视频监控软件分析与架构设计

摘要：随着科学技术的发展，数字图像处理技术和数字电路技术取得了前所未有的进步，利用数字图像处理技术进行动态监测和现场监控已经成为现实，并且具有相当高的灵敏度和可靠性。视频监控系统以其直观、快捷方便、信息内容丰富等优点被广泛应用于众多领域。本文先简单概括视频监控技术的种类，再就视频监控的软件进行分析，最后以网络视频监控为例探究视频监控的架构设计。

关键词：视频监控；软件分析；架构设计

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

前言

近年来，随着计算机的普及，图像处理技术的不断提高以及社会信息化程度的不断提高，视频监控的应用领域正在不断的扩大。由于嵌入式、数字图像处理、网络传输等技术得到不断进步，也带动了视频监控系统的快速发展，并逐渐呈现出向数据化、网络智能化以及无线化方向发展的趋势。

1.视频监控技术

视频监控是实施安全监控的重要技术手段，涉及信号与视频处理、通信和计算机视觉等多个学科的研究领域。视频通信、处理和理解是视频监测技术的三大核心技术。视频监控技术经历了以下几代：

1.1非智能的视频监控技术

（1）模拟系统。是基于模拟摄像机及模拟录像机的模拟视频监控系统，以模拟方式传输、存储视频数据。特点是容易实现，但图像存储时间短、图像质量差、查询速度慢并且录像机的维护费用高，目前逐步退出市场。

（2）数字化系统。是基于模拟摄像机及数字硬盘录像机的视频监控系统，目前正在投入市场替换第一代视频监控系统，仍然采用模拟信号传输，但距离短、所需信道宽，并没有解决图像的传输瓶颈问题。

（3）完全数字化系统。是基于网络摄像机或视频服务器的全数字视频监控系统，通过网络传输压缩后的视频数据。数字化系统解决视频的传输瓶颈问题，目前该系统己经在远距离监控领域得到应用。

1.2智能视频监控

不再局限于简单地完成对视频信号的处理、传输、控制，其核心在于为基于IP网络的多媒体信息（视频、音频、数据）提供一个综合、完备的管理控制平台。网络多媒体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，并将报警系统、门禁系统整合到一个使用平台上。目前，网络多媒体监控管理系统已广泛用于多媒体视讯调度指挥、网络视频监控和会议、多媒体网上直播、网络教学、远程医疗等各个方面。

2.免费视频监控软件分析

2.1采用的是本地单机软件架构

单机软件最大的缺点就是部署、管理和维护困难，由于没有服务器，所有的配置信息都只能保存在本地，每添加一个监控客户端都需要重新进行一次配置，在监控客户端很多的情况下工作量极大，并且如果软件需要升级时，必须在每个监控客户端都重新进行安装和配置。另外在对监控客户端进行管理时也会有很多问题，由于没有管理服务器，根本无法确切的知道当前有多少监控客户端在运行，当设备资源发生冲突时也没有办法解决，如多个监控客户端同时操作一个云台时。

2.2只支持特定的监控设备

免费视频监控软件都是由硬件设备厂商提供的，按照惯例，硬件设备厂商自然不希望出现客户只使用其提供的免费软件而不购买硬件设备的情况，所以免费的视频监控软件都只能支持其硬件设备厂商一家的监控设备。这样就使得监控工程系统的兼容性和扩展性非常差，一旦需要添加不同厂家的监控设备，或与其他监控工程系统进行互联的情况，就必需使用多个视频监控软件，各种的软件使用各种的设备，这样将使得系统的使用、管理和维护进一步变得困难。

2.3功能相对较弱

由于是免费的软件，不能给设备厂商带来直接的经济效益，鲜有设备厂商为免费软件进行太大的投人，所以免费软件一般都只能实现基本的实时视频播放、录像回放、云台控制等功能，并且还有技术支持差、软件的更新速度慢、扩展性不强等问题。

3.网络视频监控系统构架设计

网络视频监控系统经历了模拟信号监控系统、数字监控系统和网络视频监控系统等三个发展阶段。网络视频监控的优点就是克服了传统监控系统的局限性，可以在计算机上传输图像数据，它基本上不受距离的限制，其信号不易受到干扰，可以大幅度的提高图像的品质和稳定性。数字视频可以利用计算机的网络联网，其宽带可以重复使用，这些经过压缩的视频数据可以存储在磁盘中，它的查询十分的便捷。

3.1系统设计

全球眼是中国电信提供的基于IP技术和宽带网络（互联网、虚拟网、专网）的网络视频监控业务，通过网络视频监控业务平台，将分散、独立的采集点图像信息进行联网处理，实现跨区域的统一监控、统一管理及分级存储，满足客户进行远程监控、管理和信息传递的需求。全球眼是一个公众的网络监控系统，其在设计上要充分的考虑到它的可用性、可靠性、可伸缩性、可运营性、可维护性和高安全性，做到系统运行的稳定。该系统不仅能够拉动宽带接入业务，还能通过提供监控增值业务，发现全新的业务增长点。

3.2系统的主要功能

全球眼系统是一个可以运营的公众网络监控平台，其业务承载着公众互联网。借助于网络的接入，用户可以通过该平台随时随地的监控所授权的区域。该系统的主要功能可以归结于：网络化监控、数字化存储、多对多实时监控、远程图像实时调度、集中管理控制、多对多历史回放、可区分服务以及可控业务管理。

3.3系统的总体结构

根据总体的系统设计原则和设计目标，系统采用多层次的主题设计思想，其主体的框架是基于C/S的系统体系构架，同时对提供B/S模式的用户进行WEB接入。该系统可以分为经营支撑层、业务支撑层、接入层和交换层四种模式层。在其他的服务中会采用集成的技术进行平滑扩容，来对系统产生负载均衡和N+1热备的作用。

4.视频监控系统的发展方向

前端一体化、传输网络化、处理数字化、系统集成化、管理智能化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展的最大特点就是数字化、网络化、智能化。

（1）数字化。数字化是21 世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化。视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。

（2）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总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，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统，以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。

5.结语

智能化是视频监控发展的必然趋势，作为一个富有挑战性的新的研究方向无论对于安防事业，或国内的研究机构和视频监控产业，都具有重要的理论研究意义和实用价值，要真正实现监控技术的智能化还需要大量的工作。随着相关技术的日益成熟，真正智能化的监控系统必将在未来的生产、生活中发挥重要的作用。

参考文献：

[1]吴晨光,基于技术的智能住宅远程监控系统实现[J],计算机应用与软件,2004(21)

[2]乔彩风,数字视频监控系统的智能化实现[J],计算机与现代化,2007(12).