視頻監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)的研究

張衛(wèi)+趙榮杰+郭大群

摘 要： 視頻監(jiān)控可自動(dòng)辨析目標(biāo)，解析實(shí)時(shí)性的信號(hào)及圖像。在監(jiān)控的方式下，提取了精確的目標(biāo)位置，自動(dòng)跟蹤目標(biāo)。從根本上看，視頻監(jiān)控跟蹤表現(xiàn)為綜合性，是伺服的系統(tǒng)。對(duì)于此，解析了系統(tǒng)的監(jiān)控精度及動(dòng)力特性，新式的設(shè)計(jì)整合了分布及集中式這樣兩類，便利了存儲(chǔ)并且分享信息。對(duì)于視頻跟蹤及監(jiān)控的系統(tǒng)，設(shè)置了配套性的軟硬件。在這種基礎(chǔ)上，采納了跟蹤算法用來(lái)解析視頻監(jiān)控的精確性。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控 跟蹤 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）09-0009-01

在視頻監(jiān)控領(lǐng)域內(nèi)，配備了自動(dòng)性的跟蹤。成像的進(jìn)程中，可隨時(shí)跟蹤設(shè)定好的目標(biāo)。通常來(lái)看，跟蹤視頻監(jiān)控的系統(tǒng)包含了伺服及操作的系統(tǒng)，可依照自動(dòng)化流程來(lái)識(shí)別并提取目標(biāo)[1]。這樣做，提取了更精確的監(jiān)控信息，同時(shí)配備了復(fù)合性的跟蹤監(jiān)控技術(shù)。系統(tǒng)設(shè)有交互的人機(jī)界面，整合了處理及監(jiān)控兩類的性能。從根本上創(chuàng)造了更高層次的智能視頻服務(wù)，優(yōu)化了常規(guī)算法。

一、總體設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)，要考慮到常規(guī)的跟蹤物體狀態(tài)，參照物體表現(xiàn)出來(lái)的運(yùn)動(dòng)特性予以詳細(xì)設(shè)計(jì)。具體來(lái)看，配備了攝像頭用來(lái)成像，對(duì)此可選CCD這類系統(tǒng)，設(shè)置了俯仰及水平方向上的成像掃描。在一秒鐘內(nèi)，可掃描至20幀的畫(huà)面，給出了360°的掃描角度。在最短時(shí)間內(nèi)，跟蹤系統(tǒng)即可用來(lái)捕捉目標(biāo)，這種捕捉應(yīng)當(dāng)依照當(dāng)下的物體位置。從運(yùn)動(dòng)特性來(lái)看，跟蹤性的伺服裝置設(shè)有跟蹤窗，可隨時(shí)查看被監(jiān)控的對(duì)象。這樣做，即可借助點(diǎn)位控制的思路用來(lái)調(diào)控伺服的閉環(huán)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出更優(yōu)的整體系統(tǒng)[2]。

具體在設(shè)計(jì)中，要點(diǎn)應(yīng)為跟蹤式的轉(zhuǎn)臺(tái)。在轉(zhuǎn)臺(tái)位置處，配備了回轉(zhuǎn)性的雙重主軸，可以俯仰旋轉(zhuǎn)水平性的攝像機(jī)。軸承支撐了上側(cè)的攝像機(jī)，轉(zhuǎn)臺(tái)底座貫穿于垂直性的軸承。這樣一來(lái)，轉(zhuǎn)臺(tái)即可全面旋轉(zhuǎn)，去除了死角。若變換了原先的旋轉(zhuǎn)速度，那么伺服系統(tǒng)還需快速予以響應(yīng)。對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)，配備靜力矩、負(fù)載的總體力矩、摩擦的力矩等。從傳動(dòng)角度來(lái)看，傳動(dòng)跟蹤借助于兩個(gè)軸承的齒輪，設(shè)置了傳動(dòng)比。經(jīng)過(guò)全方位設(shè)置，給出了總體性的負(fù)載力矩。步進(jìn)電機(jī)表現(xiàn)為獨(dú)特的頻率特性，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選最合適的電機(jī)型號(hào)。監(jiān)控跟蹤時(shí)的誤差源自如下：裝置固有的誤差、加工流程內(nèi)的齒輪誤差、制作及安裝配件的誤差。全面衡量誤差之后，即可算出最大范圍內(nèi)的誤差轉(zhuǎn)角。

二、系統(tǒng)的軟硬件

從硬件配置看，跟蹤監(jiān)控配備的電路包含了處理器、伺服控制裝置、跟蹤處理的裝置、驅(qū)動(dòng)功率裝置、反饋性的傳感器。此外，針對(duì)功能單元，還銜接了通訊性的接口用來(lái)搜集信息。電路核心設(shè)置為微處理器，可分成三層次的監(jiān)控電路。這種布置呈現(xiàn)出分布及集中式的雙重特性，依照如上的思路配備了監(jiān)控軟件。設(shè)置跟蹤處理器，同時(shí)也選取了適合用于跟蹤的模式。處理器可用來(lái)估測(cè)狀態(tài)并且預(yù)測(cè)濾波。詳細(xì)而言，還設(shè)置了必備的算法，這種基礎(chǔ)上構(gòu)建了全方位的跟蹤模型。配備微處理器，設(shè)置了邏輯性的監(jiān)控電路[3]。

