（通信与信息系统专业论文）多媒体操作系统平台下视频监控产品定制的设计与实现.pdf

n a n j i n gu n i v e r s i t yo f a e r o n a u t i c sa n d a s t r o n a u t i c s 1 1 圮g r a d u a t es c h o o l c o l l e g eo fl n f o r m a t i o ns c i e n c e & t e c h n o l o g y d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f v i d e o s u r v e i l l a n c ep r o d u c tc u s t o m i z e du n d e r m u l t i m e d i ao p e r a t i n gs y s t e mp l a t f o r m a t h e s i si n i n f o r m a t i o na n dc o m m u n i c a t i o ne n g i n e e r i n g b yz h a n gg u i z h o u a d v i s e db y a s s o c i a t ep r o f e s s o ry em i n g s u b m i t t e di np a r t i a lf u l f i l l m e n t o ft h er e q u i r e m e n t s f o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro f e n g i n e e r i n g j a n u a r y , 2 0 1 0 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外， 本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所 涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许 论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名：至丝垫璺 日 期：丝f 里：鱼：! 乡 时吆 i 撕“汀 1 南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 自2 0 世纪8 0 年代视频监控技术进入我国，其技术发展主要经历了三个不同的阶段模拟 监控，数字监控和网络监控。近年来，数字监控和网络监控在总体市场规模中所占比例逐年上 升，已经成为视频监控最主要的监控方式。在基于i p 的视频监控技术不断发展的背景下，多媒 体统一处理平台产品应运而生。多媒体统一处理平台产品是基于i p 多媒体操作系统平台的多媒 体解决方案，是基于i p 的监控产品。而i p 多媒体操作系统是i p 监控、视讯会议等多媒体产品共 有的软件平台。 本文首先概述了视频监控领域近年来的发展，分析了监控产品的应用背景；其次介绍了视 频监控产品所依赖的i p 多媒体操作系统平台相关模块的功能与其架构特点，对产品化定制提出 了不同的设计方案，并根据两种方案实现的难易程度进行了取舍。接下来文章给出了视频监控 产品的编译思路以及产品编译所需要的脚本基础。随后根据i p 多媒体操作系统平台提供的接口 来对产品化定制l i b 库进行设计，为保证产品服务进程的稳定，作者设计了一个守护进程，用来 完成对异常退出服务进程的重启；并且文章对产品化定制编译原理进行了说明，阐述了产品编 译的流程，以及在设计编码阶段出现并解决的问题。为防止服务器由于主机断电等原因导致的 服务不可用，本文对服务器采用了双机热备的方法来解决该问题。随后本文给出了定制出的产 品在p c 机和嵌入式l i n u x 系统中的具体使用。最后完成了视频监控系统测试平台的搭建，对 相关产品和整个视频监控系统进行了测试。该视频监控系统将产品化定制和实际的应用相结 合，保证了系统架构的可扩展性和稳定性，非常适合大规模网络监控系统应用，对行业解决方 案有一定的指导作用。 