時(shí)間：2023-03-21 17:05:34
導(dǎo)語(yǔ)：在視頻監(jiān)控論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1控制食品取樣與備制
當(dāng)采用理化檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)食品質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要遵循隨機(jī)原則對(duì)需要檢測(cè)的食品進(jìn)行抽樣，最好是從具有代表性的各個(gè)食品中進(jìn)行取樣。在取樣過(guò)程中，要確保取樣工具的清潔，避免引入有害物質(zhì)[2]。在抽樣過(guò)程中，要確保樣品保持原有的微生物狀態(tài)和及其理化指標(biāo)，同時(shí)要使抽樣的數(shù)量滿足檢驗(yàn)需求。在樣品備制過(guò)程中，需要保證樣品均勻。對(duì)于液體樣品，在檢測(cè)之前，需要充分搖晃，例如醬油、醋等食品，使液體達(dá)到均勻狀態(tài)。而檢測(cè)可溶性無(wú)鹽固形物體時(shí)，應(yīng)該震搖，便于接下來(lái)的過(guò)濾工作。在備制固體樣品時(shí)，例如掛面、大米等，則需要粉碎和混勻后取樣。
1.2控制實(shí)驗(yàn)試劑
化學(xué)試劑的質(zhì)量直接影響食品安全檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)結(jié)果，因此需要對(duì)試劑的存放與保存有足夠重視。在食品理化檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室中，有些化學(xué)試劑溶液有“保質(zhì)期”要求，例如，金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液的存放時(shí)間是一年；標(biāo)準(zhǔn)的滴定溶液需要兩個(gè)月進(jìn)行一次標(biāo)定；而對(duì)于淀粉和碘化鉀等溶液則需要在使用時(shí)當(dāng)場(chǎng)調(diào)配。還有些溶液有特殊的儲(chǔ)存要求，比如在測(cè)定食品中亞硝酸鹽時(shí)使用的萘胺鹽酸鹽溶液，就需要在低溫環(huán)境下存放，而且當(dāng)這種顯色劑的顏色變深時(shí)則不能繼續(xù)使用，需要重新進(jìn)行配制[3]。另外，對(duì)于那些容易發(fā)生氧化反應(yīng)的溶液，則需要定期對(duì)其進(jìn)行檢查，并要根據(jù)實(shí)際需要合理配制。例如，在測(cè)定純凈水中高錳酸鉀耗氧量時(shí)，需用到草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液和高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，但這兩種溶液存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，其濃度也會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)樣品中加入是適量的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液之后，不會(huì)出現(xiàn)正常的化學(xué)現(xiàn)象，從而影響了檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。再如，對(duì)當(dāng)檢測(cè)食品中的SO2進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，則應(yīng)該盡量避免碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液接觸到空氣，否則試驗(yàn)的差異就會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限制要求。
1.3控制分析方法
在食品理化檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的與要求科學(xué)選擇分析方法。無(wú)論使用何種方法，都必須使用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的方法。在常規(guī)的食品質(zhì)量控制檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，需要采用空白試驗(yàn)、平行樣品測(cè)定以及加標(biāo)回收率的測(cè)定方法來(lái)對(duì)檢測(cè)質(zhì)量來(lái)進(jìn)行控制[4]。
1.3.1空白試驗(yàn)測(cè)定
空白試驗(yàn)的主要目的是分析出食品樣品中被測(cè)物質(zhì)外的各種因素的影響，并將這種影響進(jìn)行排除，從而保證檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確與可靠性。通?？瞻自囼?yàn)可以用水來(lái)替代被測(cè)溶液進(jìn)行測(cè)定。
1.3.2平行樣品測(cè)定
在食品測(cè)定過(guò)程中，為了防止隨機(jī)誤差性過(guò)大，需要增加對(duì)同一個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)定的次數(shù)，從而使平行樣品的測(cè)定結(jié)果，出現(xiàn)的偏差應(yīng)能夠保持在最大允許值范圍之內(nèi)。2.3.3加標(biāo)回收率測(cè)定這種方法是需要向樣品中放入一定數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，這樣可以與樣品測(cè)定形成對(duì)照，進(jìn)而可以觀察到新加入的需要檢測(cè)物品的回收率。通常情況下，加標(biāo)回收率應(yīng)控制在95%～105%。
1.4實(shí)驗(yàn)環(huán)境控制
在進(jìn)行理化實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行合理布局，要最大程度的避免不一樣的食品測(cè)試項(xiàng)目出現(xiàn)交叉污染、進(jìn)而相互干擾。不同類型的檢驗(yàn)設(shè)備應(yīng)該按照檢驗(yàn)分析的要求，放置在不同的檢驗(yàn)場(chǎng)所或者合適的環(huán)境中，同時(shí)食品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)及其周圍環(huán)境要時(shí)刻保持整潔，而且實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣潔凈度、溫度、濕度等相關(guān)要素都應(yīng)該符合相應(yīng)檢驗(yàn)與分析的要求，從而為食品理化檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行創(chuàng)造出安全的環(huán)境。
1.5檢驗(yàn)分析后的控制
當(dāng)食品樣品檢測(cè)完成之后，需要對(duì)檢查分析數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，判斷其記錄是否準(zhǔn)確，查看計(jì)算結(jié)果是否保持在誤差允許范圍內(nèi)，分析計(jì)算結(jié)果有效數(shù)據(jù)的處理程序是否符合相關(guān)規(guī)則，檢驗(yàn)報(bào)告是否準(zhǔn)確出具和簽名等，確保食品安全檢測(cè)的結(jié)果有效。
二、結(jié)束語(yǔ)
論文關(guān)鍵詞：嵌入式Unux,ARM,視頻采集,可視化,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究，一般集中于嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)的研究、視頻圖像的網(wǎng)絡(luò)傳輸以及視頻圖像處理等幾個(gè)方面。
在嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面一般是考慮系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能，例如小型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，系統(tǒng)由圖像傳感器、嵌入式處理器、圖像處理器、網(wǎng)絡(luò)接口組成，通過(guò)壓縮優(yōu)化算法和背景差分算法可以使攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的圖像壓縮、傳輸，并能跟蹤目標(biāo)，該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性的提高[1];在嵌入式操作系統(tǒng)方面，一般集中于嵌入式操作系統(tǒng)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。隨著壓縮編碼技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，以嵌入式視頻服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始在市場(chǎng)上嶄露頭角，該系統(tǒng)不需要處理模擬視頻信號(hào)的PC，而是把攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)通過(guò)內(nèi)置的嵌入式視頻編碼器直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸出去，嵌入式視頻服務(wù)器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)控制等強(qiáng)大功能，直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理，使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度[2]。
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)
嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一款前端采集并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺(tái)從而實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控功能的嵌入式視頻系統(tǒng)，前端采集采用當(dāng)前流行的嵌入式開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，后臺(tái)宿主機(jī)為普通PC機(jī)，通過(guò)宿主機(jī)上客戶端軟件來(lái)瀏覽前端采集的圖像數(shù)據(jù)[3]。
本系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是前端采用S3C2440，由CMoS和DSP集成一體的攝像頭通過(guò)USB控制器接入至S3C2440，S3C2440在外圍電路配合下共同完成前端采集工作，然后通過(guò)以太網(wǎng)與宿主機(jī)相連最終以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控功能。攝像頭與PC機(jī)只要分別通過(guò).USB線與以太網(wǎng)直接與開發(fā)平臺(tái)相應(yīng)的接口連接即可。所以本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)將主要圍繞嵌入式處理器與外圍電路而進(jìn)行設(shè)計(jì)。
本系統(tǒng)對(duì)操作系統(tǒng)的要求是需要有網(wǎng)絡(luò)的支持，并且有良好的實(shí)時(shí)性，嵌入式Linux符合本系統(tǒng)的這些需求，并且嵌入式Linux是免費(fèi)的，遍布全球的眾多Linux愛好者又能給予Linux開發(fā)者強(qiáng)大的技術(shù)支持，綜合考慮，本系統(tǒng)將采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行開發(fā)[4]。
經(jīng)過(guò)對(duì)本系統(tǒng)的應(yīng)用背景和具體要求，對(duì)硬件和軟件的選擇進(jìn)行了周全的考慮，最終制定出一套前端嵌入式采集并基于TCP協(xié)議發(fā)送至后臺(tái)顯示的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)[5]。
功能實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)采用基于ARM920T的S3C2440。補(bǔ)可以使用常用的ARM交叉編譯器。要成功構(gòu)建完整的交叉編譯環(huán)境，需要在宿主機(jī)上創(chuàng)建一系列的工具，包括C/C++編譯器，匯編器，鏈接器，嵌入式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)和GDB代碼級(jí)調(diào)試器。成功建立好開發(fā)環(huán)境后便可以運(yùn)用這些工具進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)了[6]。
BootLoader采用由友善之臂提供的supervivi,ivi 的源代碼包vivi.tgz 位于光盤的/OpenSourceBootloader 目錄，把vivi.tgz 復(fù)制到某一個(gè)目錄，進(jìn)入該目錄，運(yùn)行以下命令：
#tar xvzf vivi.tgz –C /opt/FriendlyARM/mini2440
執(zhí)行該命令將把vivi 源代碼解壓到/opt/FriendlyARM/mini2440 目錄，進(jìn)入vivi 源代碼目錄，執(zhí)行：
#cd /opt/FriendlyARM/mini2440/vivi
#make clean
#make menuconfig
采用的Linux內(nèi)核版本為L(zhǎng)inux-2.6.13進(jìn)入內(nèi)核源代碼目錄，然后執(zhí)行“make menuconfig”輸入以下命令，開始編譯內(nèi)核：
#make zImage
編譯結(jié)束后，會(huì)在 arch/arm/boot 目錄下生成linux 內(nèi)核映象文件：zImage
制作 yaffs 文件系統(tǒng)映象需要使用mkyaffsimage 工具程序統(tǒng)映象的制作。
