【正文】 ds: video supervision system。 collecting。 transmit 10 第一章 緒 論 引言 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范技術(shù)體系中一個(gè)重要的組成部分。目前這種系 統(tǒng)的應(yīng)用在我國發(fā)展極快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。 在本次設(shè)計(jì)中， 視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要 以下幾 部分組成：圖像信息 的 采集 和預(yù)覽 ； 對(duì)采集畫面的簡(jiǎn)單 控制 以及存儲(chǔ)和回放功能 。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展 ，整個(gè)系統(tǒng)的向著數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，集成化的方向發(fā)展。本文主要論述一般視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)方法，以及 簡(jiǎn)單 介紹這種技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。在九十年代初以前，主要是以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，稱為第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)。九十年代中期，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展，人們利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行視頻的采集和處理，利用顯示器的高分辨率實(shí)現(xiàn)圖像的多畫面顯示，從而大大提高了圖像質(zhì)量，這種基于 PC 機(jī)的多媒體主控臺(tái)系統(tǒng)稱為第二代數(shù)字化本 地視頻監(jiān)控系統(tǒng)。九十年代末，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲(chǔ)容量的快速提高，以及各種實(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，稱為第三代遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放為核心，以智 11 能實(shí)用的圖像分析為特色，引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命，受到了學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和使用部門的高度重視 。 近年來，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控制技術(shù)也得到飛速發(fā)展。 由于視頻控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，而且發(fā)展迅速，目前 在國內(nèi)外市場(chǎng)上，推出 了 數(shù)字控 制的模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控兩類產(chǎn)品。前者技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟、性能穩(wěn)定，并在實(shí)際工程應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用，特別是在大、中型視頻監(jiān)控工程中的應(yīng)用尤為廣泛；后者是新近崛起的以計(jì)算機(jī)技術(shù)及圖像視頻壓縮為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了模擬系統(tǒng)部分弊端而迅速崛起，但仍需進(jìn)一步完善和發(fā)展。 12 第二章視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和分析 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概論 隨著數(shù)字信息時(shí)代的到來，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， 視頻 監(jiān)控系統(tǒng)就是信息時(shí)代的產(chǎn)物之一。 視頻 監(jiān)控系統(tǒng)是管理人員高質(zhì)量管理的理想工具；也是公共安全、防盜防范必不可少的強(qiáng)有力的得力助手。利用它可以大大減少不必要的人力，實(shí)時(shí)監(jiān)視可視區(qū)域，做到控制現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作現(xiàn)狀，實(shí)時(shí)快速的反映所發(fā)生的一切事物，便于管理者及時(shí)應(yīng)付處理突發(fā)事件等。 為了適應(yīng)信息化的需要，按照 視頻 監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合現(xiàn)代 化 需求的特點(diǎn)，本文采取先進(jìn) 合理 的設(shè)計(jì)思想和 較為 完善的設(shè)備對(duì) 視頻 監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)， 力爭(zhēng)做到 電子監(jiān) 控 系統(tǒng)的可靠性和先進(jìn)性完美結(jié)合。 