关键词：视频监控，多媒体操作系统，产品定制，l i b 库，s h e l l 脚本，双机热备，产品组 网 多媒体操作系统平台下视频监控产品定制的设计与实现 a bs t r a c t s i n c e19 8 0 sv i d e os u r v e i l l a n c et e c h n o l o g ye n t r yt oo h i c o u n t r y , d i v i d e df r o mt h eu s eo f t e c h n o l o g y , h a v ee x p e r i e n c e dt h r e es t a g e so fd e v e l o p m e n t - a n a l o g u es y s t e m ，d i g i t a ls u r v e i l l a n c ea n d n e t w o r km o n i t o r i n g i nr e c e n ty e a r s ，d i 西t a ls u r v e i l l a n c ea n dn e t w o r km o n i t o r i n gi n c r e a s e dg r a d u a l l y i nt o t a lm a r k e ts c a l ei nr e c e n ty e a r s ，h a sb e c o m et h em o s ti m p o r t a n tv i d e os u r v e i l l a n c em o n i t o r i n g m o d e u n d e rt h eb a c k g r o u n do ft h eg r o w t ho fv i d e os u r v e i l l a n c et e c h n o l o g yo nw - b a s e d , m u l t i m e d i ap r o c e s s i n gp l a t f o r mp r o d u c te m e r g e d m u l t i m e d i ap r o c e s s i n gp l a t f o r mp r o d u c t s ，b a s e d o ni pm u l t i m e d i ao p e r a t i n gs y s t e m ，a r em u l t i m e d i as o l u t i o n sa n di p - b a s e ds u r v e i l l a n c ep r o d u c t s i p m u l t i m e d i ao p e ns y s t e mi st h ec o m m o ns o f t w a r ep l a t f o r mf o ri ps u r v e i l l a n c e ，v i d e oc o n f e r e n c i n g a n do t h e rm u l t i m e d i ap r o d u c t s f i r s t l y , t h i sp a p e rd e s c r i b e dr e c e n td e v e l o p m e n t si nt h ef i e l do fv i d e os u r v e i l l a n c e ，c o n s i d e r e d t h eb a c k g r o u n do fa p p l i c a t i o n so ft h es u r v e i l l a n c ep r o d u c t s e c o n d l yi ti n t r o d u c e dt h ei pm u l t i m e d i a o p e ns y s t e mp l a t f o r m sr e l a t e dm o d u l ef u n c t i o n sa n da r c h i t e c t u r ef e a t u r e s t h a tt h es u r v e i l l a n c e p r o d u c tr e l i e do n , t h e ni tp r o p o s e dd i f f e r e n td e s i g np r o p o s a lf o rc u s t o m i z e d ，a n dm a d et h ec h o i c e s a c c o r d i n gt oi m p l e m e n t a t i o no ft w op r o g r a m sb a s e do nt h ed e g r e eo fd i f f i c