(1)把mkyaffsimage.tgz 文件拷貝到某一個(gè)目錄，進(jìn)入該目錄，然后執(zhí)行以下命令：
#tar xvzf mkyaffsimage.tgz -C /usr/sbin
這將把制作工具 mkyaffsimage 安裝到系統(tǒng)的可執(zhí)行路徑/usr/sbin
(2) 拷貝光盤中的root_default.tgz 到某一個(gè)目錄，進(jìn)入該目錄，然后執(zhí)行以下解壓命令：
#tar xvzf root_default.tgz -C /opt/FriendlyARM/mini2440該命令將把root_default 文件系統(tǒng)目錄解壓到/opt/FriendlyARM/mini2440 目錄[7]。
USB攝像頭的驅(qū)動(dòng)應(yīng)當(dāng)與內(nèi)核提供的視頻驅(qū)動(dòng)掛鉤。即首先在驅(qū)動(dòng)中聲明一個(gè)vidco_device結(jié)構(gòu)，并為其指定文件操作函數(shù)指針數(shù)組FOPS，向系統(tǒng)注冊(cè)。在應(yīng)用程序發(fā)出文件操作的相關(guān)命令時(shí)，核心根據(jù)這些指針調(diào)用相應(yīng)函數(shù)，并將該結(jié)構(gòu)作為參數(shù)傳遞給它們。這樣，就完成了驅(qū)動(dòng)和核心之間的通信[8]。
將配制完成的系統(tǒng)移植入硬件平臺(tái)中，測(cè)試的結(jié)果如下圖所示：
結(jié)語(yǔ)
基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是當(dāng)前一門十分活躍的技術(shù)，它包括了嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等多種前沿學(xué)科。目前有多種的應(yīng)用方案，沒有形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)于其中關(guān)鍵技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中的應(yīng)用、視頻圖像的壓縮傳輸?shù)榷际钱?dāng)前迫切需要研究的。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞： H.264標(biāo)準(zhǔn)；視頻壓縮；視頻編碼
0 引言
以數(shù)字視頻的采集、壓縮、處理為核心的現(xiàn)代視頻監(jiān)控技術(shù)，采用先進(jìn)圖像處理芯片對(duì)視頻進(jìn)行壓縮處理，把智能圖像處理技術(shù)用于圖像顯示、監(jiān)控成為嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重點(diǎn)研究方向[1]。無(wú)論是MPEG1、MPEG2或者是MPEG4、H.263都已經(jīng)無(wú)法滿足運(yùn)動(dòng)圖像壓縮的要求，這時(shí)新一代的H.264標(biāo)準(zhǔn)便被制定，H.264作為新一代的編碼方式，有效提升了視頻壓縮率，僅需原先的一半帶寬即可播放相同質(zhì)量的視頻，而且視頻編碼的碼率更加靈活，架構(gòu)主要包括，幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)、轉(zhuǎn)換、量化、去區(qū)塊濾波器、熵編碼等模塊，下面將研究H.264視頻編碼的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用前景。[2]
1 H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)
H.264是兩個(gè)組織專家ITU-T和ISO為多媒體傳輸設(shè)計(jì)的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)[3]，全稱是MPEG-4AVC，翻譯成中文意思是“活動(dòng)圖像專家組-4的高等視頻編碼”，或稱為MPEG-4Part10。各種分辨率的視頻圖像格式都可以被H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)支持，包括sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF、16CIF等[4]。H.264是一種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和格式。H.264比其他編碼標(biāo)準(zhǔn)有著更高的視頻質(zhì)量和更低的碼率，被廣泛用于網(wǎng)絡(luò)流媒體數(shù)據(jù)、各種高清晰度電視陸地廣播以及衛(wèi)星電視廣播等領(lǐng)域。H.264的特點(diǎn)是能低碼率、高清晰持續(xù)提供較高的視頻質(zhì)量，能大大加強(qiáng)圖像的編碼效率和改善圖像數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸效率。[1]，使網(wǎng)絡(luò)更加靈活、適應(yīng)性更強(qiáng)，最大的好處就是節(jié)約了成本，彌補(bǔ)了技術(shù)差距，讓存儲(chǔ)與視頻管理變得更高效。
2 H.264編碼器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
H.264只是規(guī)定了輸入碼流的格式及編碼之后輸出比特流的句法結(jié)構(gòu)，其標(biāo)準(zhǔn)的編碼思路是混合編碼模式，以幀間和幀內(nèi)預(yù)測(cè)來(lái)清除空間和時(shí)間的冗余分量，用變換和量化編碼來(lái)清除頻域冗余分量。H.264視頻編碼在一定情況下提高了視頻壓縮編碼性，其視頻解碼與編碼實(shí)現(xiàn)的過(guò)程相反，依據(jù)幀內(nèi)編碼進(jìn)行逆量化，反變換，重構(gòu)幀，最后經(jīng)塊濾波器平滑濾波后得到重建圖像，[1]H.264編碼器的功能組成框圖如1。
3 H.264編碼器關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析
3.1 幀內(nèi)預(yù)測(cè) 比起H.263，H.264提供了更多不同的工具來(lái)降低碼率，以編碼單位來(lái)說(shuō)，h.264中每個(gè)宏塊（macroblock/mb）大小都是固定的16×16像素，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率視頻的壓縮，對(duì)于幀間編碼來(lái)說(shuō)，它允許變換塊的大小根據(jù)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊的大小進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整；對(duì)于幀內(nèi)編碼來(lái)說(shuō)，它允許變換塊的大小根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測(cè)殘差的特性進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整。
3.2 幀間預(yù)測(cè) H.264標(biāo)準(zhǔn)與早期標(biāo)準(zhǔn)不同之處在于，它所使用的是塊結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，運(yùn)算精度精確到1/4像素點(diǎn)上。[8]不僅如此，H.264標(biāo)準(zhǔn)還使用了多幀預(yù)測(cè)的方法，能夠明顯改善預(yù)測(cè)增益。[5]
3.3 整數(shù)變換與量化 H.264中整型變換與之前的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)所采用的DCT變換都有區(qū)別：
①它是整形變換（所有的操作都為整數(shù)運(yùn)算，不存在解碼精度損失）。②用整數(shù)算術(shù)變換可以確保編解碼之間實(shí)現(xiàn)零失配。③變換的核心運(yùn)算部分只用到加法和移位運(yùn)算，不需要乘除運(yùn)算。④到量化器的縮放乘積因子為整數(shù)，減少了乘積因子的數(shù)據(jù)位數(shù)。[4]量化的目的是減小信號(hào)的值域，以更少的比特來(lái)表示信號(hào)，從而達(dá)到減少數(shù)據(jù)量的目的。H.264中量化的步長(zhǎng)總共有52種，其按照12.5%遞增，并且變換系數(shù)的讀取有雙掃描和之字形兩種方式。
3.4 熵編碼 熵編碼是對(duì)數(shù)據(jù)的冗余信息進(jìn)行壓縮的方法，變長(zhǎng)編碼和Huffman編碼相結(jié)合進(jìn)行，以較短的字長(zhǎng)表示出現(xiàn)概率較大的數(shù)據(jù)，較長(zhǎng)的字長(zhǎng)表示出現(xiàn)概率較小的數(shù)據(jù)來(lái)達(dá)到降低數(shù)據(jù)量的目的。
CAVLC是一種變長(zhǎng)編碼。先對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行zig-zag掃描。用行程碼（L，V）表示掃描以后的數(shù)據(jù)，V代表數(shù)值，L代表該數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)。因?yàn)橐曨l塊在整形變換和量化后，大部分變換系數(shù)成為0，只有很少的數(shù)據(jù)在低頻部分，用行程數(shù)L代表連續(xù)出現(xiàn)的0的個(gè)數(shù)，V代表0串后挨著的非零值，接著對(duì)L和V分別采用Huffman編碼進(jìn)一步壓縮，有不同的碼表可以查詢亮度塊和色度塊。行程編碼大大降低了編碼的碼字字長(zhǎng)。CABAC是一種二進(jìn)制算術(shù)編碼，其通過(guò)構(gòu)建模型來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前的視頻信號(hào)。相對(duì)于CAVLC編碼，CABAC的編碼效率更高，更節(jié)省碼率。[4]
3.5 碼率控制 H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)雖然對(duì)于編碼器的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)模式?jīng)]有具體的規(guī)定，但編碼器實(shí)現(xiàn)的核心問(wèn)題要解決編碼器的結(jié)構(gòu)、相應(yīng)的視頻編碼如何控制。H.264編碼器采用基于拉各朗日Lagrangian優(yōu)化算法的率失真優(yōu)化模型實(shí)現(xiàn)視頻編碼的控制，其實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單而且效率高。[5]
H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)由于以上關(guān)鍵技術(shù)的支持，獲得了較高性能編碼，但編碼器復(fù)雜度增加，約為MPEG2的4倍，MPEG4的2倍。其高復(fù)雜度原因有兩個(gè)方面，一是編碼選項(xiàng)復(fù)雜，二是計(jì)算量高。具體內(nèi)容有宏塊的劃分及搜索模式的組合的選取、高精度亞像素運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和多參考頓預(yù)測(cè)，H.264更細(xì)化，更精確的數(shù)據(jù)壓縮導(dǎo)致了計(jì)算量高。[6]
4 應(yīng)用前景
H.264作為一種具有高效壓縮性能的視頻壓縮編碼技術(shù)，其在制定的過(guò)程中就充分參考和吸收了H系列和MPEG系列的優(yōu)秀研究成果，修改或重新制定了其中不合理的部分，使其有很好的壓縮性能。H.264能夠比H.263和MPEG-4大約省去50%的碼率。[7]H.264的高效的視頻壓縮能力和優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性，為視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃蕴峁┝吮Ｕ?，其可廣泛應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z像、英特網(wǎng)、數(shù)字視頻錄像、DVD及電視廣播等領(lǐng)域的圖像壓縮。
5 結(jié)束語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)要達(dá)到良好的監(jiān)控效果，僅提高攝像頭的分辨率是不行的，只有通過(guò)改善數(shù)字視頻的壓縮技術(shù)，降低視頻傳輸?shù)恼`碼率，提高視頻的質(zhì)量，才能推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)視頻走向智能化。[1]H.264標(biāo)準(zhǔn)的推出是視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的一次重要的進(jìn)步，盡管其算法復(fù)雜，但是能夠大幅度提高編碼效率，使得應(yīng)用范圍更加的廣泛。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞:視頻監(jiān)控;嵌入式系統(tǒng);人工智能
中圖分類號(hào):TN141.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
The Analysis of Video Surveillance System
LIU Gang-li,WU Fei
(Chengdu Electromechanical college, Chengdu Sichuan 610031, China)
Abstract: Embedded video surveillance system is a new digital video surveillance system based on embedded system technology, video technology and real time network transporttechnology. Compared to the old video surveillance system, it has many advantages, such as stability, real time performance, functions and price etc. It is also the direction of research and development in video surveillance system.