方案設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮當(dāng)前各項(xiàng)需求應(yīng)用 ，又面向未來快速增長(zhǎng)的發(fā)展需求，在系統(tǒng)整體功能設(shè)施配備時(shí)依據(jù)功能齊全、實(shí)用、使用方便、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)具有擴(kuò)容能力；認(rèn)真分析各系統(tǒng)產(chǎn)品的價(jià)格、功能、穩(wěn)定性和可靠性，依據(jù)可靠性高、性價(jià)比高的原則，采用主流產(chǎn)品；按系統(tǒng)整體安全性高、性能穩(wěn)定、可維護(hù)性故障少、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單的原則進(jìn)行系統(tǒng)集成?？傊w現(xiàn)先進(jìn)實(shí)用、操作方便、自動(dòng)化程度高、 安全可靠 的總體設(shè)計(jì)思想。 設(shè)計(jì)原則 13 在 視頻 監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，主要遵循體現(xiàn)以下幾個(gè)特性： （１） 先進(jìn)性 嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定，結(jié)合具體情況，用最佳設(shè)計(jì)方案，采用先進(jìn)成熟的 技術(shù)設(shè)備和材料，既滿足當(dāng)前的需求，又兼顧未來高速的數(shù)據(jù)傳輸需要，使整個(gè)系統(tǒng)在一段時(shí)期內(nèi)保持先進(jìn)性和良好的擴(kuò)展性，以適應(yīng)未來信息產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)升級(jí)的需要。 （２）規(guī)范性 視頻 監(jiān)控工程，是一個(gè)先進(jìn)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)工程，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始，包括施工、安裝、調(diào)試直到最后驗(yàn)收的全過程 ,都應(yīng)嚴(yán)格按照國家有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，作好系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和管理工作。最后提交正規(guī)的測(cè)試驗(yàn)收?qǐng)?bào)告及全套施工圖紙和技術(shù)資料供使用方存檔。 執(zhí)行的主要規(guī)范內(nèi)容包括中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)、中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： （３）實(shí)用性 和可擴(kuò)充性 在設(shè)計(jì)本監(jiān)控系統(tǒng)方案的同時(shí)，應(yīng)充分考慮到目前需要和將來長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。首先滿足其基本功能需要，達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的要求，又應(yīng)充分考慮今后的發(fā)展需要，具有可擴(kuò)充性，充分保護(hù)現(xiàn)有的投資，而且具有較高的性價(jià)比。 系統(tǒng)的建設(shè)要嚴(yán)格按照國家、地方和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。在沒有標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的情況下，要參照國家、地方和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試要嚴(yán)格按照軟件工程標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并盡可能采用開放技術(shù)和國際主流產(chǎn)品，以確保系統(tǒng)符合國際上各種開放標(biāo)準(zhǔn)。 （４）可靠性 14 視頻 監(jiān)控系統(tǒng)的 建設(shè)，直接影響著使用效果、外部形象及投資回報(bào)，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須安全、可靠，本方案已充分考慮采用成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，在設(shè)備選型和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用最優(yōu)化的方案。并從線路敷設(shè)、設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試服務(wù)等方面，充分滿足可靠性的要求 。 （ 5）應(yīng)用的廣泛性 為了提供使用者 (在過程監(jiān)視中，一般指管理人員及各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)者 )的監(jiān)視區(qū)域 (生產(chǎn)區(qū)域 )以外場(chǎng)所的遠(yuǎn)程監(jiān)視的需要，只需在現(xiàn)有的機(jī)器上安裝應(yīng)用軟件或直接使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器（不需任何安裝），即可實(shí)現(xiàn)此需求 。 