u l t yf o rt h et r a d e - o f f , t h e n g a v ec o m p i l e ri d e a sf o rs u r v e i l l a n c ep r o d u c t ，a n dg a v es c r i p tb a s i sn e e d e db yc u s t o m t h i r d l y , i t d e s i g n e dc u s t o m i z e dl i bl i b r a r ya c c o r d i n gt oi pm u l t i m e d i ao p e r a t i n gs y s t e mp l a t f o r mi n t e r f a c e ；t o e n s u r et h es t a b i l i t yo ft h ep r o d u c ts e r v i c ep r o c e s s ，t h i sp a p e ri n n o v a t i v ed e s i g n e dad a e m o n , u s e dt o r e s t a r tt h es e r v i c et h a ta b n o r m a le x i t t h e ni td e s c r i b e dt h es u r v e i l l a n c ep r o d u c tc o m p i l e rt h e o r y , e l a b o r a t e dc o m p i l e rt a s ka n dp r o c e s s ，a n dt h ep r o b l e mt h a tm e ta n ds o l v e di nd e s i g na n dc o d es t a g e t h i sa r t i c l eu s e dt h em e t h o do fh i g ha v a i l a b i l i t yt os o l v et h ea b n o r m a lc o n d i t i o na p p e a r e ds u c ha s p o w e rf a i l u r e t h e ni tg a v eu s a g eo fp r o d u c tw h i c hh a sc u s t o m i z e di np cm a c h i n ea n di nt h e e m b e d d e dl i n u x f i n a l l yi tb u i l tt h ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mt e s tp l a t f o r ma n dt e s t e do nt h e r e l a t e dp r o d u c t s b yu s i n gc u s t o m i z e di nc o n j u n c t i o nw i t ha c t u a la p p l i c a t i o n , t h i sv i d e os u r v e i l l a n c e s y s t e mg u a r a n t e e dt h ee x t e n d i b i l i t ya n dt h es t a b i l i t yo fs y s t e mc o n s t r u c t i o n ，s u i t e dt h el a r g e s c a l e n e t w o r ks u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o ls y s t e ma p p l i c a t i o ne x t r e m e l y , p r o v i d e du i d a n c et ot h ep r o f e s s i o n s o l u t i o n k e y w o r d s ：v i d e os u r v e i l l a n c e ，i n t e m e tp r o t o c o l ，m u l t i m e d i ao p e r a t i n gs y s t e m ，p r o d u c tc u s t o m i z e ， l i bl i b r a r y , s h e l ls c r i p t ，h i g ha v a i l a b i l i t y , n e t w o r kc o n s t r u c t i o n 南京航空航天大学硕士学位论文 目录 第一章绪论。