Keywords: vedio surveillance; embedded system; artificial intelligence
引言
近年來(lái),視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。從功能上講,視頻監(jiān)控系統(tǒng)可用于安全防范、信息獲取和指揮調(diào)度等方面,可以提供生產(chǎn)流程控制、大型公共設(shè)施的安防、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程教育等多種服務(wù)。從應(yīng)用領(lǐng)域上看,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各行各業(yè)都得到了應(yīng)用,例如軍事領(lǐng)域的基地安防、公安偵破、監(jiān)獄法庭監(jiān)管等;檔案室、文件室、博物館、金融等機(jī)要部門的監(jiān)視、控制和報(bào)警;交通領(lǐng)域的高速公路收費(fèi)管理、交通違章、流量監(jiān)控、車輛牌照管理和公路、橋梁、鐵路、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控;電信領(lǐng)域的交換機(jī)房、無(wú)線機(jī)房、動(dòng)力機(jī)房等的遠(yuǎn)程監(jiān)控;電力領(lǐng)域的變電站、電廠等的遠(yuǎn)程無(wú)人值守監(jiān)控;社區(qū)物業(yè)管理中的住宅小區(qū)、辦公室安全防范和智能大廈、停車場(chǎng)的無(wú)人監(jiān)控等[1]。
1模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)
早期視頻監(jiān)控方案中的視頻、音頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)均為模擬形式,沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,更不能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)交換數(shù)據(jù)。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)微處理器或者PC機(jī)對(duì)模擬視頻系統(tǒng)實(shí)施數(shù)字控制以及多媒體管理,具有良好的實(shí)時(shí)性和圖像質(zhì)量,然而這樣的系統(tǒng)靈活性差。以下是模擬監(jiān)控系統(tǒng)的主要缺點(diǎn):
(1)監(jiān)控的范圍很有限,通常只適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控。同軸電纜是模擬視頻信號(hào)的主要傳輸工具,而同軸電纜傳輸模擬視頻信號(hào)的距離比較短,往往不超過(guò)一千米,雙絞線的距離更短。由于模擬線路不可能很長(zhǎng),所以信號(hào)傳輸距離有限且無(wú)法聯(lián)網(wǎng),僅局限于同一建筑物或工廠內(nèi)[2];
(2)模擬信號(hào)占用通訊線路較多,而且開放性較差;
(3)監(jiān)控質(zhì)量不高。由于模擬信號(hào)很容易受干擾,所以監(jiān)控圖像質(zhì)量不好;
(4)維護(hù)管理復(fù)雜。沒有良好的用戶操作界面,非專業(yè)人員無(wú)法正常操作;
(5)成本較高。對(duì)于每個(gè)監(jiān)控中心都需要配置一套監(jiān)控設(shè)備,而且信息的存儲(chǔ)方式是利用錄像帶、磁帶等設(shè)備,這些存儲(chǔ)設(shè)備成本較高。
由于存在以上缺點(diǎn),所以傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)己遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足越來(lái)越高的生產(chǎn)和管理監(jiān)控的需求[3]。
2數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上世紀(jì)90年代,由于視頻壓縮編碼技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的出現(xiàn),數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起。目前,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩種類型:一種是以基于PC的數(shù)字錄像設(shè)備為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng);另一種是以嵌入式視頻WEB服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
2.1基于PC的視頻監(jiān)控系統(tǒng)
基于PC的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般是在遠(yuǎn)端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng),有若干個(gè)攝像機(jī)、各種檢測(cè)、報(bào)警探頭與數(shù)據(jù)設(shè)備,通過(guò)各自的傳輸線路,匯接到多媒體監(jiān)控終端上。多媒體監(jiān)控終端可以是一臺(tái)PC機(jī),也可以是專用的工控機(jī)。除了處理各種信息和完成本地所要求的各種功能外,系統(tǒng)利用視頻壓縮卡和通信接口卡,通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò),將監(jiān)控信息傳到一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控中心。
相對(duì)于模擬傳送,基于PC的多媒體監(jiān)控具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)把監(jiān)控錄像保存在大容量硬盤上,數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)期存儲(chǔ),信息永不丟失,圖像質(zhì)量不下降;
(2)數(shù)字視頻容易被計(jì)算機(jī)處理,可以在監(jiān)控圖像中設(shè)定報(bào)警區(qū)域,計(jì)算機(jī)對(duì)報(bào)警區(qū)域的圖像進(jìn)行分析和處理,當(dāng)有目標(biāo)在該區(qū)域內(nèi)活動(dòng)時(shí),計(jì)算機(jī)及時(shí)采取預(yù)定操作,在一定程度上做到自動(dòng)監(jiān)控,無(wú)人職守;
(3)數(shù)字視頻經(jīng)過(guò)壓縮之后,占用帶寬較小,而且數(shù)字信號(hào)在傳輸時(shí)容易進(jìn)行加密,非法截取的信號(hào)無(wú)法還原為視頻圖像;
(4)數(shù)字錄像存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤上,可以用計(jì)算機(jī)來(lái)檢索和管理,擺脫了手工管理和檢索的復(fù)雜繁瑣[4]。
2.2基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)
隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力、大容量存儲(chǔ)和嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展及各種實(shí)用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn),視頻監(jiān)控步入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。以目前嵌入式處理技術(shù)、視頻壓縮及解壓技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等構(gòu)成的視頻監(jiān)控系統(tǒng)稱為基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)?；谇度胧郊夹g(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:性能穩(wěn)定,便于安裝,易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì),便于管理和維護(hù),能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源[5]。
3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
智能視頻監(jiān)控具有廣泛的應(yīng)用前景和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,引起了國(guó)際上許多著名科研機(jī)構(gòu)以及研究人員的興趣。就目前而言,國(guó)際上對(duì)智能視頻監(jiān)控的研究已經(jīng)達(dá)到了一定的水平,智能視頻也受到越來(lái)越多的重視,一些重要的學(xué)術(shù)期刊和重要的學(xué)術(shù)會(huì)議已經(jīng)將智能視頻監(jiān)控作為主題內(nèi)容之一。同時(shí)也有不少的原型系統(tǒng)被研制出來(lái),如在上個(gè)世紀(jì)90年代末,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)資助卡內(nèi)基梅隆、戴維SARNOFF研究中心等著名大學(xué)和科研機(jī)構(gòu),聯(lián)合研制出了智能場(chǎng)景監(jiān)視與監(jiān)控系統(tǒng)VSAM,應(yīng)用在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中人力監(jiān)控費(fèi)用昂貴、危險(xiǎn)系數(shù)高或者人力無(wú)法實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合的監(jiān)控;美國(guó)ISS公司研制出的AUTOSCOPE 2004是一種大區(qū)域視頻監(jiān)控系統(tǒng),已經(jīng)作為北美鐵路運(yùn)輸監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用。
在國(guó)內(nèi),智能視頻監(jiān)控的研究也已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,2002年5月,第一屆“全國(guó)智能視覺監(jiān)控學(xué)術(shù)會(huì)議”在北京召開,迄今為止,已經(jīng)舉行了三屆,得到了廣泛的關(guān)注[6]。此外,中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成立了智能視頻監(jiān)控研究小組,正在開展智能視頻監(jiān)控方面的研究,研究?jī)?nèi)容包括:快速準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)檢測(cè);實(shí)時(shí)性的基于三維模型的車輛與行人的定位、識(shí)別和跟蹤;基于移動(dòng)攝像機(jī)的視覺監(jiān)控技術(shù);多攝像機(jī)的協(xié)作監(jiān)控;事件的機(jī)器學(xué)習(xí)方法;異?，F(xiàn)象的檢測(cè)、報(bào)警與目標(biāo)的行為預(yù)測(cè);對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)情況給出語(yǔ)義上的解釋的方法以及遠(yuǎn)距離的身份識(shí)別等等,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)包括以上研究?jī)?nèi)容的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景集成分析演示系統(tǒng)[7]。
4發(fā)展方向
經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展,智能視頻監(jiān)控技術(shù)在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、視頻信息壓縮與存儲(chǔ)、視頻流傳輸以及人機(jī)界面上都已經(jīng)比較成熟,但總體而言,智能視頻監(jiān)控技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到完美,今后在以下幾個(gè)方面值得探索和研究:
(1)采用新的視頻圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)提高視頻圖像的質(zhì)量,以利于視頻觀看以及圖像檢測(cè);
(2)提高視頻流的壓縮與傳輸速度,以增強(qiáng)視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)性;
