù)含量。以年均檢測500臺攝像機計算，預計可以創(chuàng)造年經(jīng)濟產(chǎn)值30萬元以上，極大提高我們在視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測乃至智能建筑檢測方面的技術(shù)水平和競爭力，同時也能為我們從事公安廳的安防工程檢測業(yè)務起推動作用。

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［6］GA/T 367，視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求［S］.

Research on the detection technology of video monitoring system

Hu Xiaowen Chen Yuxiang
（Guangdong Construction Science Research Institute Group Limited Company by Share，Guangzhou 510000，China）

Abstract：According to existing disadvantages of present video monitoring system detection method，this paper put forward the thought to video monitoring system detection software development，elaborated the technical problems and difficulties of software research and development，determined the overall technical route of detection software，and discussed its innovation points and future improvement direction，in order to improve the technology level of video monitoring system.

Key words：video monitoring system，detection software，image

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）06-0255-02

收稿日期：2015-12-14

作者簡介：胡曉文（1982-），男，碩士，工程師；陳宇翔（1978-），男，碩士，高級工程師