系統(tǒng)功能構(gòu)成 本套視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻監(jiān)控、錄制和視頻回放兩大功能模塊構(gòu)成。為防止其它非管理人員隨意的進(jìn)入、退出系統(tǒng)，隨意的對(duì)一些攝像頭參數(shù)進(jìn)行修改，設(shè)計(jì)時(shí)在這兩個(gè)模塊中加入了一個(gè)權(quán)限加密模塊。 其中視頻監(jiān)控錄制模塊不但可以用來實(shí)現(xiàn)攝像頭的圖像預(yù)覽，以及視頻的存儲(chǔ)等功能，而且視頻監(jiān)控錄制模塊中還可以對(duì)預(yù)覽圖像的大小、攝像頭所采集到的視頻信息的存儲(chǔ)大小，攝像頭的亮度、曝光度和顏色等進(jìn)行設(shè)置。而且在視頻監(jiān)控錄制模塊為了不讓其他人員隨意的更改這些設(shè)置和隨意的退出本套系統(tǒng)還應(yīng)在本模塊中加入權(quán)限設(shè)置密碼。而在回放系統(tǒng)中為了不讓其他非管理人員隨意對(duì)歷史的視頻信息進(jìn)行瀏覽，因此，在進(jìn)入回放系 統(tǒng)之前應(yīng)設(shè)置一權(quán)限密碼，若密碼不正確者不能進(jìn)入到回放系統(tǒng)中。 本套視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)主要有以下的兩個(gè)方面： （ 1）監(jiān)控功能 15 ①具備時(shí)時(shí)監(jiān)控同時(shí)預(yù)覽功能； ②用戶管理，系統(tǒng)安全保存； ③ 視頻信號(hào)的傳輸 ； ④對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行高密度的壓縮處理和記錄處理； ⑤按鈕式管理界面，使用方便； ⑥能實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史紀(jì)錄的查找和回放； ⑦ Windows XP， win7， 8操作系統(tǒng)，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。 （ 2）存儲(chǔ)功能 : ①可以支持硬盤； ②硬盤文件系統(tǒng)同 DOS 兼容，可以在 PC 平臺(tái)上操作； ③硬盤上文件可以選擇循環(huán)記錄和非循環(huán)記錄； ④管理主機(jī)可以通過 pc 隨時(shí)提取硬盤錄像機(jī)上記錄的文件； 視頻監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容結(jié)構(gòu) 視頻信號(hào)處理部分應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：在監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置視頻信號(hào)采集用的攝像頭；將攝像頭攝取的視頻信號(hào)通過視頻電纜聯(lián)入從事監(jiān)控活動(dòng)工作的控制室；在各個(gè)控制室利用視頻分頻設(shè)備及信號(hào)放大設(shè)備將視頻信號(hào)分頻放大處理后，一組信號(hào)用于現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控使用，另外的信號(hào)向其它控制室或調(diào)度室的信號(hào)提供；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控用的信號(hào)通過畫面分割器或矩陣控 制器與工業(yè)用電視監(jiān)視器相連，完成現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息的監(jiān)控目的。在調(diào)度室利用視頻設(shè)備將視頻信號(hào)處理后，一組信號(hào)用于調(diào)度室的綜合視頻監(jiān)控使用，另一組信號(hào)提供給數(shù)字信號(hào)處理部分進(jìn)行處理。 16 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示例圖 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心等組成的，它的具體 的工作流程如圖 所示。 正如下圖所示的流程，當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)的攝像頭采集到的視頻信息通過電纜線傳到監(jiān)控室，監(jiān)控室的工作人員可以通過監(jiān)視屏上的預(yù)覽圖像來了解現(xiàn)場(chǎng)所發(fā)生的一切情況，與此同時(shí)監(jiān)控室的控制人員還可以對(duì)攝像頭所采集到的視頻信息進(jìn)行錄制存儲(chǔ)，監(jiān)控室的工作人員還可以控制監(jiān)控點(diǎn)的每一個(gè)攝像頭。并對(duì)其進(jìn)行各種操作，如攝像頭的轉(zhuǎn)向、攝像頭的取景范圍等。管理人員還可以對(duì)攝像頭的參數(shù)如 亮度、曝光度和顏色等 進(jìn)行一系列的設(shè)置。一旦有突發(fā)事件發(fā)生監(jiān)控室的工作人員還可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過監(jiān)視器所了解到的情況來指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的工作 。與此同時(shí)還可以通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)對(duì)外界發(fā)出警告或報(bào)警。 如果視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝視頻服務(wù)器之后，還可以為管理人員提供遠(yuǎn)程監(jiān)視權(quán)限。