基于图像处理技术的视频监控系统

基于图像处理技术的视频监控系统

1智能网络视频监控视频监控系统是一个集数字视频、通信技术、网络技术和数据处理技术于一体的综合系统。它以直观、方便、有效等特性被广泛用于交通,银行,金融,电力,智能小区等场所。随着网络技术,视频图像处理技术的发展,视频监控系统逐渐向网络化、智能化方向发展。由于智能网络视频监控具有传统监控无法比拟的优点,而且符合当前信息社会中数字化、网络化和智能化的发展趋势,所以智能网络视频监控正在逐步广泛应用于各行各业。特别是在今天的信息社会,随着网络、通信和微电子技术的快速发展和人民物质生活水平的提高,视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点,日益受到人们的青睐。同时智能视频监控系统也正在企业单位的安保和信息管理方面起着重要的作用。2系统需求分析智能网络视频监控系统首先是一个视频监控系统,然后结合图像处理技术和网络技术,形成一个智能网络监控制系统,最后它也是一个MIS系统。可以说视频监控系统是一个视频采集播放、网络应用、图像处理、数据库管理的综合性系统。经过对各中、小型企业视频监控系统需求的调研,系统的功能需求分析总结如下:(1)首先系统具有视频数据采集和记录的功能。(2)系统具有对云台的手动控制功能。(3)系统具有很好的数据查看和回放功能。(4)系统具有很好的视频调节功能。同时系统在智能方面还应具有以下功能:(1)具有远程的查看和管理功能。(2)具有动态检测并通过检测提取有效信号进行录制的功能。(3)系统能够实现运动目标的去噪和排除干扰功能。(4)系统能够计算目标的运动矢量并据此进行自动跟踪的功能。根据以上的需求分析,将系统的需求进行总结,进而进行系统的整体设计。从结构上讲,系统由采集终端、服务器、客户端等几个主要模块组成。主要结构如图1所示。针对系统的需求情况,绘制系统的用例图,如图2所示。3系统的详细设计根据以上的分析,确定系统主要由中央处理服务器、数据存储服务器、客户端软件实现。下面就各部分作概要分析和设计。3.1数字视频监控系统的构成部分这一部分主要是完成数据采集工作。数据的采集从数据方面而言,主要设计数据的采集、数据的压缩、数据的传输等。从数据采集器的控制方面而言,还包括对云台的控制,对摄像机焦距的调整控制,对云台运行速度的调整等功能。这一部分主要由硬件来实现。这里主要采用“摄像机+云台+云台解码器+视频采集卡+传输线路”的硬件实现。进行分类后,视频监控系统中的硬件设备包括前端摄像机、视频编解码设备、传输设备和视频显示部分。下面简单介绍这几部分。(1)前端摄像机。摄像机实现对数据的采集,将光信息转换为视频信息,采集的视频信息通过采集卡转变为数字信息并且进行压缩,形成最终所要处理的数据。前端摄像机,负责对现场场景进行捕获,目前摄像机有模拟摄像机和网络摄像机,对于数字视频监控系统,视频信号都是通过网络进行传输的。因此,模拟摄像机捕获的是模拟信号,需要通过数字视频压缩设备(如网络视频服务器Nvs或数字硬盘录像机DVR)将模拟信号压缩成数字信号然后接入网络。网络摄像机内置有数字压缩模块,网络摄像机可直接接入网络。(2)视频编码设备。前端的模拟摄像机采集到的是模拟信号,需要通过编码设备压缩,视频编码设备内置编码器,内嵌有视频压缩算法(如H.264压缩算法)。(3)传输设备。传输设备完成数字视频数据的远距离传输。通常都是用自适应的以太网卡、光纤作为传输视频的设备,来保证数据传输的质量。(4)视频解码设备。通过网络传输过来的数字视频需要通过解压才能显示播放,除了用软件解码之外,还可以用硬件解码器来实现。(5)云台。云台主要负责对摄像机的移动,可以上、下、左、右各个方位进行移动,同时、还可以调整具体的移动速度。(6)云台解码器。对云台指令的下达是通过计算机接口,一般通过计算机串口发出数据信息,不同的数据信息代表不同的控制指令。因此需要一台云台解码器,主要负责对控制指令数据的解码功能。3.2客户端管理平台的设计中央服务器主要负责对数据的处理和系统控制,是系统的核心部分。它通过采集卡的SDK函数或微软提供的DriectShow函数实现对视频数据的采集。采集后的数据是一系列的流媒体。中央处理器负责将其发送到存储模块,进行数据的存储和备份;负责对数据进行处理以实现相应智能功能;同时还要为客户端提供服务支持,根据客户端系统发送过来的操作指令执行相应操作。中央服务器设计到与客户端的数据交流、视频处理,系统控制、以及用户验证,所以这部分的实现是系统的关键,需要网络技术、视频图象技术、数据库技术等相关技术的结合。视频服务中心涉及到诸多的管理服务。有权限管理服务、视频数据管理服务、网络服务、功能调用服务等。(1)身份认证权限部分管理。对于视频系统的管理员,可以增加、删除、修改用户,设置用户的权限等,这些都在服务中心统一管理。(2)视频数据管理。对视频数据的采集、存储、备份和删除等作相应的调度和管理。同时为客户端系统提供相应的功能服务。某个监控域内的所有历史视频在服务中心统一管理。记录每段历史录像的实际位置。方便历史记录、查询和播放,各个客户端不需要关心录像的真正位置。(3)实时视频管理。当客户端获取前端摄像机的实时视频时,实时视频管理模块都作好相应的记录,同时还可设置相应的策略,启动流媒体服务器,流媒体来分发视频流,以减轻前端摄像机的负担。(4)智能功能的实现。这部分包括起动动态检测、录制自动控制、跟踪实现。同时这部分还要设计到各个参数的设置。动态检测的精确度设置,跟踪的精确度等一系统设置工作。(5)客户端系统。客户端是授权用户进行远程查看和管理的软件,提供用户的操作界面。它主要接受用户的验证资料,并将其发送给服务器进行合法性验证。验证合法后,接受用户的操作指令,负责将指令发送给服务器,以触发服务器相应操作。同时,客户端还接受服务器端操作返回的操作结果,将结果以合理的方式显示给用户。(6)数据服务器。数据服务器主要由高性能、大容量磁盘组成,提供至少两个磁盘系列,一个做为主存储服务器,另一个做为备份服务器。第一个磁盘系统要实时记