论文部分内容阅读
【摘要】 随着计算机技术的发展，数字视频监控系统已逐渐取代传统的模拟视频监控系统而广泛的运用于社会生产生活的方方面面面，尤其是能源、国防、交通等重要的社会领域。本文主要研究了数字视频监控系统智能化的实现。
【关键词】数字视频；监控系统；智能化
中图分类号： U672.7+4 文献标识码： A 文章编号：
引言
计算机网络、通信技术和多媒体技术的快速发展，使视频监控系统由传统的模拟视频监控向新型的数字视频监控过渡，数字视频监控系统是一种全新的视频监控系统，其综合了数字电视技术、计算机网络技术和通信技术，具有传统的模拟监控系统所不能比拟的优点，而且数字视频监控系统的数字化、网络化和智能化也符合当今社会信息化的发展趋势。
一、数字视频监控系统的概述
1.1数字视频监控系统的含义
视频监控业务是指为客户在宽带网络基础上提供图像、声音和各种报警信号远程采集、传输、存储、处理与转播的一项全新电信业务。数字视频监控，是通过先进的图像数字压缩技术，改变了传统的图像模拟传输的方式，因此能够非常简单地做到异地存储和系统扩展，同时，配合智能化的数字视频软件，能够最大限度的发挥数字技术的优势，做到视频人工智能化，节省了大量管理人员数量和成本。
1.2数字视频监控系统的优势
1.2.1便于计算机计算
充分利用计算机的快速处理能力对视频图像进行数字化的处理，对其进行压缩、分析、存储和显示，通过对视频进行分析，及时发现情况并联动报警，实现智能化的无人监控。
1.2.2提供远程访问能力
数字信息具有抗干扰能力强、受传输线路信号衰减的影响小、便于加密传输的优点，因而可以在数千公里之外对现场进行实时监控，任何有通信线路的地方，用户都可以通过网络连接他们的数字视频服务器，在所选择的PC机上观看视频，模拟监控系统则不具备强大的远程访问能力。
1.2.3便于查找
与传统的存储在视频录像带上相比，数字视频监控系统是将视频图像记录在计算机硬盘上，更加便于查找，利用计算机建立的多维度索引，很快就能够找到所需的信息，而且其图像清晰度也更高。
1.2.4易于管理和維护系统
数字视频监控系统主要由电子设备组成，整个系统是模块化结构，体积小，易于安装、使用和维护。数字视频监控系统的故障率要大大低于传统的模拟视频监控系统，而且，数字视频监控系统的运行是完全自动的，不需要人工介入。因此，当发生电源故障时，数字视频监控系统中的自举功能将继续电源中断时所做的工作。此外，它可以通过远程操作对系统软件升级和维护，并且具有更好的扩展性好。
二、数字视频监控系统的智能化
2.1数字视频监控系统的智能化的含义
数字视频监控系统的智能化是利用计算机技术、网络设备和软件等多个层面的智能化技术的组合和相互配合来实现视频分析、行为识别和面向用户的关键视频业务的智能化应用［1］。其中，面向用户的关键视频业务的智能化应用是智能化系统的核心业务，它指的是系统的智能化维护、智能化视频存储、内容检索和点播、实时视频检测报警等。
2.2智能视频监控系统的构成
智能视频监控系统是由目标检测模块、目标跟踪模块、目标分类模块和目标识别模块等部分组成。智能视频监控系统分析处理前端设备采集的视频信号，将有用的信息传送到客户端，从而提高监控的工作效率。
2.3数字视频监控系统的智能化的主要技术
计算机技术、数字信息处理技术和图像技术实现了视频监控系统中的图像自动检测和视频信号分析，而计算机视觉相关算法和技术的综合运用，使视频监控系统具备了自我学习和自我适应环境的能力，可以从复杂的数据中进行行为辨认，提供操作命令、数据和信息，从而实现视频监控系统的智能化，提高视频监控的工作效率。
2.3.1数字视频监控系统智能化的核心技术
数字视频监控系统智能化的核心技术是视频信号的分析处理技术［2］，分为视频信号的基本处理和高级处理。基本处理技术是指动态目标的监测、跟踪等内容。
对目标移动轨迹进行跟踪，是根据目标的形状对目标进行分类，如行人、车辆、动物，计算目标的大体尺寸；对目标移动范围进行监测，是指当具有一定特性的目标的运动范围超过设定范围时就警告或报警，这就是在军事禁区、监狱、重要物资仓库等地区常用的越界监测报警技术，目前已得到广泛的运用。
