視頻監控系統及智能視頻監控技術研究

黎翠轉

（佛山市南海區金盾電子工程有限公司，廣東 佛山528200）

0 引言

當今社會，網絡信息化進程加快，現代科學技術被應用到社會生活的各個方面。方便快捷、直觀豐富的視頻監控技術越來越受到人們的重視。同時，傳統的安保監控已不能滿足當代社會的需求，它正朝著數字化、網絡信息化和智能化的方向發展。

1 視頻監控系統的應用

隨著時代的進步，視頻監控技術覆蓋了社會生活的方方面面。它的應用大致可以分為2類，即使用領域和使用功能。在使用領域方面，各種行業幾乎都會應用視頻監控技術，舉例來說，小區物業的管理、辦公室的安全監控、停車場的安全監控；電廠、變電站的無人監控；電子信息管理中各種控制機房的遠程監控；高速路收費站對來往車輛的監控，道路上對車流量和違章車輛的監控；公路、橋梁、鐵路、機場的管理監控；公安破案、監獄管理和軍事基地的安全防范；文件室、檔案室、金融機構的監管和警報。在使用功能方面，視頻監控技術被應用于工廠生產線監控、公共場所監管、醫療衛生監護和遠程教育等，這是利用了視頻監控的安全防范、信息捕獲和管理指揮功能。

2 視頻監控系統的發展

在視頻監控技術發展的過程中，它經歷過和正在經歷以下過程：本地模擬圖像監控—PC端多媒體監控—嵌入式視頻服務器監控—智能視頻監控。

（1）以矩陣為核心的傳統模擬圖像監控系統是第一代視頻監控系統，攝像機、專用視頻電纜、切換矩陣、監視器、模擬錄像設備及盒式錄像帶等構成了系統。但此系統有范圍小、距離短的監控局限。

（2）以硬盤錄像機為代表的半數字化監控系統是第二代視頻監控系統，此系統的明顯特征在于它能充分發揮計算機技術的功能，讓用戶在瀏覽和管理方面獲得更加人性化的技術支持。第二代技術解決了不少模擬矩陣技術的難題，它是第一代技術的拓展。

（3）以前端網絡視頻為代表的全數字視頻監控系統是第三代視頻監控系統，視頻的工作流程是前端圖像采集—轉換成數字信號—通過網絡進行傳輸—利用網絡對監控進行瀏覽、控制與存儲。

3 視頻監控系統的構成

一般情況下，視頻監控系統由4個部分組成，即監控前端、傳導系統、監控中心和接收終端。

（1）視頻監控的最前沿就是監控前端，它是視頻監控系統的眼睛，可以放置在一個被監控空間的某一部分，它的監控范圍可以覆蓋整個空間的各個角落。從系統方面來看，監控器是系統的信號源，被監控的空間可以通過監控器轉換成畫面信號，然后通過網絡進行傳導或者進行壓縮后再傳導。

（2）監控視頻的畫面、音頻、控制指揮以傳導部分作為通路。這個通路的作用是為監控器和指揮控制中心架起一座橋梁。

（3）監控中心就是整個系統信號的處理端，它的作用是增大和支配監控視頻的信號。

（4）接收終端通常利用專業設備將畫面信號在顯示屏上成像并對畫面信號進行保存。

4 智能視頻監控技術

4.1 監控視頻壓縮技術

一般情況下，監控視頻原文件的數據量非常大，在儲存服務器上會占據很大的空間。整個視頻監控系統不僅要對監控視頻進行保存和檢索，還會把監控視頻放在通路中進行傳導，如果不對數據量這么大的原文件進行壓縮，不管是保存、搜索還是傳導都是無法實現的。現在我們擁有了新一代的視頻壓縮技術——JVT視頻壓縮技術標準。它是由ISO/IEC MPEG和ITU－T VCEG一同組建的聯合視頻工作組，這個工作組著重研究新一代數字視頻壓縮標準的制定。JVT標準的優點主要有以下方面：（1）壓縮高效性，與H.263＋和 MPEG4 SP相比，降低50%比特率；（2）在延時約束方面有很強的韌性；（3）具有容錯能力；（4）有可伸縮的復雜編/解碼；（5）對于視頻可以解碼全部細節，不存在不匹配；（6）高質量應用。

4.2 監控視頻網絡傳導技術

監控視頻網絡傳導技術尚有需要解決的問題，這些問題存在于局域網和廣域網中，主要包括以下方面：安全可靠的傳導、低延遲傳導、數據包排序、音視頻同步、即時解碼等。除此之外，想要緩解多客戶端存在的網絡壓力，還要利用QOS控制技術和IP組播技術，這樣才能保證在傳導過程中的高效快捷。在監控過程中，監控視頻的傳導質量嚴重影響監控質量。所以，監控視頻網絡傳導技術在整個監控系統中特別重要。

4.3 監控視頻保存和搜索技術

保存大量的監控視頻是視頻監控系統的一個重要功能，這樣才能方便查閱使用，當然這樣的功能需要一個完整的監控視頻儲存服務器來支持。除此之外，為了方便用戶對監控視頻的需求，系統需要有一項由計算機自動完成視頻查詢搜索的功能，并將查詢結果展現給用戶。

4.4 空間運動檢測技術

在監控某個空間的異常行為時，由于被監控空間的基本面貌已經被監控系統記憶，所以系統的監控焦點便是那些未被記憶的異常行為，而這些行為一般表現為運動。空間運動檢測技術可通過計算機對被監控空間里運動的人或物體進行自動檢測，并即時發出正確的報警信號，從而使監控工作的效率大大提高。此技術是目前視頻監控研究的熱門內容。

4.5 空間中物體的識別與跟蹤技術

在傳統的視頻監控基礎上嵌入人工智能的自動畫面捕獲鑒別和跟蹤功能是智能視頻監控技術發展的方向，它可以自動識別被監控空間的一切物體，并且進行鎖定與跟蹤。近幾年，已針對該技術進行了很多深入的研究和探索，其中，方便、快捷、安全、高效以及人臉識別等特點是最為重要和最有潛力的技術層面。

5 智能視頻監控技術發展前景

如今，雖然對于智能視頻監控領域的探索已經有一些成就，但還非常不完善，其中存在的問題仍需進行更深層次的研究。就本文而言，有以下方面需要去研究與實現：

（1）在對空間物體的運動測算方面，其算法還有待發展，只有這樣才能更加有效地對運動物體進行監控。

（2）視頻監控技術不能只局限于定位的空間，在未來，移動視頻監控技術應該是發展的一個方向，這樣才能使監控變得更加方便、快捷和高效。

（3）與 MPEG－4相比，H.264碼流更低，與網絡的關聯性更好，可以將此作為視頻壓縮的一個方向進行研究。

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［4］陳慶吉.支持實時多媒體傳輸的應用層組播系統［J］.計算機工程，2005（4）

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