数字视频监控系统的实现和在企业管理中的应用

数字视频监控系统的实现和在企业管理中的应用梁生元1,杨轶2,刘张燮2(11华联兴电子有限公司,江苏南京210029;21南京斯福特网络技术有限公司,江苏南京210009)摘要:本文介绍了数字监控系统的基本原理,探讨了数字监控系统的两种实现方式和在企业管理中的应用。关键词:数字视频监控;企业管理;视频服务器中图分类号:TP277文献标识码:B文章编号:167125276(2002)0620061203TheDesignandApplicationoftheDigitVideoMonitorSystemLIANGSheng2yuan1,YANGYi2,LIUZhang2xie2(11HLXElectronicsCo.,Ltd,JSNanjing210029,China;21NanjingSOFTNetworkTechnologyCo.,Ltd,JSNanjing210009,China)Abstract:Thispaperintroducesthebasicprincipleofdigitvideomonitorsystem.Twomodeofthedigitvideomonitorsystemandtheapplicatiosinenterpriseadministrationarediscussed.Keywords:digitvideomonitor;enterpriseadministration;videoserver场。c)可以实现分布式监控。整个视频监控网络可以和企业计算机网络整合在一起,系统前端的摄象信号可以直接进入以太网、Intranet网,甚至In2ternet网。被授权的用户通过WEB浏览器就可以在任何地方进行现场监控。它可以在本地上网,也可以通过调制解调器远程入网。这样,实现了不同地点的多个终端同时监控,而且,可以设定每台监控终端的监控范围。d)提高了图像的品质与监控效率。利用计算机可以对不清晰的图像进行去噪声、锐化等处理,通过调整图像大小,借助显示器的高分辨率,可以观看到清晰的高品质图像。此外,可以在一台显示器上同时观看多路视频图像。正是由于数字视频监控具有传统模拟监控无0引言视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。在20世纪90年代初以前,主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统,称为第一代模拟监控系统。90年代中期,随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展,人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理,利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示,从而大大提高了图像质量,这种基于PC机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统。90年代末,随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高,以及各种实用视频处理技术的出现,视频监控步入了全数字化的网络时代,称为第三代远程视频监控系统。第三代视频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,引发了视频监控行业的技术革命,受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视,与传统的模拟监控相比,数字监控具有许多优点。a)便于计算机处理。由于对视频图像进行了数字化,所以可以充分利用计算机的快速处理能力,对其进行压缩、分析、存储和显示。b)适合远距离传输。数字信息抗干扰能力强,不易受传输线路信号衰减的影响,而且能够进行加密传输,因而可以在数千公里之外实时监控现法比拟的优点,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,所以数字视频监控正在逐步取代模拟监控,广泛应用于各行各业。本文首先介绍了数字监控系统的基本原理,讨论了现有的数字监控系统的实现方式,然后通过华联兴电子有限公司数字监控系统的实现,探讨了数字监控在企业管理中的应用。1数字监控系统的基本原理数字监控系统一般包括视频信号获取、视频图收稿日期:2002207208RGB信号,然后将信号存入随机存储器组成的帧存储器.在帧存储器中,对RGB信号进行矩阵转换、低通滤波等处理,然后进行压缩编码.这样可形成数字化图像文件。利用图像处理软件可在计算机显示屏上浏览图像文件。数字化后的图像可以进入计算机网络系统进行传输,因此,可利用已有的计算机局域网甚至互联网。在数字监控系统中,系统控制点和图像浏览点不再局限在固定的监控中心,而是可以分布于计算机网络的每一个节点。利用网络系统的计算机终端,不仅可对现场目标进行监视,还可发送控制信号进行摄像机云台、变焦镜头的控制,从而将传统的集中式监控系统转化为分布式监控系统。控制信号的传输通道同样可以利用计算机网络。在数字监控系统中,可以利用专用的存储软件,将视频图像保存在计算机硬盘上,而且,可以根据实际需要确定单位时间存储帧数。