基于PC机的实时视频图像跟踪系统［3］是目前较为新型的运动目标自动识别与跟踪系统，该系统通过安装在云台上的摄像机将拍摄到的实时图像送至图像采集卡中，PC机读取采集到的图像数据，并进行图像检测和识别，同时由PC机发出控制指令控制云台控制器，从而实现运动目标的自动跟踪。相比较其它的跟踪系统，这种系统的结构简单，成本低，对简单目标的跟踪算法的可靠性更高，可实现对多个场所的监控。
高级处理技术则包括视频模式识别技术、人脸识别技术和行为模式识别技术等。
行为模式识别技术是指对特殊行为进行监测，对人体目标在一定区域内的长时间的逗留或人体动作的骤变如打架、奔跑等特殊行为进行监测和行为分析，但由于监控场景的复杂性，目前这种技术还没有得到广泛的运用；人脸识别技术是属于生物识别技术的一种，通过对抓拍的人脸图像和已有的人脸数据库比对；按照一定的相似度来判定和识别人的身份，从而提高监测效率，提高安全性。
2.3.2智能化设备管理技术及其运用
数字化视频监控技术已经带动了监控领域的应用需求，监控系统的规模不断扩大，在不久的未来，规模庞大的监控系统就会覆盖城市的各个角落，将会在极大程度上提高城市治安状况和综合管理水平，到那时，对系统的维护和管理将成为工作的重点。
智能化设备管理技术是利用系统管理平台软件的设备管理服务，对所有的监控设备包括摄像机、编码器和系统服务器进行24小时的实时监测，一旦发生故障就会报警，从而提醒维护人员及时检修处理。为提高视频信号质量的检测，可采用视频信号分析监测软件，在3秒中内实现对图像的信号质量监测，还能够针对不同的时间段设置不同的监测标准，如夜间时降低对图像过黑监测的阀值，白天则提高对图像过黑监测的阀值等，从而提高图像的质量。
2.3.3智能化视频存储技术及应用
视频信号的存储对视频监控来说非常重要，既要提高视频存储的完整性和有效性，还要提高存储的策略和可管理性，智能化视频存储技术就可以解决这个问题。
智能化视频存储技术要求按照业务逻辑来分类存储。分类存储就是将所有监控点按照监控的目标特点、重要性、区域相关性等进行分类，不用监控类别采用不同存储策略，如存储空间和保留期限。当需要查询时，只要按照需要的业务逻辑进行检索就行，提高对信息的管理和利用率。
三、智能数字视频监控系统的发展方向
3.1前端一体化
监控系统的前端一体化需要整合多种技术，以提高监控系统的适应性和适用性，为系统集成化奠定基础。
3.2传输网络化
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集中式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，可以多任务、多用户和分布式的操作系统，集散式监控系统的硬件和软件都要用标准化、系列化和模块化的设计，系统设备的配置要优良，提高监控系统的软件和硬件环境。传输网络化会让整个网络系统硬件和软件资源实现共享，打破地域限制，从而实现系统集成和整合的目的。
3.3处理数字化
信息处理数字化意味着信息流的数字化、编码压缩以及开放式协议，处理的数字化将会在很大程度上保证信息的准确、安全、高效，同时也便于对于信息进行管理。从视频编码、视频传输到视频存储都是数字信号，使得视频监控与安防系统的其它子系统之间实现无缝连接。
3.4系统集成化
构建系统的各子系统实现网络化和数字化后，就可以实现在统一的操作平台上进行管理和控制，从而实现系统集成化。
3.5管理智能化
采用计算机为控制中心，通过系统软件实现控制界面的可视化，控制环境的多媒体化，可以方便地实现对视频切换、音频切换、镜头云台控制、报警输入、行动输出录像的智能化控制，进而达到对事件的分析、统计、处理，实现视频监控的智能化管理。
四、结语
数字化、网络化、智能化是视频监控系统未来的发展方向，数字化是基础，网络化是支撑，智能化是目标［4］。实现数字视频监控系统的智能化，将极大地扩大数字视频监控系统在工业现场的监控，银行、邮电、法庭以及电力、水利、交通等大型城市公共设施的应用范围，智能化楼宇中的综合监控管理系统等社会生产和生活中的运用，对提高社会管理水平和安全具有重要的意义。
参考文献
【1】郭瑞霞．吴运新，宋跃辉．智能跟踪视频监视系统研究[J]．电视技术，2006(2)；7407．
【2】耿征．智能化视频分析技术探讨［J］．中国安防，2007，3：41．
【3】李德骏．智能小区安防实时视频图像跟踪系统的研究[J]．武汉科技学院学报，2005，18(9)：3235．