1 1 1 课题背景l 1 2 视频监控系统概述2 lj 3 国内视频监控现状与监控技术的发展需求5 1 3 1 国内视频监控发展现状5 1 3 2 视频监控技术的发展需求6 1 4 本文的主要工作及内容安排7 第二章i p m m 平台及视频监控系统产品的定制原理8 2 1 i p m m 平台架构8 2 1 1i p m m 平台组件8 2 1 2i p m m 平台的架构特点1 0 2 2 基于i p m m 平台的视频监控系统产品的定制原理1 3 2 2 1 视频监控系统产品13 2 2 2 平台业务多样性1 7 2 2 3 产品定制的基本原理1 8 2 3 产品定制的脚本基础2 l 2 3 ，ls h e l l 编程原理2 l 2 3 2m a k e f i l e 概述2 3 2 3 3l i b 库的创建和使用2 5 2 4 本章小结2 7 第三章产品参数配置l i b 库和守护进程的设计2 8 3 1 产品配置l i b 库的设计2 8 3 1 1 平台与产品l i b 库接口的a p i 函数2 9 3 1 2 a p i 函数使用的公共函数3 l 3 1 3 产品l i b 库接口的自测试函数。3 3 3 2 守护进程的设计3 4 3 2 1 读取守护进程配置文件的函数设计3 6 3 2 2 循环监控进程的函数设计3 8 3 3 本章小结4 0 第四章产品的编译实现4 l 多媒体操作系统平台下视频监控产品定制的设计与实现 4 1p c 机l i n u x 系统产品编译4 2 4 2 嵌入式l i n u x 系统中产品的编译一4 5 4 2 1 构建嵌入式l i n u x 交叉编译环境：。4 6 4 2 2 嵌入式l i n u x 产品的编译4 8 4 3 本章小结5 3 第五章视频监控产品的安装与运行5 4 5 1p c 机l i n u x 系统产品的安装运行。5 4 5 1 1 各脚本的设计与运行5 4 5 1 2 双机热备的实现6 1 5 2 嵌入式l i n u x 系统中产品的升级6 3 5 3 本章小结6 5 第六章视频监控系统部分产品的测试6 6 6 1 监控系统测试平台的搭建6 6 6 2 应用分析6 6 6 2 1p c 机l i n u x 系统产品的测试6 6 6 2 2 编解码器的测试7 6 6 3 本章小结7 8 结束语7 9 参考文献8 1 致谢8 3 在学期间发表的论文8 4 南京航空航天大学硕士学位论文 图表清单 图1 1 标准视频监控系统构成。3 图2 1i p m m 平台分层架构模型1l 图2 2 口全交换监控系统构成1 3 图2 3 数据访问模型17 图2 4 产品定制原方案图1 9 图2 5 产品定制最终方案图1 9 图3 1a p i 函数执行过程。3 0 图3 2c p hl i bg e t l n i n a m e v a l 函数执行过程。3 2 图3 3 产品l i b 库自测试函数的流程图。3 3 图3 4 守护进程主程序3 6 图3 5 配置文件读取函数3 8 图3 6 循环监控进程函数3 9 图4 1 交叉开发环境4 6 图4 2 交叉开发环境建立流程4 7 图5 1 口地址输入合法性判断函数5 5 图5 2 安装脚本主程序5 7 图5 3 服务启动函数5 9 图5 4 配置工具主函数。6 0 图5 5 双机软件的典型配置示例图6 2 图5 6t a p 工具示意图6 4 图6 1 监控系统简单组网6 6 图6 2 视频管理服务器登录页面6 9 图6 3 视频管理服务器登录后的页面6 9 图6 4 系统参数配置页面7 0 图6 5l i c e n s e 管理页面7 0 图6 6 模板管理页面7 l 图6 7 升级管理页面7l 图6 8 数据管理服务器登录后的页面7 2 。 图6 9 数据管理服务器存储设备管理界面7 2 多媒体操作系统平台下视频监控产品定制的设计与实现 图6 1 0i p 存储设备添加。7 3 图6 11i p 存储设备列表7 3 图6 1 2 修改i p 存储设备7 3 图6 13 配置e c r 7 4 图6 1 4 存储设备的查询7 4 图6 1 5 媒体交换服务器登录后的页面7 4 图6 1 6 通信协议管理页面7 5 图6 17n t p 配置。7 5 图6 18 配置管理7 5 图6 19 软件升级。