需要时,可以采用回放软件有选择地播放存储的图像,可以决定回放的速度。由于用户通过计算机网络来进行图像的浏览和监视点的控制,因此需要对用户的权限等进行有效的管理。通过数字监控系统的系统管理,可以进行用户权限设置、监视点的分级管理、现场图像的保存管理、浏览窗口大小的设置等。用的视频服务器进行模拟视频图像的数字化。像机获取的现场模拟视频信号传入视频服务器,视频服务器将模拟信号转化为数字图像,并进行缩处理;然后将数字图像经计算机网络系统传输各计算机节点。计算机网络系统的计算机可对像机进行各种控制操作。各种操作的控制信号网络系统从计算机传输到于视频服务器,然后由频服务器的控制端口传输到解码器,控制信号经码器转化为各种信号对云台、镜头,光圈等进行整,从而完成对摄像机的各种控制。视频服务器是一种专用的图像数字化处理备,集成度高,有专门的应用软件相配套,功能大、使用方便,便于实现网络化、分布式监控。3数字监控系统在企业管理中的应用南京华联兴电子有限公司是以电子产品为的高科技企业。在企业生产、经营活动中有许多要的场所,如门卫、库房、生产车间等。这些场所活动将关系到整个企业的生产管理和生产秩序因此,采用数字监控系统实现对生产管理的远程制有重要意义。前端视频图像的获取采用模拟摄像机。根现场的特点,采用三种类型的摄像机。对于视野阔、范围较大的场所采用球型摄像机,它可实360°全方位旋转,20倍变焦,以满足大范围监控需要。第二种摄像机采用普通云台、定焦镜头,现中等范围监控的需要。对于小范围的监控,采定点摄像机。图像的数字化工具采用Axis公司的视频服器。当监控现场距离网络中心较远时,视频服务放在现场附近,就近接入计算机网络;当现场距网络中心较近,视频服务器放在网络中心,以便备的统一管理。视频和控制信号的传输利用企业已建成的2数字监控系统实现方法根据数字监控系统实现的特点,可以将数字监控系统分为二类:基于视频采集卡的数字监控系统和基于视频服务器的数字监控系统。在基于视频采集卡的数字监控系统中,PC机通过视频卡可以接收来自视频输入端的模拟视频信号,对该信号进行采集、量化成数字信号,然后压缩编码成数字视频序列。大多数视频卡都具备硬件压缩的功能,在采集视频信号时首先在卡上对视频信号进行压缩,然后才通过PCI接口把压缩的视频数据传送到主机上。一般的PC视频采集卡采用帧内压缩的算法把数字化的视频存储成AVI算机网络系统。传输系统采用双层网络结构方案一级网络利用企业计算机网络,采用100Mbps百兆位全双工以太网结构,传输宽带可以满足现视频传输的要求。二级网络连接分布于各监控点的摄像机与云台,采用视频电缆和控制电缆。监控系统方案如图1所示(图中方向为视频图像传输方向,控制信号方向恰好相反)。图2浏览和控制软件主界面图1数字监控系统方案统前端的摄象信号可以直接进入以太网、Intranet网,甚至Internet网,被授权的用户可以在任何地方进行现场监控,既可以是在本地上网,也可以通过调制解调器远程入网。图像的浏览、存储、回放和系统管理采用专用的软件来实现。图像的浏览可以使用固化在视频服务器内的软件,借助于常用的网络浏览器就可以进行图像浏览和摄像机的控制。但是,该软件为英文界面,并没有图像保存和回放的功能,因此,我们开发了专用的软件。软件包括三个部分:浏览和控制软件、存储软件和回放软件。浏览和控制软件可实现视频服务器设置、摄像头设置、用户设置、用户摄像头分配、用户监控页面设置、网络测试设置、图像品质设置、多画面显示(1、4、9、16画面)等功能,其主界面如图2所示。启动存储软件,设定要保存的图像和每秒保存的帧数,就开始将图像保存在硬盘的指定位置。回放软件用于指定图像文件的回放,可以灵活、方便地设置回放的速度。南京华联兴电子有限公司的数字监控系统不仅实现了企业内部不同地点的多个终端同时监控,而且,可以设定每台监控终端的监控范围。系统具有先进性,监控网和企业计算机网络融为一体。系4结束语将先进的图像处理技术、计算机网络技术等应用于监控系统中,实现了监控的网络化、分布式,彻底改变了传统监控的模式,给监控系统带来了变革。本系统目前在南京华联兴电子有限公司运行,已初见成效。通过系统的实施,强化了企业的内部管理,为企业全面走向信息化、现代化奠定了基础。参考文献:1殷德军,等编.安全防范技术与电视监控系统M.北京:电子工业出版社,19981吴乐南主编.多媒体及其相关技术的原理与应用M.南京:东南大学出版社,19961胡全斌,等.数字监控系统实现方式J.工程设计CAD与智能建筑,2001,(1)123(上接第60页)还能方便地仿真出机电设备(器件)自身的某些特性曲线来。这种采用混合等效电路的分析设计思想,可推广到其他类型的系统仿真中去。结束语通过以上分析可以看出,EWB环境能较好地对直流电动机这样的机电一体化系统进行混合仿真。在确定了机电设备(或器件)的相关数学模型后,即使EWB元件库中没有相应仿真模型,也可以通过机电之间的数据转换,得出相应的混合等效电路,再借助于EWB丰富的分析方法和测试手段,就能进行机电系统的混合仿真。而且比起EWB元件库中已有的仿真模型,用混合等效电路,3参考文献:1汪蕙,王志华.电子电路的计算机辅助分析与设计方法M.北京:清华大学出版社,1996:228223412InteractiveImageTechnologyLtdJ.UserGuideAppendices,Canada,2001,K22K31