(3)視頻檢測(cè)與識(shí)別技術(shù),包括從監(jiān)控?cái)z像機(jī)所捕捉的序列圖像中檢測(cè)是否有運(yùn)動(dòng)物體存在的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)以及異常現(xiàn)象的檢測(cè)、報(bào)警與目標(biāo)的行為預(yù)測(cè)等;
(4)全方位的視頻監(jiān)控,單個(gè)攝像機(jī)的視野有限,要監(jiān)控大范圍的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景就需要多個(gè)攝像機(jī),此外,多個(gè)攝像機(jī)也有利于解決遮擋問(wèn)題,多攝像機(jī)的定標(biāo)與數(shù)據(jù)融合是兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題;
(5)人工智能在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞：智能視頻監(jiān)控；智能視頻分析；數(shù)字視頻壓縮；數(shù)字視頻傳輸；存儲(chǔ)；檢索
1.前言
在社會(huì)信息化日益發(fā)展的今天，信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及多媒體技術(shù)已經(jīng)滲透到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域中，視頻監(jiān)控以其直觀、方便和內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，日益受到人們的青睞。視頻監(jiān)控是多媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制和人工智能等多種技術(shù)的綜合運(yùn)用，目前正從傳統(tǒng)的安防監(jiān)控朝著音視頻的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和管理的智能化方向發(fā)展。近年來(lái)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。從功能上講，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可用于安全防范、信息獲取和指揮調(diào)度等方面，可以提供生產(chǎn)流程控制、大型公共設(shè)施的安防、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程教育等多種服務(wù)。從應(yīng)用領(lǐng)域上看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各行各業(yè)都得到了應(yīng)用，例如軍事領(lǐng)域的基地安防、公安偵破、監(jiān)獄法庭監(jiān)管等，檔案室、文件室、博物館、金融等機(jī)要部門的監(jiān)視、控制和報(bào)警；交通領(lǐng)域的高速公路收費(fèi)管理、交通違章和流量監(jiān)控、車輛牌照管理和公路橋梁鐵路機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控；電信領(lǐng)域的交換機(jī)房、無(wú)線機(jī)房、動(dòng)力機(jī)房等的遠(yuǎn)程監(jiān)控；電力的領(lǐng)域變電站、電廠等的遠(yuǎn)程無(wú)人值守監(jiān)控；社區(qū)物業(yè)管理中的住宅小區(qū)、辦公室安全防范、智能大廈、停車場(chǎng)的無(wú)人監(jiān)控等。
經(jīng)過(guò)十多年得發(fā)展，智能視頻監(jiān)控技術(shù)在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，視頻信息壓縮與存儲(chǔ)、視頻流的傳輸以及人機(jī)界面上都已經(jīng)比較成熟，但總體而言，智能視頻監(jiān)控技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到完美。今后，在以下幾個(gè)方面值得探索和研究：
采用新的視頻圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)提高視頻圖像的質(zhì)量以利于視頻觀看以及圖像檢測(cè)。
提高視頻流的壓縮與傳輸?shù)乃俣?，以增?qiáng)視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)性。
視頻檢測(cè)技術(shù)，包括從監(jiān)控?cái)z像機(jī)所捕捉的序列圖像中檢測(cè)。
2.智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究
在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，包含著以下五種關(guān)鍵技術(shù)：數(shù)字視頻壓縮技術(shù)、數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、高效大容量的視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索技術(shù)、監(jiān)控場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)檢測(cè)與告警信息處理技術(shù)以及監(jiān)控場(chǎng)景中物體識(shí)別與跟蹤技術(shù)，下面分別介紹。
2.1數(shù)字視頻壓縮技術(shù)
眾所周知，未經(jīng)壓縮數(shù)字視頻信號(hào)其數(shù)據(jù)量相當(dāng)?shù)拇?，長(zhǎng)久以來(lái)，關(guān)于視頻壓縮有ISO／IEC制定的MPEG—X(活動(dòng)圖像編碼專家組)和ITU—T(視頻編碼專家組)制定的H．26X兩大系列標(biāo)準(zhǔn)。TU—T已頒發(fā)的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)有H．261、H．262、H．263、H．264。目前使用較多的是H．263，值的一提的是，H．264標(biāo)準(zhǔn)是ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO／IEC的MPEG(活動(dòng)圖像編碼專家組)的聯(lián)合視頻組(3VT：JointVideoTeam)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。具有比其它的H系列視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)節(jié)省碼流，比MPEG一4算法簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，因而在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是MPEG一4可以利用很窄的帶寬，通過(guò)幀重建技術(shù)來(lái)壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求利用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。
2.2數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)需要解決在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)環(huán)境下的視頻編碼數(shù)據(jù)包的可靠性傳輸、數(shù)據(jù)包定序、低延遲傳輸、音視頻同步、低碼率傳輸、實(shí)時(shí)解碼等問(wèn)題；此外，在多用戶環(huán)境下，為了緩解傳輸網(wǎng)絡(luò)的壓力，還需要考慮應(yīng)用IP組播技術(shù)和QOS控制技術(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咝?。視頻數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量直接影響系統(tǒng)的監(jiān)控質(zhì)量，因此，網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)顯的尤為重要。由于壓縮后的視頻數(shù)據(jù)的信息量仍然十分巨大以及傳輸?shù)膸捰邢?，使得網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)、IP組播技術(shù)、流媒體傳輸協(xié)議RTP／RTCP等成為視頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的關(guān)鍵技術(shù)。在數(shù)據(jù)傳輸中，網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的選擇也很重要，它將直接影響到數(shù)字視頻傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質(zhì)量。
2.3視頻存儲(chǔ)和檢索技術(shù)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能之一就是可以保存大量的視頻記錄，供日后查詢?yōu)g覽使用，這就需要有一套完整的視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案來(lái)對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文高效快速的保存；此外，對(duì)于存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)手動(dòng)檢索查詢是不現(xiàn)實(shí)的，還需要相關(guān)的檢索查詢策略由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成視頻數(shù)據(jù)的查詢并呈現(xiàn)給用戶。高效快速的保存；此外，對(duì)于存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)手動(dòng)檢索查詢是不現(xiàn)實(shí)的，還需要相關(guān)的檢索查詢策略由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成視頻數(shù)據(jù)的查詢并呈現(xiàn)給用戶。
傳統(tǒng)在線存儲(chǔ)通常采用小的數(shù)據(jù)塊交互來(lái)達(dá)到較塊的數(shù)據(jù)交易量，主要考慮的性能是IOPS(即每秒輸入／輸出的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù))，然而對(duì)于視頻數(shù)據(jù)傳輸來(lái)說(shuō)這種方式會(huì)影響視頻文件的高效傳輸，同時(shí)對(duì)于視頻存儲(chǔ)服務(wù)器來(lái)說(shuō)我們主要考慮的性能是傳輸流量(MB／s)、設(shè)備壽命、訪問(wèn)速度、成本等因素。目前有兩種方法可以存儲(chǔ)大量視頻數(shù)據(jù)，一種是文件存儲(chǔ)系統(tǒng)，另一種是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。一般是通過(guò)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)的。
2.4監(jiān)控場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)
由于視頻監(jiān)控的監(jiān)控場(chǎng)景基本已經(jīng)知道，于是其關(guān)注的焦點(diǎn)集中在場(chǎng)景本身的各種異常行為的發(fā)生上，這些異常行為多以運(yùn)動(dòng)的形式表現(xiàn)出來(lái)。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)即是利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)場(chǎng)景中活動(dòng)的人和物體，并實(shí)時(shí)產(chǎn)生可靠的報(bào)警信息，從而提高監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率。對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的研究是當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)中非常熱門的方向。
目前常用的方法有以下幾類：背景減除法：背景減除是前景檢測(cè)中最常用的一種方法，它將當(dāng)前幀圖像與背景圖像相減，得到的差值絕對(duì)值若大于某個(gè)閾值，則認(rèn)為該像素是前景像素。目前，較多研究人員都致力于建立對(duì)光照和動(dòng)態(tài)場(chǎng)景具有較強(qiáng)魯棒性的背景模型。幀差法：時(shí)間差分是在連續(xù)的圖像序列中將兩個(gè)或三個(gè)相鄰幀進(jìn)行基于像素的差分，得到的結(jié)果閾值化，從而提取出運(yùn)動(dòng)區(qū)域。光流法：光流法基于相鄰圖像亮度不變性假設(shè)，認(rèn)為前后兩幀圖像像素點(diǎn)在微小運(yùn)動(dòng)后仍保持相同強(qiáng)度，根據(jù)該假設(shè)計(jì)算各像素點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。
