計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

陳劍

摘? 要：由于當(dāng)前通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的速度進(jìn)一步加快，監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)展的過程中也逐步與高科技技術(shù)相融合，視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要保證準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性以及真實(shí)性，需要有效地控制數(shù)據(jù)的完整性，提高圖像的清晰度。在此過程中，需要保證軟件系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中的構(gòu)架明晰，在選擇硬件設(shè)備方面保證硬件的質(zhì)量，只有如此才能保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)的有效應(yīng)用。該文重點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行分析研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);視頻監(jiān)控系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP39? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求

當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件快速發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)布設(shè)的過程中，一定要保證監(jiān)控的靈活性，而且需要具有大容量、高質(zhì)量的視頻監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)。

2 計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

2.1 監(jiān)控?cái)z像機(jī)

在監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中各種網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的功能和結(jié)構(gòu)各不相同，早期監(jiān)控點(diǎn)使用的主要是模擬攝像頭，這種攝像頭無法單獨(dú)完成信息的處理工作，需要利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的編碼、壓縮與收集，然后利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)。當(dāng)前數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像頭應(yīng)用非常廣泛。隨著數(shù)字科技的進(jìn)步，相關(guān)人員對(duì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了一系列的改造，可以保證數(shù)字視頻編碼系統(tǒng)的有效使用，可以通過橋接器傳輸數(shù)字信號(hào)。

某企業(yè)還推出了BNT無線智能高速球機(jī)，利用Web菜單就能夠在線控制。在控制的過程中，能夠轉(zhuǎn)換單色、彩色，具備高變倍的功能，圖像的分辨率可以達(dá)到720 p，甚至可以達(dá)到1 080 p，而且具有白平衡調(diào)整的功能，能夠保證圖像的清晰度。在這種產(chǎn)品使用的過程中，需要對(duì)后臺(tái)管理軟件進(jìn)行有效統(tǒng)一，通過壓縮調(diào)節(jié)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程配置。與此同時(shí)，還可以接入遠(yuǎn)程無線，促進(jìn)該技術(shù)在各個(gè)環(huán)境當(dāng)中的廣泛應(yīng)用，并且可以確保圖像的質(zhì)量。

2.2 監(jiān)控主機(jī)

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控主機(jī)是視頻監(jiān)控過程中的重點(diǎn)，它對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)是否能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)具有很大意義。在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要保證系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，需要合理地使用先進(jìn)的技術(shù)，保證監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)主機(jī)所需要使用的軟硬件性能也較高，這種設(shè)備可以多接口配置，讓TCP/IP協(xié)議能夠有效地對(duì)視頻音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，能夠利用網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

3 計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

3.1 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別及跟蹤

為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻圖像跟蹤的功能，需要在云臺(tái)上安裝和設(shè)置攝像頭。另外需要讓拍攝的圖片能夠?qū)崟r(shí)地發(fā)送到圖像收集卡當(dāng)中。計(jì)算機(jī)在獲取圖像數(shù)據(jù)之后，能夠有效地識(shí)別和檢測(cè)圖像，利用計(jì)算機(jī)控制指令的發(fā)送，云臺(tái)的控制，自動(dòng)地對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。在設(shè)計(jì)的過程中需要保證成本較為低廉，而且設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，有效地應(yīng)用跟蹤算法，并且保證跟蹤算法的可靠性。

3.2 Web 服務(wù)模塊

為了能夠更好地對(duì)用戶進(jìn)行訪問，在使用的過程中利用Web服務(wù)來進(jìn)行配置，相關(guān)軟件在使用的過程中主要通過HTTP請(qǐng)求的方法完成發(fā)送和接收。如果接收方屬于靜態(tài)頁(yè)面請(qǐng)求，需要對(duì)請(qǐng)求頁(yè)面的信息進(jìn)行讀取和分析，及時(shí)反饋給客戶端，在此過程中需要記錄、請(qǐng)求視頻流的參數(shù)、信息客戶端的IP地址以及端口號(hào)等信息，這樣可以有效地實(shí)現(xiàn)流媒體服務(wù)線程控制，利用流媒體服務(wù)模塊來保證視頻的傳輸和視頻流調(diào)度。Web服務(wù)器端和瀏覽器客戶端在交互的過程中主要使用的是HTTP，即超文本傳輸協(xié)議。Web客戶端使用的主要是Java語言來構(gòu)造XML對(duì)象，接著完成數(shù)據(jù)回調(diào)函數(shù)的注冊(cè)。完成之后，接收服務(wù)器的回應(yīng)消息，接著Web客戶端可以通過HTTP協(xié)議來發(fā)送相應(yīng)的請(qǐng)求給服務(wù)器，利用回調(diào)函數(shù)接收返回的數(shù)據(jù)，這樣可以刷新部分頁(yè)面，顯示實(shí)時(shí)信息。