而管理人員則可以不受地域限制，只要使用 PC 機(jī)或筆記本電腦通過調(diào)制解調(diào)器或?qū)拵Ы尤敕绞浇尤? 17 PSTN 電話網(wǎng)或 Inter 國際互聯(lián)網(wǎng)，就可以即時(shí)觀看各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的圖像，以便掌握監(jiān)控點(diǎn)的詳細(xì)情況。因此大大提高了管理者的管理水平。 當(dāng)管理人員需要某一天的監(jiān)控錄像時(shí)還可以調(diào)用監(jiān)控的歷史記錄，來進(jìn)行查找、回放以便于了解當(dāng)時(shí)所發(fā)生一系列的情況。 18 第三章軟件工具 軟件介紹 電腦配套的軟件《攝像頭錄像大師》原名《攝像頭錄像機(jī)》，一款可以在 XP， VISTA 和 win7 下使用電腦攝像頭錄制錄像，并刻錄VCD、 DVD 的軟件，率先實(shí)現(xiàn)對(duì) xp sp3 和 vista 下無驅(qū)攝像頭的完美支持，各大下載站下載量累計(jì)超過 50萬。 幾乎百分之百的攝像頭附贈(zèng)軟件都只提供 avi 格式的攝像功能，錄一個(gè)小時(shí)要十幾 G空間，再大的硬盤也受不了。本軟件采用標(biāo)準(zhǔn)微軟 ASF 高壓縮比格式，錄一個(gè)小時(shí)才用 80200M 空間，可以在電腦中觀看，也可以隨手刻成 VCD、 DVD 在電視上看。在同類軟件中第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了對(duì) xp sp3 和 vista 下無驅(qū)攝像頭的完美支持，并且是目前唯一一款支持時(shí)間碼錄制的軟件，對(duì)特別重視時(shí)間碼的朋友來說是一個(gè)好消息。 軟件優(yōu)點(diǎn) 因?yàn)樗袛z像頭光盤中提供的錄像軟件都是錄制傳統(tǒng) avi格式的文件，錄 1 小時(shí)會(huì)產(chǎn)生 20G 的文件，硬盤再大恐怕您也受不了吧，并且目前無驅(qū)攝像頭越來越多，很多連光盤也不帶了。本軟件錄制的視頻為標(biāo)準(zhǔn)的 asf 壓縮文件， 1 小時(shí)錄制的文件只占用 60200M空間 (視您選擇的分辨率而不同 )，放在電腦中不會(huì)占用太多空間。 asf是 windows media player 支持的標(biāo)準(zhǔn)格式，也是最常見的視頻格式之一， realplayer 暴風(fēng)影音等軟件都可以播放。 經(jīng)作者測(cè)試同類軟件，本軟件是目前唯一個(gè)可以在 xp sp3 和 vista 下支持無驅(qū)攝像頭正常錄像的軟件。由于 xp 和 vista 的升級(jí)，對(duì)視頻技術(shù)的不兼容，導(dǎo)致絕大部分?jǐn)z像頭錄像軟件都失效了，出現(xiàn)了這樣那樣的問題 : 以 directshow 技術(shù)為基礎(chǔ)的軟件錄制無驅(qū)攝像頭的視頻時(shí)間變短，播放時(shí)像快鏡頭一樣 (連前面提到的錄 avi 文件的那個(gè)標(biāo)準(zhǔn)程序 也出現(xiàn)這樣的問題 )。 以 real 公司的技術(shù)為基礎(chǔ)的錄像軟件不支持無驅(qū)攝像頭，干脆不能錄。 19 以 vfw 技術(shù)為基礎(chǔ)的錄像軟件，錄像時(shí)不能預(yù)覽，您無法實(shí)時(shí)看到錄制的內(nèi)容具體是什么，鏡頭是不是對(duì)的準(zhǔn)，光線是不是夠亮，是否對(duì)焦合適錄制清晰。 而本軟件采用獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)，使軟件可以很好的支持各種有驅(qū)、無驅(qū)攝像頭，并且在 xp sp3 和 vista下也正常工作。 三、本軟件是目前唯一一款支持時(shí)間碼錄制的軟件，對(duì)特別重視時(shí)間碼的朋友來說是一個(gè)重大好消息。 四、用本軟件錄制 的視頻文件，您不但可以保存在電腦硬盤中，而且還可以使用本軟件刻錄到 VCD 和 DVD 中，在電視上觀看，不用再去找視頻轉(zhuǎn)換軟件和刻錄軟件了。 五、新加入了支持采集卡和電視卡的功能，您以后就可以用電腦錄電視節(jié)目了。 六、在國內(nèi)最大的軟件下載站如天空站或華軍站，在同類軟件中，本軟件是下載量最大，最受網(wǎng)友認(rèn)可的。 使用普通 USB 攝像頭實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，功能較多，使用簡(jiǎn)單。 可以 1天 24 小時(shí)不間斷錄像。 每小時(shí)錄制最小設(shè)置只占用 60M 空間，高壓縮并盡量保持高清晰度。 可以設(shè)置監(jiān)控區(qū)域無人活動(dòng)時(shí)停止錄像，節(jié)省硬盤空 間 空間不足自動(dòng)刪除舊視頻文件。 有人闖入時(shí)可以聲音報(bào)警，上傳圖片到網(wǎng)站。 支持把視頻刻入光盤，保留證據(jù)。 監(jiān)控視頻上可以顯示時(shí)間碼等自定義信息。 錄像目錄加密功能，防止無關(guān)人員私自刪除視頻文件 自帶播放器，可以快播，慢播放便于搜索監(jiān)控內(nèi)容。 安裝與卸載 首 先確認(rèn)，您的電腦已經(jīng)安裝有 攝像頭 聲卡 麥克風(fēng)，且已經(jīng)調(diào)試好，能正常使用。 本軟件安裝簡(jiǎn)單，基本上只要您不停的按“下一步”就可以了，電腦配置要求不高。 建議配置： CPU：奔騰 以上 內(nèi)存： 64MB 以上 顯卡：標(biāo)準(zhǔn) VGA， 24 位真彩色 其它：鼠標(biāo) 20 圖 程序的結(jié)構(gòu)圖 主控模塊是本監(jiān)控系統(tǒng)的主界面，它分為監(jiān)控模塊、回放模塊退出模塊三個(gè)子模塊。 第四章 軟件應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與屬性 圖像的處理