2.5監(jiān)控場(chǎng)景物體識(shí)別與跟蹤技術(shù)
智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)最主要的發(fā)展方向是在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中加入帶有人工智能的自動(dòng)影像捕捉識(shí)別及跟蹤功能，也即能夠自動(dòng)識(shí)別出監(jiān)控場(chǎng)景的物體尤其是人，并加以跟蹤鎖定。近年來(lái)這方面的各種技術(shù)得到了廣泛的研究和深入的探索，在這其中，高效、準(zhǔn)確等特點(diǎn)成為最有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。
主要的跟蹤方法有：點(diǎn)跟蹤：這種方法將對(duì)象用點(diǎn)表示，常用的數(shù)學(xué)模型有卡爾曼濾波和粒子濾；核跟蹤：對(duì)象使用一個(gè)幾何區(qū)域表示，跟蹤常通過(guò)計(jì)算對(duì)象的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行。輪廓跟蹤：輪廓跟蹤為跟蹤對(duì)象提供了精確的形狀描述。這種方法可分為形狀匹配和輪廓進(jìn)化。
3.結(jié)語(yǔ)
綜上所述，雖然，目前仍存在許多問(wèn)題，但是智能化已成為視頻監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢(shì)，并且正受到越來(lái)越多的關(guān)注。近年來(lái)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施的高速建設(shè)，也對(duì)監(jiān)控提出了更高的要求，相信隨著智能視頻分析技術(shù)的不斷發(fā)展，各種硬件成本的下降以及通信商的投資助力等，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)更好的發(fā)展和普及。
參考文獻(xiàn)：
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論文摘要:隴粉互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)葬機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及視繃處理技術(shù)的進(jìn)步，利用寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視預(yù)傳特和應(yīng)用已逐漸成為視繃盆撞核城的發(fā)展方向。早在2002年，基于寬帶網(wǎng)絡(luò)的視須上控業(yè)務(wù)的研發(fā)工作已經(jīng)開始，經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和完菩，目前基于第三代網(wǎng)絡(luò)視效直技技術(shù)的平安城市建設(shè)工作已經(jīng)逐步得到了普及。本文時(shí)平安城市建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用問(wèn)超進(jìn)行了探討。
1平安城市的網(wǎng)絡(luò)組成
平安城市建設(shè)中一般采用目前最先進(jìn)的數(shù)字化視頻技術(shù)，可以高清晰地對(duì)多路模擬視頻信號(hào)進(jìn)行捕捉、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)，并且能夠?qū)⑺杉瘓D像不失幀地進(jìn)行多畫面顯示。該系統(tǒng)具有數(shù)字方式記錄、多索引回放、圖像編輯、圖像并網(wǎng)等諸多特點(diǎn)。一般由以下三個(gè)主要部分組成。
1 .1前端設(shè)備
前端設(shè)備完成模擬視頻的拍攝、探測(cè)器報(bào)警信號(hào)的產(chǎn)生、云臺(tái)防護(hù)罩等的控制、報(bào)警輸出、行動(dòng)輸出等功能。前端設(shè)備主要包括攝像頭、電動(dòng)變焦鏡頭、探測(cè)器、煙霧探測(cè)器、溫濕度傳感器、紅外燈、云臺(tái)、防護(hù)罩、解碼器、警燈、警笛、防盜照明燈、監(jiān)聽器、報(bào)警控制主機(jī)等設(shè)備。
1.2數(shù)字化處理和錄像部分
數(shù)字化處理和錄像部分是系統(tǒng)方案的現(xiàn)場(chǎng)核心，它完成模擬視頻監(jiān)視信號(hào)的數(shù)字采集、mpeg4壓縮、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)記錄和檢索、硬盤錄像等功能。本著綜合性價(jià)比高且性能可靠性優(yōu)先的原則，在系統(tǒng)中采用了各通道獨(dú)立板卡、各路監(jiān)控信號(hào)單獨(dú)處理的方式，配備了高性能處理主機(jī)，冗余系統(tǒng)處理能力，便于升級(jí)。
1.3控制/通訊系統(tǒng)
控制包括攝像機(jī)云臺(tái)、鏡頭控制、報(bào)警控制、報(bào)警通知、自動(dòng)手動(dòng)設(shè)防、防盜照明控制等功能，同樣用戶的工作只是在中央監(jiān)控系統(tǒng)桌面點(diǎn)擊鼠標(biāo)。因此，操作方便是數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)顯著特征。
2平安城市的系統(tǒng)功能要求
平安城市系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備及系統(tǒng)的互聯(lián)、互通、互控，實(shí)現(xiàn)視音頻及報(bào)警信息的采集、傳輸/轉(zhuǎn)換、顯示/存儲(chǔ)、控制;進(jìn)行身份認(rèn)證和權(quán)限管理，保證信息的安全;應(yīng)能與報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，并提供與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口l31。主要包括:實(shí)時(shí)圖像點(diǎn)播、遠(yuǎn)程控制、存儲(chǔ)和備份、歷史圖像的檢索和回放、與其它系統(tǒng)的接口、系統(tǒng)的人機(jī)交互、用戶與權(quán)限管理、網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)信息安全管理、日志管理等多項(xiàng)內(nèi)容。
對(duì)于監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)帶寬規(guī)劃設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，主要應(yīng)考慮前端設(shè)備接人監(jiān)控中心、監(jiān)控中心互聯(lián)、用戶終端接人監(jiān)控中心和網(wǎng)絡(luò)帶寬的預(yù)留。同時(shí)，監(jiān)控中心內(nèi)部及監(jiān)控中心間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)應(yīng)符合通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)yd/t1171-2001中所規(guī)定的1級(jí)(交互式)或1級(jí)以上服務(wù)質(zhì)量(qos)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具體到網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)上要求:網(wǎng)絡(luò)時(shí)延上限值為400ms;時(shí)延抖動(dòng)上限值為soms;信息(包括媒體信息、控制信息及報(bào)警信息等)經(jīng)由ip網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，端到端的信息延遲時(shí)間包括發(fā)送端信息采集、編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息接收端解碼、顯示等過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。前端設(shè)備與監(jiān)控中心間端到端的信息延遲時(shí)間應(yīng)不大于2s。前端設(shè)備與用戶終端間端到端的信息延遲時(shí)間應(yīng)不大于4s。
此外，應(yīng)保證圖像信息的原始完整性，即在色彩還原性、圖像輪廓還原性(灰度級(jí))、事件后繼性等方面均與現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景保持最大相似性。系統(tǒng)的最終顯示圖像應(yīng)達(dá)到4級(jí)(含4級(jí))以上圖像質(zhì)量等級(jí)，對(duì)于電磁環(huán)境特別惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，圖像質(zhì)量應(yīng)不低于3級(jí)。高風(fēng)險(xiǎn)對(duì)象的圖像存儲(chǔ)、回放的圖像分辨率應(yīng)與其相對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分規(guī)定的要求相一致，保證目標(biāo)圖像質(zhì)量的有效性。經(jīng)智能化處理的圖像，其質(zhì)量不受上述等級(jí)劃分要求的限制，但對(duì)指定目標(biāo)的處理，其處理前后的保留信息應(yīng)保持一致。
3平安城市的系統(tǒng)組網(wǎng)及存儲(chǔ)方式
3.1組網(wǎng)方式
建設(shè)平安城市網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)前比較常用的組網(wǎng)方式是集中式或分布式兩種系統(tǒng)。其中，集中式系統(tǒng)主要適合中小型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，其主要特點(diǎn)為系統(tǒng)中設(shè)一個(gè)全網(wǎng)管理中心。全網(wǎng)管理中心負(fù)責(zé)全網(wǎng)業(yè)務(wù)的管理、業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)、業(yè)務(wù)分析、數(shù)據(jù)備份、視頻分發(fā)、路由調(diào)度、計(jì)費(fèi)等。分散式系統(tǒng)適合大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)為系統(tǒng)中設(shè)一個(gè)全網(wǎng)數(shù)據(jù)管理中心和多個(gè)區(qū)域管理中心。全網(wǎng)數(shù)據(jù)管理中心只負(fù)責(zé)全網(wǎng)業(yè)務(wù)的管理、業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)、業(yè)務(wù)分析、數(shù)據(jù)備份、路由調(diào)度等，它的數(shù)據(jù)獲取途徑是直接從區(qū)域管理中心獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬，減小了系統(tǒng)瓶頸(包括網(wǎng)絡(luò)瓶頸和服務(wù)器瓶頸)。目前，分散式組網(wǎng)是平安城市組網(wǎng)的主流方式。建設(shè)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)監(jiān)控的區(qū)域范圍及業(yè)務(wù)需求實(shí)行分級(jí)結(jié)構(gòu)，形成省級(jí)監(jiān)控中心作為一級(jí)平臺(tái)，周邊地市為二級(jí)平臺(tái)的大型輻射狀網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。二級(jí)平臺(tái)可按實(shí)際需要擴(kuò)展為:二級(jí)前端平臺(tái)、二級(jí)客戶端平臺(tái)、二級(jí)分發(fā)平臺(tái)、二級(jí)存儲(chǔ)平臺(tái);二級(jí)平臺(tái)可安裝在一臺(tái)服務(wù)器上或多臺(tái)服務(wù)器上;二級(jí)平臺(tái)與主平臺(tái)之間以ip的方式進(jìn)行通訊，業(yè)務(wù)大量增加后，可將存儲(chǔ)、分發(fā)及接人服務(wù)器下移到縣中心，形成三級(jí)平臺(tái)。
3 .2存儲(chǔ)方式
das(diskattaehedstorage)
存儲(chǔ)設(shè)備(raid系統(tǒng)、磁帶機(jī)和磁帶庫(kù)、光盤庫(kù))可以直接連接到服務(wù)器。是一種傳統(tǒng)的，也是最常見連接方式，最容易理解和實(shí)施;由于das沒有獨(dú)立操作系統(tǒng)，且das系統(tǒng)之間沒有連接，數(shù)據(jù)只能采用分散管理。其最大的優(yōu)點(diǎn)出了易于實(shí)施外.主要變現(xiàn)在das的前期投資比較少。