在各個(gè)階段內(nèi)，處理器都可用來(lái)輸出精確的信號(hào)量。相比于理想狀態(tài)，監(jiān)測(cè)得出的信號(hào)量就代表了偏差。在估算數(shù)值時(shí)，為了提升精準(zhǔn)性并且獲取最合適的目標(biāo)參數(shù)，還需借助于濾波器。單機(jī)設(shè)置了跟蹤的動(dòng)態(tài)目標(biāo)，要經(jīng)過(guò)后期濾波才可構(gòu)建多層次的動(dòng)態(tài)模型。具體在設(shè)計(jì)時(shí)，并行濾波器設(shè)定為完全性的解耦，配備了加速度的濾波裝置。測(cè)查目標(biāo)機(jī)動(dòng)性的過(guò)程中，還需判斷出隱含的跟蹤誤差。設(shè)定跟蹤算法，精確跟蹤了選出來(lái)的機(jī)動(dòng)目標(biāo)。與此同時(shí)，依照各階段內(nèi)的機(jī)動(dòng)性能，自動(dòng)切換了原先的模型。針對(duì)各個(gè)模型，也設(shè)置為并行跟蹤。

三、詳盡的設(shè)計(jì)方式

1.新式監(jiān)控方案

從目前來(lái)看，混合性的模數(shù)監(jiān)控已替換了常規(guī)視頻監(jiān)控，提升了智能性及數(shù)字性。對(duì)于混合監(jiān)控，也拓展了更廣的覆蓋范圍。視頻監(jiān)控應(yīng)當(dāng)力求高清，符合新型監(jiān)控的需要。嵌入式技術(shù)下，新型監(jiān)控體系融匯了傳感視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，創(chuàng)造出嵌入性的視頻平臺(tái)。這樣做，即可創(chuàng)造出可信且實(shí)效更高的監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)[4]。

具體來(lái)看，嵌入平臺(tái)構(gòu)建于Linux基礎(chǔ)上，整合了全方位的視頻監(jiān)控。在平臺(tái)輔助下，搭設(shè)了服務(wù)器用來(lái)接收視頻流。搜集了視頻后，經(jīng)過(guò)網(wǎng)端予以傳輸。針對(duì)于PC端，還可識(shí)別各網(wǎng)頁(yè)配備的代碼并且整合于庫(kù)函數(shù)，這樣即可完整接納視頻流。PC擬定了完備的跟蹤方案，處理性能優(yōu)良。設(shè)置跟蹤算法，基于濾波器予以落實(shí)。后續(xù)在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，還需完善并且修補(bǔ)視頻監(jiān)控中的漏洞。

2.嵌入性的平臺(tái)

設(shè)置嵌入平臺(tái)，應(yīng)能確保最低的延遲及最優(yōu)的處理性能。經(jīng)過(guò)綜合衡量，選取了嵌入性能的處理器。處理器設(shè)置為Cortex的規(guī)格，外圍包含了網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)卡及Flash。此外，還配備了USB全方位的接口。在傳輸視頻時(shí)，要在最大范圍內(nèi)縮短傳輸時(shí)的延遲，這樣即可確保實(shí)時(shí)傳輸。對(duì)于此，設(shè)置了UVC特定的傳輸協(xié)議，攝像頭可用來(lái)搜集圖像及視頻。從全面角度來(lái)看，主流操作可支持這類的攝像頭，縮減了研發(fā)視頻監(jiān)控的總成本，提升了全方位的監(jiān)控質(zhì)量[5]。

3.配套的軟件

視頻監(jiān)控跟蹤的總體思路下，配備了成套的軟件，例如搭設(shè)的嵌入平臺(tái)、移植視頻流的服務(wù)器。配備軟件之后，即可實(shí)時(shí)顯示精確的視頻流，跟蹤運(yùn)動(dòng)中的目標(biāo)。借助MJPG的視頻流結(jié)構(gòu)，可用來(lái)實(shí)時(shí)搜集必備的信息，而后傳輸至服務(wù)器。設(shè)置了操作系統(tǒng)，在完成編譯后即可接收傳遞過(guò)來(lái)的視頻流。在選定的網(wǎng)頁(yè)上，先要指定某一IP地址，而后予以接收。在這個(gè)步驟中，整合了函數(shù)庫(kù)及網(wǎng)頁(yè)代碼，因此便利了接收。

結(jié)語(yǔ)

視頻監(jiān)控及跟蹤的系統(tǒng)包含了多部分，例如伺服系統(tǒng)、跟蹤處理系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)全方位完善，新式系統(tǒng)可用來(lái)分享實(shí)時(shí)的視頻信息。在這種基礎(chǔ)上，設(shè)置軟件及硬件的監(jiān)控電路用來(lái)銜接微機(jī)。依照并行的思路，解析了解耦性的跟蹤算法流程。從目前來(lái)看，視頻監(jiān)控跟蹤仍沒(méi)能達(dá)到完善，有待持久的改進(jìn)。未來(lái)的實(shí)踐中，還需不斷摸索，服務(wù)于更廣范圍的系統(tǒng)完善。

參考文獻(xiàn)

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[3]邱曉金，陳名松，黃高見(jiàn). 基于Cortex-A8的視頻監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2016（03）：542-545.

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