3.3 視頻處理服務(wù)模塊

系統(tǒng)視頻處理服務(wù)的過程中主要是為了實(shí)現(xiàn)智能視頻監(jiān)控的目的。通過圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺等相關(guān)技術(shù)，對(duì)視覺數(shù)據(jù)進(jìn)行合理有效的處理，讓計(jì)算機(jī)替代人工完成相應(yīng)的工作，通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)智能安防。在此過程中可以控制人力成本，這在系統(tǒng)當(dāng)中是非常重要的。

系統(tǒng)在智能處理的過程中主要是避免非法入侵等行為的出現(xiàn)，在此過程中一定要重視檢測(cè)異常信息，并且及時(shí)報(bào)警。用戶可以了解監(jiān)控區(qū)域的具體情況，在操作的過程中用戶依照實(shí)施需求，合理地設(shè)置監(jiān)控時(shí)間段和監(jiān)控區(qū)域，實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)的功能。如果發(fā)現(xiàn)有入侵的情況，可以自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行有效識(shí)別，并且報(bào)警。在操作的過程中，行人檢測(cè)的方法主要有2種，一種是依托背景建模實(shí)現(xiàn)，首先讓圖像和前景分離，接著提取相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，最后了解運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的特征，實(shí)現(xiàn)控制功能。第二是統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)，輸入正負(fù)樣本來完成訓(xùn)練，并且形成行人檢測(cè)分類器，例如通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、SVM等，這種方法在使用過程中需要對(duì)樣本進(jìn)行大量的訓(xùn)練，如果樣本無法對(duì)全部應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行全方位的覆蓋，可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生影響。

這種方法在檢測(cè)的過程中主要為室外，背景建模會(huì)受到室外環(huán)境的影響，在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的過程中一定要重視加強(qiáng)樣本的訓(xùn)練，這樣才能提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

幀率主要指的是每秒鐘能夠顯示的畫面數(shù)量。在系統(tǒng)設(shè)置視頻幀率的過程中，主要設(shè)置為25 fps，也就是說每秒能夠展示25張圖片，這種系統(tǒng)在使用的過程中可以檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的行人，及時(shí)開啟入侵報(bào)警的功能，在行人從該區(qū)域離開的過程中可以對(duì)行人進(jìn)行有效識(shí)別。分析該區(qū)域，如果區(qū)域的面積為4 m×4 m，那么正常人從進(jìn)入該區(qū)域到離開，使用的時(shí)間往往在0.4 s以上，與實(shí)際情況相結(jié)合，對(duì)幀時(shí)間間隔檢測(cè)設(shè)定為0.2 s，這樣可以提高檢測(cè)的精確度，使其符合系統(tǒng)檢測(cè)的具體需要。

圖1展示的主要是系統(tǒng)主體功能模塊的測(cè)試情況，在圖1當(dāng)中的圖1（a）主要是原始視頻幀數(shù)據(jù)，圖1（b）主要是文本得到目標(biāo)數(shù)之后的二值圖像，在運(yùn)算之后，可以有效去除背景當(dāng)中的干擾，對(duì)目標(biāo)物內(nèi)部產(chǎn)生的問題進(jìn)行彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的識(shí)別功能，具有較好的使用效果。

4 結(jié)語

隨著當(dāng)前時(shí)代的快速發(fā)展，智慧安防的理念逐步深入傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控領(lǐng)域，傳統(tǒng)的模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的需要，正面臨著被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺、嵌入式、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展和滲透，視覺監(jiān)控逐步開始向智能化、高清化的方向發(fā)展。在此過程中一定要與實(shí)際情況相結(jié)合，合理地控制監(jiān)控視頻，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)非法進(jìn)入與預(yù)報(bào)警告的功能。

參考文獻(xiàn)

[1]黃巖.基于計(jì)算機(jī)軟硬件的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展， 2018， v.28;No.253（5）：127-130.