智能安防视频Web监控系统设计-开题报告

开题报告毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述1研究背景随着互联网技术的普及和高速发展，信息可视化将是未来发展的重要方向之一。作为安防系统的一个重要组成部分，视频监控系统得到了长足发展，尤其是在“平安城市”、全球眼、奥运会、世博会等重大项目的推动下，我国视频监控市场发展迅速1。传统意义上的安防监控系统是需要专门的人员守在监视频幕前，发现火灾的时候人为的发出警报，这样的系统不但耗费了人力并且效率不高。智能视频监控是以数字化、网络化视频监控为基础，但又有别于一般的网络化视频监控，它是一种更高端的视频监控应用。智能视频监控系统能够识别不同的物体，发现监控画面中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，从而能够更加有效的协助安全人员处理危机，并最大限度的降低误报和漏报现象。本课题是来源于淮安市工业发展计划项目：基于WSN和TD-SCDMA物联网技术的火灾视频监控系统研究与开发（HAG-2010030）。本文将介绍将此系统网络化，实现随时随地登录监控并实现报警功能，从真正意义上实现安防监控系统网络化，智能化的要求，提高监控的准确性与效率。智能化、数字化、网络化是视频监控的必然发展趋势。智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更加强大的图像处理能力和智能因素，因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能，它可以极大的提高视频监控系统的能力，并使视频资源能够发挥更大的作用。为了推动智能视频产业的发展，达到多方共赢效果，需要将监控设备硬件供应商、智能视频软件供应商、分销商和经销商和系统集成商所有这些参与者合理的组织起来，使他们能够充分发挥各自的优势，创造出能够满足最终用户需求的全面解决方案。2国内外研究与发展现状由于智能视频监控技术具有广泛的应用前景和重要的经济价值，激发了世界上(尤毕业设计（论文）开题报告其是欧、美发达国家的)广大科研工作者、研究机构和企业的浓厚兴趣，现已做了大量的工作并取得了很多成果。例如，美国国防高级研究项目署设立了视觉重大监控项目VSAM，以卡内基梅隆大学为首，麻省理工学院等高校参与，主要研究战场和普通民用场景监控的自动视频理解技术；欧盟赞助研究的PRISMATICA系统：该系统融合了多种智能检测设备(智能摄像头、非接触智能卡、无线视频传输等)，用于地铁站的安全监控；国外一些公司近年来相继推出了具备一定智能功能的视频监控系统，如：挪威的DETECAC公司提供的Detec系统；美国ObjectVideo公司提供的ObjectVideoVEW、ObjectVideoForensics。它们实现了在用户定义规则下对监控场景进行监测、跟踪、分类、统计的软件系统，可在诸如有人闯入、盗窃、提包遗失或者未经许可在限制区域闲逛等违反自定义规则的情况下报警。另外还有：ObjectVideoOnBoard构建在DSP处理器上的嵌入式视频监控系统，ObjectVideo技术能够帮助用户确定相关对象，并根据这些对象的活动作出相应判断，例如判断他们是否穿过了视频绊网(videotripwire)、闯入特定区域或只是出现在摄像头视角范围之内。智能设备根据有关规则进行处理，以便与视频分析结果进行实时比较2。国内也已有一些具备智能功能的视频监控产品上市，如：北京黄金眼科技的黄金眼，北京行者科技的行者猫王等产品都实现视频的监控。但是，目前国内使用中的视频监控系统大部分均侧重于视频数据的压缩、传输和存储；其报警功能大都利用红外，烟雾等外接传感器实现；视频数据到达终端以后还是需要由人来实时观测分析，或者是存储起来以备事后查阅。系统仍需耗费大量的人力物力，却只能实现部分的预期功能，远远无法满足日益增长的对监控系统智能化的需求。鉴于上述系统不能实现网络化、智能化以及自动报警等功能的缺陷，本系统所设计的方案不但实现了系统的实时智能监控功能，并且能在监控过程中自动发出报警。当前在网络视频监控系统中常用的视频压缩标准包括H.261、H.263、H.264、MPEG-1、MPEG-4等。下面主要介绍MPEG-4和H.264两种主流的压缩编码方法并阐述了选取MPEG-4作为本系统压缩编码方式的原因。