nas(net, orkattaehedstorage)
nas由于本身裝有獨(dú)立的os,為此可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)完全跨平臺(tái)的共享，也完全支持winnt, linux, unix等多做系統(tǒng)共享同一存儲(chǔ)分區(qū)。nas是一種可以實(shí)現(xiàn)集中數(shù)據(jù)管理的方式。主要缺點(diǎn)為僅能本地備份，無(wú)法進(jìn)行服務(wù)器備份，安全性不高，且前期的投入比較大。
san(storageareanet, ork)
san是一種完全獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸率非?？?。最主要的缺點(diǎn)是操作系統(tǒng)僅能做到服務(wù)器端，無(wú)法進(jìn)行san網(wǎng)絡(luò)的不直接訪問(wèn)，但這也從另一方面增加了網(wǎng)絡(luò)的安全性。此外，san在數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)等多個(gè)方面比較das和nas系統(tǒng)都有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。在安全性、傳輸速率、存儲(chǔ)保護(hù)、資源共享以及數(shù)據(jù)恢復(fù)等方面都有著很大的優(yōu)勢(shì)，為此被越來(lái)越多地應(yīng)用到實(shí)際建設(shè)當(dāng)中。
【關(guān)鍵詞】視頻監(jiān)控;地鐵施工;現(xiàn)場(chǎng)管理;盾構(gòu)法
軌道交通建設(shè)的具有高成本、高風(fēng)險(xiǎn)、施工項(xiàng)目多、技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)。我國(guó)目前多數(shù)城市地鐵建設(shè)處于初期階段，工程建設(shè)規(guī)模很大，面臨著專業(yè)人員匱乏、地質(zhì)條件差、環(huán)境復(fù)雜、施工難度大等諸多困難，因此，在地鐵工程建設(shè)中有必要建立一套針對(duì)地鐵建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控、管理信息系統(tǒng)，用信息化手段，更全面、更有效地提升軌道交通建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控與管理的水平，達(dá)成項(xiàng)目管理目標(biāo)[1]。如何做好現(xiàn)場(chǎng)施工管理，保證質(zhì)量安全和進(jìn)度成為大標(biāo)段地鐵建設(shè)的關(guān)注焦點(diǎn)。
1、項(xiàng)目概況
廣州市軌道交通九號(hào)線某標(biāo)段土建工程含兩站三區(qū)間，同時(shí)開工的工點(diǎn)有十來(lái)個(gè)。施工過(guò)程中存在以下管理難題：（1）項(xiàng)目規(guī)模大，風(fēng)險(xiǎn)高，監(jiān)管難到位;（2）設(shè)備材料進(jìn)出場(chǎng)頻繁，財(cái)產(chǎn)損失難避免。
鑒于此，該標(biāo)運(yùn)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)輔助進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)管理。該系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、門禁和語(yǔ)音對(duì)講三大塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)主要作業(yè)面的全方位監(jiān)控，所有視頻監(jiān)控圖像自動(dòng)存儲(chǔ)30天，對(duì)于重要工序的施工圖像，管理員可導(dǎo)出永久保存。兩車站各設(shè)置一個(gè)監(jiān)控中心。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)還可傳輸至地鐵公司總部和施工單位總部。
施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控中心的系統(tǒng)構(gòu)成如圖1-1所示：
圖1-1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)及語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)架構(gòu)圖
2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用
2.1 推行門禁系統(tǒng)，嚴(yán)把人員進(jìn)場(chǎng)關(guān)
地鐵工地工序多，作業(yè)人員進(jìn)退場(chǎng)頻繁，人員流動(dòng)性大，保證在場(chǎng)作業(yè)人員安全教育率以及避免無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)一直是項(xiàng)目部面臨的難題。自項(xiàng)目部引進(jìn)該套系統(tǒng)，實(shí)施實(shí)名制管理，進(jìn)場(chǎng)人員只有經(jīng)過(guò)進(jìn)場(chǎng)教育才發(fā)放門禁卡，門禁卡包含姓名、身份證號(hào)、班組、平安卡號(hào)等信息，在工地人員出入口安裝了門禁閘機(jī)，只有持門禁卡的人員才能進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。
2.2 重點(diǎn)部位布設(shè)監(jiān)控，為安全生產(chǎn)保駕護(hù)航
結(jié)合標(biāo)段生產(chǎn)特點(diǎn)，在基坑開挖部位、吊裝井口、施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)出要道、盾構(gòu)機(jī)臺(tái)車、管片拼裝等部位裝設(shè)監(jiān)控，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)及安全文明施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，安排一名專職安全員在監(jiān)控中心值班，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的違規(guī)行為，及時(shí)告知現(xiàn)場(chǎng)管理人員糾正，保證了隱患整改的及時(shí)性。針對(duì)盾構(gòu)法施工作業(yè)點(diǎn)距離遠(yuǎn)、管控不到位等特性，在盾構(gòu)臺(tái)車以及管片拼裝部位設(shè)置監(jiān)控設(shè)備，極大地加強(qiáng)了項(xiàng)目部對(duì)隧道施工的管控能力，有效提高了應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)狀況的能力。
2.3 影像資料為決策分析提供依據(jù)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理員可將重要的影像資料定期備份，為施工決策、解決施工難題提供參考依據(jù)。如本標(biāo)段盾構(gòu)施工地處花都區(qū)溶巖發(fā)育地段，在盾構(gòu)施工過(guò)程中曾造成路面坍塌。為了嚴(yán)格控制施工參數(shù)，實(shí)施了解掘進(jìn)情況，項(xiàng)目部在黑旋風(fēng)出渣口設(shè)置監(jiān)控，對(duì)盾構(gòu)的出渣情況進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)傳輸至中控室，盾構(gòu)操作手通過(guò)監(jiān)控錄像分析出渣情況，繼而判斷盾構(gòu)施工過(guò)程中是否出現(xiàn)掏空、地質(zhì)突變等現(xiàn)象，從而及時(shí)有效采取注漿、調(diào)整盾構(gòu)參數(shù)等措施，保證盾構(gòu)掘進(jìn)的安全。
2.4 監(jiān)控中心兼做應(yīng)急臨時(shí)指揮部
監(jiān)控中心設(shè)立在辦公區(qū)旁，在應(yīng)急管理中，監(jiān)控中心兼做臨時(shí)指揮部，調(diào)度等人員通過(guò)監(jiān)控錄像、語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)、對(duì)講機(jī)等設(shè)備，對(duì)事故應(yīng)急處理進(jìn)行統(tǒng)籌的指揮，及時(shí)有效傳達(dá)相關(guān)指令，有效的提高事故應(yīng)急處理效率。在項(xiàng)目部進(jìn)行的應(yīng)急演練中，要對(duì)監(jiān)控中心的功能進(jìn)行檢驗(yàn)。
2.5 進(jìn)度質(zhì)量實(shí)時(shí)掌控
工程技術(shù)部可通過(guò)該系統(tǒng)查看危險(xiǎn)性較大的項(xiàng)目是否嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行;施工工藝和施工程序的執(zhí)行情況;可及時(shí)掌控施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃發(fā)生重大偏差是，積極從人材機(jī)方面進(jìn)行調(diào)整，及時(shí)糾偏，確保節(jié)點(diǎn)項(xiàng)目的按時(shí)完成。
2.6 關(guān)鍵材料設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控
材料設(shè)備部可通過(guò)該系統(tǒng)隨時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的材料、物資供應(yīng)與使用情況，掌握大型施工機(jī)械的安全使用和維修保養(yǎng)情況。項(xiàng)目部對(duì)炸藥、雷管等危險(xiǎn)品的出入庫(kù)情況進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控，杜絕了危險(xiǎn)品流向不明的情況發(fā)生[2]。
2.7 依托網(wǎng)絡(luò)共享人才庫(kù)，解決人才緊缺的問(wèn)題
施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控畫面可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)浇ㄔO(shè)單位、施工單位總部監(jiān)控中心，上級(jí)的人才為項(xiàng)目部服務(wù)，做到現(xiàn)場(chǎng)管理層層把關(guān)，一定程度上解決了地鐵建設(shè)人才緊缺、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)稀釋、專家資源匱乏和整體施工技術(shù)水平不足的問(wèn)題。
3、視頻監(jiān)控管理與傳統(tǒng)管理對(duì)比
施工現(xiàn)場(chǎng)的傳統(tǒng)管理模式存在一定的局限性，而應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決了許多傳統(tǒng)管理的難題，實(shí)現(xiàn)了管理的高效性和全面性。
3.1 人的管理
傳統(tǒng)方式：管理者對(duì)勞動(dòng)者的管理通常僅靠在現(xiàn)場(chǎng)巡視、溝通、監(jiān)督等來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于大標(biāo)段的特殊性，作業(yè)點(diǎn)分散，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間在路途上，因而盲區(qū)較多。同時(shí)，管理者自身素質(zhì)和責(zé)任心的差異，導(dǎo)致最后的管理效果存在較大差異。
視頻監(jiān)控管理：首先，建設(shè)單位、施工單位上級(jí)可將優(yōu)秀的管理者集中到總部，借助該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有項(xiàng)目部施工的全覆蓋，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行監(jiān)督、指導(dǎo)。其次，項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)可借助本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理者的監(jiān)控和管理，提高他們的責(zé)任心和效率。再次，有效的加強(qiáng)了對(duì)勞務(wù)分包工人的管理，杜絕了無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)象。該系統(tǒng)對(duì)勞務(wù)隊(duì)伍有震懾作用，促進(jìn)其提高業(yè)務(wù)水平，規(guī)范操作。門禁卡還可以實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員情況，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，采取針對(duì)性措施，提高工效和工程質(zhì)量。