7 5 图6 2 0 软件升级7 6 图6 2 l 编码器网口设置页面工7 8 表5 1 服务器相关网络信息6 2 表6 1 服务器测试功能表。6 7 表6 2 编解码器测试点：7 7 南京航空航天大学硕士学位论文 注释表 英语简写英语全拼 汉语注释 a s a p p l i c a t i o ns e r v i c e 应用服务 b pb a s i cp l a t f o r m基础平台 c cc a j lc o n t r o l呼叫控制 c sc a l ls e r v i c e调度服务 d a b d a t ab a s e数据库 d a od a t aa c c e s so b j e c t 数据访问对象 d e cd e c o d e r 解码器 d t md a t am a n a g e m e n ts e r v e r 数据管理服务器 d t v d i g i t a lt e l e v i s i o n 数字电视 d v r d i g i t a lv i d e or e c o r d e r 数字视频录像机 d v s d i g i t a lv i d e os e r v e r 数字视频编码器 e n ce n c o d e r编码器 e p o ne t h e m e to v e rp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k 以太无源光网络 i p m mi pm u l t i m e d i ao p e r a t i n gs y s t e m网络多媒体开放系统 m cm e d i ac o n t r o l媒体控制 删m e d i am a n a g e r媒体管理 m 口 m e d i ap r o c e s s媒体处理 m u d pm u l t i m e d i ap r o c e s s i n gp l a t f o r m 多媒体统一处理平台 m d sm e d i as w i t c hs e r v e r 媒体交换服务器 n a sn e t w o r ka t t a c h e ds t o r a g e 网络附属存储 s a n s t o r a g ea r e an e t w o r k 存储域网络 v c rv i d e oc a s s e t t er e c o r d e r 盒式磁带录像机 v d cv i d e om a n a g e m e n tc l i e n t视频管理客户端 v e mv i d e om a n a g e m e n ts e r v e r 视频管理服务器 v o d v i d e oo nd e m a n d 视频点播 南京航空航天大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题背景 多媒体系统是指多媒体终端设备、多媒体网络设备、多媒体服务系统、多媒体软件及有关 的媒体数据组成的有机整体1 。多媒体业务是指具有集成性、交互性和同步性的业务。多媒体 业务已经成为i p 网络上最具活力和发展潜力的应用：i p t v 、i p 监控、i p 电话、视频会议、媒体 教学等等，在各种多媒体应用开发中，多媒体应用具有下面的共性： ( 1 ) 共同的媒体流：h 2 6 4 ； ( 2 ) 共同的呼叫控制信令：s i p ； ( 3 ) 共同的设备管理方式：s n m p ； ( 4 ) 共同的业务接口方式及类似的调用动作：x m l ，媒体调用、检索、点播，摄像头控 制等； ( 5 ) 共同的基础支撑：操作系统适配、配置管理、告警管理、用户管理。 而诸多差异又使得媒体应用千变万化： ( 1 ) 不同的媒体应用方式：单向双向，实时非实时，点对点点对多点； ( 2 ) 不同的业务呈现界面：b s ( b r o w s e r s e r v e r - 浏览器月艮务器结构) 、c s ( c l i e n t s e r v e r - 客户机月显务器结构) ； ( 3 ) 不同的客户市场定位：运行商、行业、商业； ( 4 ) 不同的行业客户要求：金融、电力、平安工程等。 如何“求同存异”? 首先，“同”是指一个基础架构平台。在w i n d o w s 被广泛应用的情况下， 基于w i n d o w s 的各种业务就很容易开展起来。同样，如果有一个多媒体系统平台，就会为实现 多媒体业务的看、控、存、管、用共性业务，呈现多样化的媒体应用方式，展示丰富的业务呈 现界面，满足差异化的行业客户要求提供了可能。 