（1）MPEG-4的发展目的是基于IP的视频传送，其最大优点是考虑了网络的传输问题，而且可在压缩品质和压缩量上取得最佳平衡，以确保传输时的流畅。（2）H.264最大的优势是具有高压缩率，在同等图像质量的条件下，其压缩率是毕业设计（论文）开题报告MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5-2倍。H.264引入了面向正包的编码机制，有利于网络的分组传输，支持网络中的视频流媒体传输；支持不同网络资源下的分级编码传输，大大节省用户的下载时间和数据流量收费，尤其是在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。但其算法复杂度高。MPEG-4利用人眼视觉特性，抓住图像信息传输的本质，从轮廓、纹理的思路出发，支持基于视觉内容的交互功能。实现基于内容交互功能的关键在于面向视频对象的编码，即要实现任意形状的编码。为此，MPEG-4引入了视频对象平面(VideoobjectPlaneVOP)的概念。它根据人眼感兴趣的一些特性(如形状、运动、纹理等)，将图像序列中每一帧中的场景，看成是由不同VOP组成的。而同一对象连续的V即称为视频对象VO(videoObject)34。VO既可以是以前标准的矩形帧(从而实现以前的兼容)，也可以是视频序列中的人物或具体的景物，例如电视新闻中的播音员，或是电视剧中一辆奔驰的汽车，还可以是计算机图像技术生成的二维或三维图像。每个VO由三类信息来描述:运动信息、形状信息、纹理信息。对于有音频存在的场景，MEPG-4把编解码对象称为AVO(AVO:Audio-visualObjects)。MPEG-4对音视频对象独立编码，在传输A/O编码时，同时传送对AVO时空结构关系的“场景描述”的信息(该信息不属于AVO的特征信息)，在解码端，可以改变AVO的“场景描述”参数从而对图像的有关内容进行编辑和操作，无须编码端发生任何改变。这样使客户由被动变为主动，不再只是观看，而是允许加入其中进行交互。采用面向对象的编码方式有如下的好处5：（1）不同的对象可以采用不同的编码方案，因而具有最大的灵活性和可持续发展性。（2）相同的对象不需要重复编码，只需要给出不同的位置信息。（3）有些不变的对象，可以不用编码传送或只需要传送简单的位移信息。（4）重要的对象采用高质量画面，不重要的对象采用高压缩方法，背景甚至可以在接收端虚拟。（5）在传输过程中，某些对象信息.的丢失，不影响场景中的其他对象。（6）作者可以很方便的在场景中随意放置对象，改变它的形状或者音响效果。毕业设计（论文）开题报告（7）具有很强的互操作性。（8）观众可以选择不同的语言。3参考文献1陆鹏飞,王艳敏,宋镇江.网络监控视频系统的应用和发展J.建筑电气,2011,(11)2远程视频监控背景及意义./view/ec98cde919e8b8f67c1cb924.html3张益贞.VISua1C+实现MPEG/TLPEG编解码技术.人民邮电出版社，20024DaPengWu，YiweiThomasHuo，WenwuZhu，Hung-JuLee，TihaoChiangandH.HonathanChao，OnEnd-to-EndArehiteetureforTransF，ortingMPEG-4VideoovertheInterllet，IEEETrans.onCireuitsandSystemsforVidTeehnologyvol.10.No.6.Sen.20005余兆明，李晓飞MPGE标准及其应用.北京邮电大学出版社，20026胡宏玉.应用流媒体技术的网络视频监控系统设计与实现J.电脑编程技巧与维护,2011,(22)7毕厚杰.新一代视频压缩编码标准H.264/AvqM.人民邮电出版社.2005.84-1488周志军,邵新.城市消防安全远程监控系统的现状与发展探讨./Item/Show.asp?m=1&d=90779马俊林.火灾自动报警系统的研究与应用D.重庆大学,200710余姚钗.基于MPEG-4的网络视频监控系统视频实时传输的研究D.哈尔滨工程大学,200511吴志华,罗代升,陶青川,滕奇志,何小海.基于TCP/IP的远程数字监控系统D.北京邮电大学,201012江潮,苏祥芳,刘立海,牟旭东,陈平,罗学金,胡俊,王延平.基于网络的数字视频监控系统J.