3.2 物的管理
傳統(tǒng)管理：定期對(duì)設(shè)備材料進(jìn)行盤點(diǎn)，存在滯后性，造成材料設(shè)備與施工進(jìn)度不匹配，影響了進(jìn)度或占有了大量的項(xiàng)目資金，二者均不利于項(xiàng)目的推進(jìn)。為保證施工現(xiàn)場(chǎng)大量材料設(shè)備的安全，對(duì)半成品、成品進(jìn)行保護(hù)，需要投入大量的人力，并且對(duì)人員的素質(zhì)要求較高。
視頻監(jiān)控管理：及時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)材料、物資供應(yīng)與到貨和使用情況，保證了材料、物資供應(yīng)與施工進(jìn)度匹配;本系統(tǒng)回溯功能使項(xiàng)目的治安保衛(wèi)工作變得輕松，降低財(cái)產(chǎn)損失的風(fēng)險(xiǎn)和治安保衛(wèi)的成本。
3.3 環(huán)境的管理
傳統(tǒng)管理：環(huán)境條件時(shí)好時(shí)壞，距離項(xiàng)目部較遠(yuǎn)的工點(diǎn)的環(huán)境條件較差。
視頻監(jiān)控管理：通過(guò)視頻的實(shí)時(shí)和全方位的監(jiān)控，監(jiān)督和指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境管理，使得整個(gè)項(xiàng)目部的環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)一致，達(dá)到了效果，環(huán)境管理一直處于較高水準(zhǔn)[3]。
結(jié) 論
該標(biāo)成功應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，可為其他項(xiàng)目建設(shè)提供有意義的參考。推廣視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可滿足企業(yè)信息化管理的需求，幫助企業(yè)推進(jìn)精細(xì)化、現(xiàn)代化管理進(jìn)程。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)管理的應(yīng)用，取得了以下成果：
（1）降低管理成本，提高項(xiàng)目部管理效率，質(zhì)量安全進(jìn)度更加可控。管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差及原因，制定針對(duì)性的管理措施，有的放矢，提高掌握現(xiàn)場(chǎng)情況的效率和準(zhǔn)確性。
（2）落實(shí)崗位職責(zé)，明確責(zé)任。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置，在很大程度上增強(qiáng)了施工人員的責(zé)任心和操作的規(guī)范性。
（3）降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)和關(guān)鍵部位進(jìn)行監(jiān)控，可有效增加監(jiān)控面，能及時(shí)制止安全隱患及違章行為發(fā)生。
下一步的研究方向，基于視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)管理的精細(xì)化。
參考文獻(xiàn)：
[1]江樹生.地鐵施工遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012
關(guān)鍵詞：監(jiān)控中心 安防監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng) 電視監(jiān)控
中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）12-0145-01
隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字化高新技術(shù)產(chǎn)品日益增加和完善。各行業(yè)為了提高和完善生產(chǎn)、管理水平和增加競(jìng)爭(zhēng)性，都爭(zhēng)先采用完善的高新技術(shù)產(chǎn)品。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控正逐步取代傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以其特有的優(yōu)勢(shì)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。醫(yī)院的主要出入口、電梯間、公共區(qū)域等需要24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，其他如：病房、監(jiān)護(hù)室的患者24小時(shí)監(jiān)護(hù)，手術(shù)室的手術(shù)觀摩學(xué)習(xí)，醫(yī)生的共同會(huì)診，都有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的用武之地，但最直接的應(yīng)用點(diǎn)還要數(shù)危重急救病房和手術(shù)室等場(chǎng)所。
1 概述
醫(yī)院安防監(jiān)控指揮中心實(shí)施人防（民防）應(yīng)急求援的指揮調(diào)度和戰(zhàn)時(shí)防空襲輔助指揮的場(chǎng)所，對(duì)其安裝安全防范系統(tǒng)的建設(shè)十分必要。一個(gè)完整的綜合安保系統(tǒng)由應(yīng)多項(xiàng)子系統(tǒng)組成，并與其它系統(tǒng)存在相關(guān)聯(lián)系，其構(gòu)成圖1如下。
1.1 系統(tǒng)功能分析
監(jiān)控中心對(duì)醫(yī)院各樓層區(qū)域、重要出入口、通道的監(jiān)控；院內(nèi)重要通道、進(jìn)出口、偽裝房的監(jiān)控；醫(yī)院周邊圍墻的監(jiān)控；地下物資庫(kù)的監(jiān)控；醫(yī)院院圍墻防范非法翻越報(bào)警系統(tǒng)；監(jiān)控中心集中對(duì)前端攝像機(jī)進(jìn)行顯示、控制等；監(jiān)控信號(hào)在監(jiān)控中心辦公樓可視；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)授權(quán)的計(jì)算用戶可任意實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像調(diào)用，執(zhí)行日常的運(yùn)作；電視監(jiān)控系統(tǒng)與防盜報(bào)警系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)功能；所有圖像的錄制采用數(shù)字化錄像模式，保存時(shí)間達(dá)一個(gè)月或以上；系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，易上手，具備一定的超前性，在功能上應(yīng)滿足當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)期發(fā)展的要；主機(jī)預(yù)留容量和接口，便于今后擴(kuò)容，并適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的需要。
1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
該系統(tǒng)包括電視監(jiān)控系統(tǒng)、周邊防范報(bào)警系統(tǒng)兩部分；電視監(jiān)控系統(tǒng)：采用視頻集中管理控制，數(shù)字記錄與視頻矩陣控制相結(jié)合的解決方案實(shí)現(xiàn)前端監(jiān)控點(diǎn)位圖像的保存和網(wǎng)絡(luò)傳輸。在監(jiān)控中心設(shè)置電視幕墻，以實(shí)現(xiàn)對(duì)前端監(jiān)控點(diǎn)位圖像顯示及監(jiān)視。周邊防范報(bào)警系統(tǒng)：采用集中控制管理方式。在監(jiān)控中心及分控中心，均可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的視頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)看、錄像。
2 電視監(jiān)控系統(tǒng)
2.1 簡(jiǎn)述
在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，可以把被監(jiān)視場(chǎng)所的圖像傳送到監(jiān)控中心，使被監(jiān)控場(chǎng)所的情況一目了然。它具有圖像直觀性、實(shí)時(shí)性、信息量大等特點(diǎn)。通過(guò)建立電視監(jiān)控系統(tǒng)，可使醫(yī)院監(jiān)控指揮中心管理人員了解各重要地區(qū)的狀況，實(shí)時(shí)獲得第一手圖像資訊，大大提高管理能力。同時(shí)，電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以不但與門禁管理系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急廣播子系統(tǒng)等其他子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，使應(yīng)用效果更加強(qiáng)大，電視監(jiān)控系統(tǒng)的另一特點(diǎn)是它而且應(yīng)當(dāng)可以把監(jiān)視場(chǎng)所的圖像和聲音全部或部分記錄下來(lái)，這樣就為日后對(duì)某些事件的處理提供了方便條件及重要依據(jù)。
2.2 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
監(jiān)控系統(tǒng)可劃分為前端攝像、傳輸、控制、顯示與記錄設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)分控中心5部分。攝像機(jī)通過(guò)同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸?shù)娇刂票O(jiān)控中心。系統(tǒng)組成圖2如下。
系統(tǒng)前端設(shè)備將監(jiān)視部位的視頻信號(hào)傳送到主控室，接入16路數(shù)字硬盤錄像機(jī)進(jìn)行圖像存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)傳遞。后再通過(guò)數(shù)字硬盤錄像機(jī)的環(huán)通輸出，接入到矩陣主機(jī)，通輸出口，接入到電視墻上的監(jiān)視器上顯示。
通過(guò)視頻矩陣主機(jī)，操作人員可發(fā)出指令，對(duì)云臺(tái)的上、下、左、右的動(dòng)作進(jìn)行控制及對(duì)鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作，并可通過(guò)編程可歸類將不同區(qū)域的視頻信號(hào)輸出到分區(qū)監(jiān)視器上進(jìn)行輪循或定格切換監(jiān)視。在監(jiān)視器上同時(shí)可顯示對(duì)應(yīng)畫面圖像的攝像機(jī)編號(hào)或字符標(biāo)題，上述操作可一次編程后每日自動(dòng)運(yùn)行，也可通過(guò)工作站來(lái)啟動(dòng)序列運(yùn)行。
同時(shí)利用數(shù)字硬盤錄像機(jī)將視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮處理，可對(duì)圖像進(jìn)行錄像、回放、處理等操作，使錄像效果達(dá)到最佳。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是信息技術(shù)和電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，并且通過(guò)在醫(yī)院的安防工作中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，能夠減輕醫(yī)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)且有效提高工作效率。同時(shí)使得整個(gè)醫(yī)院理為人性化、智能化和先進(jìn)化，更為有效地保障了醫(yī)院人員的生命安全。所以，將數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控應(yīng)用到醫(yī)遼安防工作當(dāng)中是大有裨益的[3]。
參考文獻(xiàn)
[1]楊進(jìn)寶，無(wú)線醫(yī)療呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，碩士學(xué)位論文[D].湖南師范大學(xué)，2009.7：55-56.