面对联网监控的快速发展和多媒体融合管理需求的不断增加，传统监控厂商和集成商由于 在网络、多媒体、存储等网络监控新增组件技术积累方面的匮乏，正面临着前所未有的挑战， 一方面需要保持在局部市场的盈利能力，另一方面还要投入大量的研发资源满足联网监控市场 对海量监控管理可靠性、稳定性、多媒体管理不断增长的需求f 2 j 。 某公司针对联网监控和多媒体融合管理的需求，推出了基于i p 多媒体基础软件平台的i p 多 媒体操作系统( i p m m - 1 pm u l t i m e d i ao p e r a t i n gs y s t e m ) ，该系统是某公司i p 监控、视讯会议等 多媒体产品共有的软件平台，其本质是一个通用的支撑多媒体综合监控、会议通信、语音通信、 多媒体操作系统平台下视频监控产品定制的设计与实现 信息发布应用的中间件平台，既可以支撑公司管理平台组件，也可以支撑公司的多媒体编解码 终端设备和多媒体应用存储设备，i p m m 基于联网监控需求对整个监控系统的所有组件进行融 合优化，满足各种联网监控系统的全局看、控、存、管、用业务需求，它的出现能够解决当前 网络监控系统不可逾越的瓶颈，满足多媒体融合应用的需求，同时更好的支持合作伙伴面对客 户提供个性化增值应用解决方案p j 。该处体现的即是“异”，丰富的平台功能的裁剪、定制以 满足多应用场合的差异性等。 为了能够满足当前视频监控技术发展快、监控业务需求高，并且能够解决适用环境、解决 方案、实现功能等等的差异性，同时又由于m 多媒体操作系统能够提供多媒体业务的看、控、 存、管、用共性业务，星现多样化的媒体应用方式，因此根据视频监控系统中各个产品所完成 的不同功能，在多样化的媒体应用平台上面，针对其提供的各种服务进行相应的裁剪、定制以 及配置，以适应不同环境、不同客户的要求，应对复杂多变的监控条件。这便是论文所要研究 的内容。本课题来源于本人在某公司监控产品部门实习期间所参与的一个新项目，通过该项目 的参与及学习，了解了视频监控行业的发展现状以及当前视频监控的整体水平和存在的问题， 也掌握了基于多媒体操作系统平台的监控产品的定制与多媒体行业解决方案的应用。 1 2 视频监控系统概述 当前社会，伴随着财富、人口增长的同时，恐怖活动与刑事犯罪日益猖獗；随着高新技术 的发展，各种犯罪手段日益智能化、现代化，这已经成为国际性的社会问题，各国政府纷纷强 化社会公共安全防范体系的建设。另一方面，随着房产行业的空前火爆，各类高档小区、别墅 等智能建筑的涌现，增加了视频监控、门禁系统、可视对讲系统等安防设备的需求。同时，由 于数字化、网络化的高速发展，在其信息化改造与建设中，各行各业充分认识到包括视频监控 在内的安防设备的重要性，纷纷开始对包括视频监控系统在内的网络进行建设，因此未来对安 防设备的需求也是日益强烈。 技术防范是社会公共安全防范体系的重要组成部分之一，由于其防范效果最佳，越来越受 到高度重视。技术防范范围涉及入侵报警、视频监控、出入口控制、可视对讲等多种领域，而 视频监控系统又是技术安全防范体系的重要组成部分，近年来，视频监控系统在安防领域中的 地位和作用日渐突出p j 。 视频监控系统是安防体系中防范能力极强的一个综合系统，它能够利用遥控摄像机及其电 动镜头、云台及红外灯等辅助设备，在监控中心直接观察被监控场所的各种情况，以便及时发 现和处理异常情况。一个标准的视频监控系统是由以下几个部分构成的：视频采集，视频传输， 视频切换，视频存储，控制和显示系统，如图1 1 所示： 2 南京航空航天大学硕士学位论文 图1 1 标准视频监控系统构成 视频监控系统自诞生以来，大致经过了三个发展阶段：模拟监控，数字监控和i p 智能监控。 模拟监控系统构成：前端摄像机+ 视频光端机+ 视频矩阵+ v c r ( v i d e oc a s s e t t er e c o r d e r - 盒式磁带录像机) p 1 。 传统模拟监控一般采用同轴电缆直接传输摄像机的模拟视频信号，采用双绞线来传输其他 设备的数字信号p 。由于监控中心不可能( 也不需要) 对每个前端的摄像机配置对应的监视器， 所以往往需要在同一个监视器上对若干个摄像机的图像进行轮回显示。模拟信号传输到后端后， 一般是通过视音频切换矩阵来切换控制各模拟信号到电视墙或单个监视器进行显示，由于整个 系统都是模拟信号传输，所以可做到画面效果非常清晰，并且可以做到无延时情况发生。在模 拟监控系统中，各种设备供应商数目众多，设备种类琳琅满目，功能各异，基本可以满足用户 的各种需求。 但传统的模拟闭路电视监控系统仍有其局限性： ( 1 ) 通常只适合于小范围的区域监控。