武汉大学学报,2000,46(5):608-61213周密.基于IP网络视频监控系统的设计与实现D.北京邮电大学,201014杨安玉.基于H.264的网络视频监控系统设计D.北京交通大学,2007毕业设计（论文）开题报告15裘英,王库.基于RTP协议的网络视频监控系统的实现J.微计算机应用,2006,(4)16郝继辉.网络视频监控技术的发展和展望J.安防科技,2007,(5)17卢秋波.视频监控技术简介与发展趋势J.电信网技术,2007,(1)18郭新军,王巧玲.基于MPEG-4的视频采集与压缩J.现代电子技术,2004,(1)19许洪伟.智能视频监控技术关键技术研究D.北京交通大学,2009毕业设计（论文）开题报告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）1系统框图远程监视摄像机1摄像机n响应请求发送请求摄像机2网络Web用户服务器图1-1系统设计框图在服务器端，通过多路视频采集卡将采集到的视频数据经过压缩传送到服务器，并在服务器端实时显示监视到的画面，然后服务器端运用流媒体技术将视频数据传送到网络上并设置IP地址再由网络传送到客户端，当用户端想要观看监控视频时，用户首先要登录到预先设置的网址，进入界面之后，用户可以点击网页上的监控功能选项向服务器发送请求，在服务器接收到来自客户端的请求之后响应此请求，将视频数据传送给客户端实现监控功能，若是发现异常情况，如火灾，则自动发出警报。2要研究的关键问题：（1）视频压缩编码技术的实现（2）视频传输技术的实现3解决问题的的具体方法（1）视频压缩编码的实现方法在保证质量的前提下，码流速率尽量低，编码的可靠性高和冗余性低，本系统采用了目前国际广泛使用的MPEG-4标准方式，因为此方式更侧重于实用性。MPEG-4编码器包含2个主要部分:形状编码及传统的运动和纹理编码。其中纹理编码、运动估值及补偿部分在原理上类似于其他现有视频标准。MPEG-4为了支持基于内容的编码，引入了形状编码;为了支持高压缩，MPEG-4仍然采用了MPEG-1、MPEG-2中的变换、预测混合编码框架。在形状编码中，对VOP边界采用多边形匹配法代替基于块的运动预测，毕业设计（论文）开题报告适用基于宏块的反复填充技术减少活动图图像边缘的运动预测误差。采用零树小波处理静止图像，提高纹理信息编码效率和更精细的可伸缩性。采用基于块的.运动预测和补偿以消除VOP的时间冗余度，对预测误差和宏块运动矢量同时进行编码。一般情况下，每个VOP的形状都是任意的，且其形状及位置随时间的变化而变化。因此为了对任意形状的VOP的形状、运动及纹理进行编码，MPEG-4视频检验模型引进了自适应宏块网格。自适应宏块由2种宏块组成:标准宏块及轮廓宏块。包含VOP轮廓的宏块称为轮廓宏块，位于轮廓以内的宏块为标准宏块。对标准宏块的运动补偿及纹像窗口宏块网格的运动矢量进行编码，再对VOP中宏块的运动和纹理信息进行编码。图3-1和图3-2分别给出了MPEG-4编解码基本过程和VOP纹理编码2过程。输出解码流输入定义VOPVop1编码Vop2编码复用解复用Vop1解码Vop2解码合成图3-1MPEG-4编解码基本过程VLC比特流Vop纹理信息宏块的判定及填充DCT变换量化系数扫描系数预测图3-2VOP纹理编码过程（2）视频传输的实现方法本系统采用现在应用较为广泛的流媒体技术来实现视频传出的功能。流媒体技术就是一种可以使音频、视频和其他多媒体能在Internet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。而流媒体传输技术的主要特点是以流的形式进行多媒体数据的传输。流媒体传毕业设计（论文）开题报告输采用合适的传输协议，编码器对于即时音/视频信号进行压缩、编码，生成适合以流方式传输的媒体内容放在流媒体服务器或网站务器上，流媒体服务器响应请求，用户可以边下载边观看，而不需要等整个文件下载完成后才可以观看的网络传输技术6。图3-3给出了流媒体传输流程的过程。CPU视频音频媒体服务器A/D转换编码压缩网络Web用户图3-3流媒体传输流程首先，把从图像采集卡采集来的音视频信号经过A/D转换、编码、压缩之后传送给媒体服务器，然后媒体服务器将数据通过网络传送到客户端的计算机上。该技术先在使用者端的计算机上创建一个缓冲区，在播放前预先下一段数据作为缓冲，在网络实际连线速度小于播放所耗的速度时，播