【4】刘富强.卢赤班.数字视频监控系统及其应用[J]．工矿自动化，2003(3)：3103．
【关键词】数字视频；监控系统；智能化
中图分类号： U672.7+4 文献标识码： A 文章编号：
引言
计算机网络、通信技术和多媒体技术的快速发展，使视频监控系统由传统的模拟视频监控向新型的数字视频监控过渡，数字视频监控系统是一种全新的视频监控系统，其综合了数字电视技术、计算机网络技术和通信技术，具有传统的模拟监控系统所不能比拟的优点，而且数字视频监控系统的数字化、网络化和智能化也符合当今社会信息化的发展趋势。
一、数字视频监控系统的概述
1.1数字视频监控系统的含义
视频监控业务是指为客户在宽带网络基础上提供图像、声音和各种报警信号远程采集、传输、存储、处理与转播的一项全新电信业务。数字视频监控，是通过先进的图像数字压缩技术，改变了传统的图像模拟传输的方式，因此能够非常简单地做到异地存储和系统扩展，同时，配合智能化的数字视频软件，能够最大限度的发挥数字技术的优势，做到视频人工智能化，节省了大量管理人员数量和成本。
1.2数字视频监控系统的优势
1.2.1便于计算机计算
充分利用计算机的快速处理能力对视频图像进行数字化的处理，对其进行压缩、分析、存储和显示，通过对视频进行分析，及时发现情况并联动报警，实现智能化的无人监控。
1.2.2提供远程访问能力
数字信息具有抗干扰能力强、受传输线路信号衰减的影响小、便于加密传输的优点，因而可以在数千公里之外对现场进行实时监控，任何有通信线路的地方，用户都可以通过网络连接他们的数字视频服务器，在所选择的PC机上观看视频，模拟监控系统则不具备强大的远程访问能力。
1.2.3便于查找
与传统的存储在视频录像带上相比，数字视频监控系统是将视频图像记录在计算机硬盘上，更加便于查找，利用计算机建立的多维度索引，很快就能够找到所需的信息，而且其图像清晰度也更高。
1.2.4易于管理和維护系统
数字视频监控系统主要由电子设备组成，整个系统是模块化结构，体积小，易于安装、使用和维护。数字视频监控系统的故障率要大大低于传统的模拟视频监控系统，而且，数字视频监控系统的运行是完全自动的，不需要人工介入。因此，当发生电源故障时，数字视频监控系统中的自举功能将继续电源中断时所做的工作。此外，它可以通过远程操作对系统软件升级和维护，并且具有更好的扩展性好。
二、数字视频监控系统的智能化
2.1数字视频监控系统的智能化的含义
数字视频监控系统的智能化是利用计算机技术、网络设备和软件等多个层面的智能化技术的组合和相互配合来实现视频分析、行为识别和面向用户的关键视频业务的智能化应用［1］。其中，面向用户的关键视频业务的智能化应用是智能化系统的核心业务，它指的是系统的智能化维护、智能化视频存储、内容检索和点播、实时视频检测报警等。
2.2智能视频监控系统的构成
智能视频监控系统是由目标检测模块、目标跟踪模块、目标分类模块和目标识别模块等部分组成。智能视频监控系统分析处理前端设备采集的视频信号，将有用的信息传送到客户端，从而提高监控的工作效率。
2.3数字视频监控系统的智能化的主要技术
计算机技术、数字信息处理技术和图像技术实现了视频监控系统中的图像自动检测和视频信号分析，而计算机视觉相关算法和技术的综合运用，使视频监控系统具备了自我学习和自我适应环境的能力，可以从复杂的数据中进行行为辨认，提供操作命令、数据和信息，从而实现视频监控系统的智能化，提高视频监控的工作效率。
2.3.1数字视频监控系统智能化的核心技术
数字视频监控系统智能化的核心技术是视频信号的分析处理技术［2］，分为视频信号的基本处理和高级处理。基本处理技术是指动态目标的监测、跟踪等内容。
对目标移动轨迹进行跟踪，是根据目标的形状对目标进行分类，如行人、车辆、动物，计算目标的大体尺寸；对目标移动范围进行监测，是指当具有一定特性的目标的运动范围超过设定范围时就警告或报警，这就是在军事禁区、监狱、重要物资仓库等地区常用的越界监测报警技术，目前已得到广泛的运用。
基于PC机的实时视频图像跟踪系统［3］是目前较为新型的运动目标自动识别与跟踪系统，该系统通过安装在云台上的摄像机将拍摄到的实时图像送至图像采集卡中，PC机读取采集到的图像数据，并进行图像检测和识别，同时由PC机发出控制指令控制云台控制器，从而实现运动目标的自动跟踪。相比较其它的跟踪系统，这种系统的结构简单，成本低，对简单目标的跟踪算法的可靠性更高，可实现对多个场所的监控。