有线模拟视频信号的传输距离有限，若采用同轴电 缆，当传输距离大于1 k m 时，信号容易产生衰耗、畸变、群延时，并且易受干扰，使图像质量 下降。双绞线传输的距离更短。这就决定了模拟视频监控只适合于单个大楼、小的居民区以及 其它小范围的场所； ( 2 ) 布线工程量大，系统的扩展能力差。对于已经建好的系统，如要增加新的监控点，往 往是牵一发而动全身，新的设备也很难添加到原有的系统之中； ( 3 ) 模拟视频监控系统大多采用录像机作为存储工具，磁带作为存储介质，这种方法不仅 记录信息量有限，数据的存储会耗费大量的存储介质( 如录像带) ，而且磁带易变形，磁头、磁 3 多媒体操作系统平台下视频监控产品定制的设计与实现 带间磨损大，加上采用模拟信号方式记录读取，失真严重，重放的音像质量远不能满足现场的 要求，查询取证十分烦琐。 数字监控系统构成：前端摄像机+ 视频光端机+ d v r ( d i g i t a lv i d e or e c o r d e r - 数字视频录像 机) 【8 1 。 数字监控系统是监控报警业界的新型产品，它将数字化视频图像记录与多画面图像显示功 能和监视报警功能结合在一起，将逐步取代传统模拟式多画面分割器和长时间录像机，具有灵 活方便等特点p 1 。在此基础上，采用高档的工业控制微机、p c 工作站机或者p c 服务器，增加 摄像机图像输入路数，提高多画面图像的显示速率、增加对云台和镜头的控制功能，配之以良 好的人机交互界面，便构成了以计算机为核心的数字式监控报警系统。数字监控系统可从多路 摄像机的输入图像中任选一路或多路在屏幕上作画面动态显示；还可完成数字化硬盘存储及视 频解压缩功能，可以完整的记录下摄像机的高清晰度画面，使画面回放时也能达到极高的清晰 度( 评价多画面分割显示性能优劣的关键是影像处理与显示更新速度和画面的清晰程度) ：还具 有响应报警及联动输出功能：图像经硬件压缩后通过公共电话线或者局域网、广域网远程传输， 再以软件解压重现压缩后的视频图像，通过一对调制解调器在公共电话线或者局域网、广域网 上发送与接收，在接收端通过软件解压重现画面”。 数字视频监控系统除了具有传统闭路电视监视系统的所有功能外 还具有远程视频传输与 回放、自动异常检测与报警、结构化的视频数据存储等功能。与数字视频监控系统相关的主要 技术有视频数据压缩、视频的分析与理解、视频流的传输与回放和视频数据的存储。视频是在 时间上近似连续的图像序列“。在数字图像处理中，把照片这类单幅的图像称为静态图像( 简 称图像) ，而把电视图像这类连续图像称为运动图像或视频。数字视频信号具有频谱效率高、抗 干扰能力强、失真少等模拟信号无法比拟的特点，同时也具有信号处理数据量大、占用频率资 源多的问题，正是这个原因，造成数字视频监控系统虽然具有很多的优点，却迟迟难以实用化。 只有对数字视频信号实现有效的压缩，实现其压缩功能的芯片成熟化，并具有实用性，使之在 通信和存储方面的成本与模拟信号基本相同时，它的其它优点才能表现出来，数字视频监控系 统才有可能全面发展起来。在d t v ( d i g i t a lt e l e v i s i o n - 数字电视) 、h d t v ( h i g hd e f i n i t i o n t e l e v i s i o n - 高清晰度电视) 巨大市场的拉动下，与数字电视相关的各种数字视频技术得到了迅 速发展，相应的技术标准、各种算法和专用芯片、处理、记录和展示图像信号的设备相继制定 和开发完成。所有这些都促进了数字视频监控系统的迅速发展。 i p 智能监控系统构成：摄像机+ 编解码器+ 虚拟i p 矩阵+ s a n ( s t o r a g ea r e an e t w o r k - - 存储域 网络) n a s ( n e t w o r ka t t a c h e ds t o r a g e 一网络附属存储) + 智能业务平台”“。 p 智能监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实 用的图像分析为特色，并与报警系统、门禁系统完美地整合到统一使用平台上。该系统运用了 4 南京航空航天大学硕士学位论文 更为先进的d a ，a d 转换设备视频服务器，或内置处理器的网络摄像机，把图像处理( 采集、 压缩、协议转换、传输) 设置在监控点，利用无处不在的互联网和局域网，达到全网范围内的 即插即用，实现了从图像采集，传输，录像、最终输出的全过程数字化，因而是真正意义的全 网络数字监控系统劓。 