關(guān)鍵詞 視覺監(jiān)控 移動(dòng)目標(biāo) 跟蹤 人臉識(shí)別
中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0 引言
隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的不斷發(fā)展，人們的安全防范意識(shí)的不斷提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已深入到人們的日常生活。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)工作人員對(duì)監(jiān)控視頻的觀看和分析來(lái)發(fā)現(xiàn)其中的危險(xiǎn)信息，這就導(dǎo)致了信息獲取的不及時(shí)，從而無(wú)法及時(shí)地發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)以采取進(jìn)一步的防范措施，導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)或人身的安全遭受嚴(yán)重?fù)p失。此外，由于人的生理原因，會(huì)造成對(duì)監(jiān)控視頻的監(jiān)視疏漏，基于此，視覺監(jiān)控不斷發(fā)展，視覺監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了由機(jī)器來(lái)對(duì)所獲得的視頻進(jìn)行處理，從而可以代替人來(lái)發(fā)現(xiàn)視頻序列中的潛在的危險(xiǎn)，不僅可以做到全天候地進(jìn)行監(jiān)視處理，還能避免因人為的因素造成的漏報(bào)誤報(bào)。
計(jì)算機(jī)視覺發(fā)展到今天，還沒有出現(xiàn)哪種萬(wàn)能的檢測(cè)和跟蹤算法對(duì)所有的情況都適用。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)復(fù)雜的移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和跟蹤都具有相當(dāng)?shù)碾y度。本文主要研究基于靜止背景的視頻序列的移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控，主要包括視頻圖像的預(yù)處理，移動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)、分割、識(shí)別、跟蹤、人臉識(shí)別。
本文的視覺監(jiān)控系統(tǒng)流程圖見圖1。首先獲取視頻序列并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域的檢測(cè)和目標(biāo)識(shí)別，這些是視覺監(jiān)控的低級(jí)和中級(jí)處理部分，人臉識(shí)別和跟蹤顯示為視覺監(jiān)控的高級(jí)部分。
圖1 視覺監(jiān)控系統(tǒng)工作流程
1 視頻圖像預(yù)處理
在實(shí)際應(yīng)用中，由于監(jiān)控場(chǎng)景中光照、噪聲等方面的影響，使我們所獲得的圖像質(zhì)量不高，這就需要通過(guò)圖像預(yù)處理技術(shù)來(lái)對(duì)視頻圖像進(jìn)行相應(yīng)的處理，達(dá)到抑制噪聲、改善圖像質(zhì)量的目的。
1.1 灰度化
將采集到的彩色圖像序列進(jìn)行灰度處理。
1.2 二值化
本文采用整體閾值法對(duì)視頻圖像進(jìn)行二值化處理，以取得移動(dòng)目標(biāo)。
2 視頻監(jiān)控算法
2.1 移動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)
移動(dòng)檢測(cè)就是檢測(cè)物體的移動(dòng)區(qū)域，它的目的是在輸入的若干圖像序列中搜索到移動(dòng)目標(biāo)的區(qū)域，并確定其位置和尺寸大小等信息。
常用的移動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)法有背景減除法、幀間差分法、光流法，本文采用三幀差分法和邊緣檢測(cè)法相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行移動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)，主要過(guò)程是先用canny算子邊緣檢測(cè)法對(duì)視頻幀進(jìn)行邊緣的提取，再把連續(xù)三幀的視頻幀兩兩相減并與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)與閾值的大小關(guān)系，判斷其為固定背景或是移動(dòng)前景，從而得到移動(dòng)目標(biāo)形狀，達(dá)到檢測(cè)的效果。邊緣檢測(cè)的目的是檢測(cè)并找出圖像中屋頂變化和階躍變化的像素點(diǎn)，把這些像素點(diǎn)連接起來(lái)就構(gòu)成了物體的邊緣，即檢測(cè)出了物體的邊緣。
邊緣檢測(cè)主要包括以下四個(gè)步驟：（1）圖像濾波；（2）圖形加強(qiáng)：增強(qiáng)圖像中灰度的對(duì)比度，突出領(lǐng)域變化顯著地點(diǎn)；（3）圖像檢測(cè)：用幅值閾值判據(jù)確定邊緣點(diǎn)；（4）圖像定位。
檢測(cè)出物體邊緣后再對(duì)其進(jìn)行三幀差分算法的計(jì)算。
三幀差分法的基本原理是先選取視頻圖像序列中連續(xù)的三幀圖像并分別計(jì)算相鄰兩幀的差分圖像，然后將差分圖像通過(guò)選取適當(dāng)?shù)拈撝颠M(jìn)行二值化處理，得到二值化圖像，最后對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)得到的二值圖像進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，獲取共同部分，從而獲得移動(dòng)目標(biāo)的輪廓信息。假設(shè)三幀圖像分別為（）、（）和（）， 分別計(jì)算前二幀圖像和后二幀圖像的差值并二值化處理，得到二值化圖像為（）和（），將（）和（）與給定的閾值進(jìn)行比較，若和都大于給定的閾值T，則把中間幀（）作為前景圖像，最終得到移動(dòng)目標(biāo)圖像。閾值T為人工選取值，在對(duì)不同的視頻進(jìn)行處理時(shí)，要設(shè)定不同的T值。原理圖如圖2所示。
與傳統(tǒng)檢測(cè)算法相比，三幀差分法和邊緣檢測(cè)法結(jié)合的檢測(cè)效果更好，主要表現(xiàn)在不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)差分法出現(xiàn)的檢測(cè)目標(biāo)的空洞問(wèn)題，也避免了邊緣檢測(cè)法的邊緣不清晰問(wèn)題；相鄰兩幀時(shí)間間隔一般較短，其對(duì)于場(chǎng)景光線變化敏感度不高，適應(yīng)性強(qiáng)，魯棒性好，穩(wěn)定性好，能適應(yīng)場(chǎng)景的小幅度變化；背景不隨著時(shí)間累積，其更新速度較快，相對(duì)易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
2.2 移動(dòng)目標(biāo)跟蹤
本文使用基于變換域的跟蹤方法和基于臉部特征的跟蹤方法來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)跟蹤。
2.3 人臉檢測(cè)
本文的人臉跟蹤部分主要用到了MATLA 2012B中的Computer Vision System Toolbox（計(jì)算機(jī)視覺工具箱）的vision.CascadeObjectDetector（）函數(shù)，可以通過(guò)更改括號(hào)內(nèi)的參數(shù)決定某種跟蹤。
圖2 三幀差分法的基本原理圖
3 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
本文在MATLA 2012B平臺(tái)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)一段自己拍攝的視頻進(jìn)行測(cè)試，處理速度為每秒15幀，用三幀差分法和邊緣檢測(cè)法相結(jié)合的方法來(lái)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)，用基于變換域的跟蹤方法對(duì)人體進(jìn)行跟蹤，用基于臉部特征的跟蹤方法進(jìn)行人臉的提取和跟蹤。
仿真結(jié)果見圖3、圖4、圖5。
從仿真結(jié)果可以看出，三幀差分法和邊緣檢測(cè)法相結(jié)合的方法比只用三幀差分法或只用邊緣檢測(cè)法能更好的提取出移動(dòng)目標(biāo)，提取出來(lái)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)輪廓更加清晰，內(nèi)部的空洞比較少，且實(shí)用性強(qiáng)，不僅可以檢測(cè)移動(dòng)人體還可以檢測(cè)任何移動(dòng)物體。跟蹤算法能很好的跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并能準(zhǔn)確地標(biāo)出運(yùn)動(dòng)軌跡，識(shí)別精度較高。人臉識(shí)別跟蹤能準(zhǔn)確地識(shí)別視頻中的人臉并進(jìn)行跟蹤。
4 結(jié)論
本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于針對(duì)傳統(tǒng)的視頻序列中移動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法的不足，提出了一種將三幀差分法與邊緣檢測(cè)法相結(jié)合的移動(dòng)物體目標(biāo)的檢測(cè)算法。該方法能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，有效克服光照對(duì)視頻中移動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的影響，檢測(cè)提取的移動(dòng)目標(biāo)輪廓與實(shí)際物體輪廓相符，且適用性強(qiáng)，不僅可以檢測(cè)跟蹤目標(biāo)人體，還可以檢測(cè)任何移動(dòng)物體。在人臉識(shí)別部分，能較準(zhǔn)確地識(shí)別并提取出人臉。仿真結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確高效，適用范圍廣，能應(yīng)用于銀行、高級(jí)辦公樓、超市、交通監(jiān)控等方面，可以有效減少人力物力的投入，獲得比較好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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