高级处理技术则包括视频模式识别技术、人脸识别技术和行为模式识别技术等。
行为模式识别技术是指对特殊行为进行监测，对人体目标在一定区域内的长时间的逗留或人体动作的骤变如打架、奔跑等特殊行为进行监测和行为分析，但由于监控场景的复杂性，目前这种技术还没有得到广泛的运用；人脸识别技术是属于生物识别技术的一种，通过对抓拍的人脸图像和已有的人脸数据库比对；按照一定的相似度来判定和识别人的身份，从而提高监测效率，提高安全性。
2.3.2智能化设备管理技术及其运用
数字化视频监控技术已经带动了监控领域的应用需求，监控系统的规模不断扩大，在不久的未来，规模庞大的监控系统就会覆盖城市的各个角落，将会在极大程度上提高城市治安状况和综合管理水平，到那时，对系统的维护和管理将成为工作的重点。
智能化设备管理技术是利用系统管理平台软件的设备管理服务，对所有的监控设备包括摄像机、编码器和系统服务器进行24小时的实时监测，一旦发生故障就会报警，从而提醒维护人员及时检修处理。为提高视频信号质量的检测，可采用视频信号分析监测软件，在3秒中内实现对图像的信号质量监测，还能够针对不同的时间段设置不同的监测标准，如夜间时降低对图像过黑监测的阀值，白天则提高对图像过黑监测的阀值等，从而提高图像的质量。
2.3.3智能化视频存储技术及应用
视频信号的存储对视频监控来说非常重要，既要提高视频存储的完整性和有效性，还要提高存储的策略和可管理性，智能化视频存储技术就可以解决这个问题。
智能化视频存储技术要求按照业务逻辑来分类存储。分类存储就是将所有监控点按照监控的目标特点、重要性、区域相关性等进行分类，不用监控类别采用不同存储策略，如存储空间和保留期限。当需要查询时，只要按照需要的业务逻辑进行检索就行，提高对信息的管理和利用率。
三、智能数字视频监控系统的发展方向
3.1前端一体化
监控系统的前端一体化需要整合多种技术，以提高监控系统的适应性和适用性，为系统集成化奠定基础。
3.2传输网络化
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集中式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，可以多任务、多用户和分布式的操作系统，集散式监控系统的硬件和软件都要用标准化、系列化和模块化的设计，系统设备的配置要优良，提高监控系统的软件和硬件环境。传输网络化会让整个网络系统硬件和软件资源实现共享，打破地域限制，从而实现系统集成和整合的目的。
3.3处理数字化
信息处理数字化意味着信息流的数字化、编码压缩以及开放式协议，处理的数字化将会在很大程度上保证信息的准确、安全、高效，同时也便于对于信息进行管理。从视频编码、视频传输到视频存储都是数字信号，使得视频监控与安防系统的其它子系统之间实现无缝连接。
3.4系统集成化
构建系统的各子系统实现网络化和数字化后，就可以实现在统一的操作平台上进行管理和控制，从而实现系统集成化。
3.5管理智能化
采用计算机为控制中心，通过系统软件实现控制界面的可视化，控制环境的多媒体化，可以方便地实现对视频切换、音频切换、镜头云台控制、报警输入、行动输出录像的智能化控制，进而达到对事件的分析、统计、处理，实现视频监控的智能化管理。
四、结语
数字化、网络化、智能化是视频监控系统未来的发展方向，数字化是基础，网络化是支撑，智能化是目标［4］。实现数字视频监控系统的智能化，将极大地扩大数字视频监控系统在工业现场的监控，银行、邮电、法庭以及电力、水利、交通等大型城市公共设施的应用范围，智能化楼宇中的综合监控管理系统等社会生产和生活中的运用，对提高社会管理水平和安全具有重要的意义。
参考文献
【1】郭瑞霞．吴运新，宋跃辉．智能跟踪视频监视系统研究[J]．电视技术，2006(2)；7407．
【2】耿征．智能化视频分析技术探讨［J］．中国安防，2007，3：41．
【3】李德骏．智能小区安防实时视频图像跟踪系统的研究[J]．武汉科技学院学报，2005，18(9)：3235．
【4】刘富强.卢赤班.数字视频监控系统及其应用[J]．工矿自动化，2003(3)：3103．