i p 智能监控系统的特点： 1 、借鉴n g n ( n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k - - f - - 代网络) 1 1 4 1 思想，三个分离： ( 1 ) 信令控制1 媒体承载相分离，保证系统稳健性、可靠性和扩展性； ( 2 ) 会话管理，业务控制相分离，保证了业务部署、扩展和方便性； ( 3 ) 系统功能管理平面相分离，保证业务和管理系统的独立部署。 2 、统一架构，分层逻辑： ( 1 ) i p 核心架构：符合技术趋势- e v e r y t h i n go v e ri p 的发展轨迹； ( 2 ) s i p 控制架构：符合多业务融合思路，s i p 协议成为统一通讯基础； ( 3 ) 管理结构架构：借鉴p a r l e y 、智能网等成熟经验，方便业务部署。 3 、多业务融合，面向未来： 面向声音、录像、交互式网络电视、c d n ( c o m e md e l i v e r yn e t w o r k - 内容分发网络) 、3 g ( 3 r d - g e n e r a t i o n 一第三代移动通信技术) 等多种业务。 当前，视频监控的规模和范围越来越大，对可靠存储性能要求也越来越高，智能应用管理 要求也相应提高，因此对于i p 智能监控的需要也越来越迫切。由此对视频监控产品的定制提出 了要求，由于i p m m 平台采用了分层框架，各模块之间相互独立，因此能够实现信令控制媒体 承载等的分离，此外该平台是基于i p 的架构，融合了监控系统的全局看、控、存、管、用业务 需求。因此在i p m m 平台的基础上面进行定制满足了视频监控系统的发展需求。 1 3 国内视频监控现状与监控技术的发展需求 1 3 1 国内视频监控发展现状 f 12 0 世纪8 0 年代视频监控技术进入我国，从使用的技术来进行划分，主要经历了三个不同 的发展阶段模拟监控，数字监控和网络监控。进入2 1 世纪以来，视频监控技术得到了广泛 的发展，全数字和网络多媒体时代已经降临，2 0 0 8 年的中国视频监控市场，从技术角度已经基 本完成从模拟到全数字和网络的全面升级换代，虽然其应用领域依然比较狭窄，但从市场占有 发展来看，从2 0 0 4 年到2 0 0 7 年，数字监控和网络监控在总体市场规模中所占比例从3 5 7 增长 至l j 8 1 o ，已经成为视频监控最主要的监控方式f 1 5 】16 1 。中国视频监控市场快速发展，传统的模 拟监控市场逐步萎缩，而数字监控逐步成为主流。网络化、个人化和智能化将是中国视频监控 市场重要的发展趋势。 5 多媒体操作系统平台下视频监控产品定制的设计与实现 1 3 2 视频监控技术的发展需求 l 、规模 首先，视频监控系统应用规模日益壮大【1 7 】，以城市治安监控为例：摄像机数量从几百路发 展到目前成千上万个摄像头。 2 、层级增多 由于规模和地域的扩大，导致层级增多。由此提出了如下的需求： 实时视频图像分布式汇聚和管理；分级管理和权限分配；图像分布集中存储，分布集中 管理。 3 、互联互通 各个业务部门之间的视频需要共享，所以视频监控系统之间的互联互通成为必须。比如说 交通部门的视频监控系统、公安系统的视频监控系统、水力和航运等其他视频监控应用系统之 间要进行互联互通【1 8 】。这就提出了如下的要求： ( 1 ) 通讯协议的标准化。 ( 2 ) 图像的码流格式的标准化。 ( 3 ) 信令的标准化。 ( 4 ) 图像数据承载协议的标准化。 ( 5 ) 支持多域和域间权限管理。 4 、智能应用 用户软件厂商对视频监控系统提出了很多开发增值应用的需求，以提升视频监控系统的整 体价值，这就要求视频监控系统能够提供a p i 接口给用户软件厂商。 此外，传统的视频监控系统面临着诸多新挑战： ( 1 ) 监控的规模和范围越来越大，原有的服务器架构无法满足要求。 ( 2 ) 对于海量数据的可靠存储及高效管理，原有的d v r 无法满足要求。 ( 3 ) 原有的系统控制、存储甚至编码均采用私有协议，集成与扩展成本高。 ( 4 ) 无法充分满足专业客户对监控清晰度及实时性的要求。 ( 5 ) 异构平台无法实现统一网管和准确故障定位，管理智能化水平低。 由于上述种种弊端，口监控取代传统监控已经成为必然趋势1 外。在i p m m 平台的基础上面 定制的产品，能够满足视频监控系统中配置成千上百个摄像机的要求，并且由于平台采用多级 多域的方式能够满足层级的要求和行业间的互通，此外定制的服务器智能管理水平高，在该平 台的基础上面进行产品的定制能够解决视频监控系统所迫切需要面对的各个问题。 6 南京航