视频监控技术拥有信息含量丰富、监看直观有效、查看方便等特点,不断被应用到工业、生产、交通、银行等场所中,特别在重要的部门和重大的事件中,例如奥运会、上海世博会、亚运会等安防监控中。在进入新世纪以来,威胁到人名安全的因素原来越多,例如恶性突发事件和恐怖分子的破坏与袭击。这些威胁相比以前来讲在规模、范围、频率、技术手段、危害性方面达到了极为严重的地步。所以视频监控技术作为安防系统的重要部分,关注度和重视程度不断提高。目前在各个国家智能化视频监控系统已达到战略高度,无论从经济方面还是政治方面都得到巨大的投入。 公安监控部 监控 服务 数据报表 数据报表 操作客户运维管理平台 监控客户端 接警终端 数据报表 领导终端 公安运维部公安领导决数据报表 公安接管中 报警服务 报警与监控系统平台
人员组织 图1.2 监控管理平台结构示意图 监控资源 IT设施 联动 报警运维服务平台 报警资源 工作流程 现代科学不断发展特别是在计算机数据处理方面、网络传输方面、存储量方面的不断提高。视频监控技术随着视频信息处理技术的发展有了很大的提高,视频进入了全数字化、网络化、智能化的时代。
第一代模拟系统是由模拟摄像机和模拟录像机组成的模拟视频监控系统。数据传输、存储都是模拟方式。相对是比较容易实现的一种系统,但是图像存储的时间比较短,而且画面质量不高,查询的速度也慢,除此之外维护所需的费用也比较高,已经逐步退出市场。
第二代数字化系统是由模拟摄像机和数字硬盘录像机组成的视频监控系统。当前应用的视频监控系统主体,传输信号仍然为模拟信号,缺点是传输距离短、所需信道
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宽。
第三代数字化系统是由网络摄像机和视频服务器组成。数字化系统在远程视频监控方面得到应用,是通过网络传输压缩后的数据,而且解决了传统视频传输的瓶颈。 对于上面所述的三代系统仅仅具有数据记录、简单的运动检测和报警功能,功能简单不具有目标辨别、行为自动理解、事件认知等能力,还需要专业人士来进行实时的查看、对图像不断分析,以此来得到现场场景的安全性评价,故而上述的视频监控系统都是非智能的。重要的目标或事件需要做到一刻也不能错过,尽管现在成像的设备、视频压缩技术、通信连接技术、数据存储等方面不断提高且技术日趋成熟,但是传统的监控系统仍然是以人为中心的被动工作模式,不具备智能性,无法识别威胁的存在,对于视频的分析和理解主要还是监控者来负责。视频分析技术的严重滞后对视频监控系统的智能化产生了严重的阻碍,使得视频检测系统只能简单的对时间进行记录,存储用作证据,不能对可能发生的威胁和危险进行分析和报警。
1.4视频监控系统的发展趋势
新时代的到来,随着社会的不断发展,经济水平的不断提高,用户不再满足于传统的视频监控手段,对于监控系统提出了更高要求,例如无间歇实时监控,无论身处何地都可以随时随地查看监控视频,在客户端可以看到流畅、清晰的高清画面等等要求。这些使得视频监控系统必须拥有网络化、智能化、数字化的特点。 1.智能视频监控
面对海量的视频监控数据,如何有效利用从而能及时地半段摄像机所面对的场景中的3W,即Who、Where、What。现近主要采用人工的方式应对该问题,包括人工查看、人工回放”检索“和对比分析。因此通过模式是被等人工智能技术,减轻人力负担,及时分析所监控的内容,提高监控的效率和准确性,是智能监控的主要目标。 目前智能视频监控技术已经能成功地应用于某些场景。例如,在摄像机出现被遮挡、被移动、模糊等情况时,能及时自动调整角度,并发出相应的报警信息以通知维护人员进行维护;通过识别目标的运动情况进行情况可疑目标检测,当目标超出监控范围时,摄像机可自动通知相邻的摄像机进行协同工作,由相邻摄像机继续跟踪目标,并发出报警信息。 2.高清视频监控
高清视频监控正在对整个视频监控产业产生广泛而深刻的影响。在高清视频标准中,视频从最低标准到较高标准一次为720线非交错式逐步扫描(简称720p)、1080线交错式隔行扫描(简称1080i)和1080线非交错式逐步扫描(简称1080p)。随着图像清晰度的不断提高,很多应用可以深度分析局部图像并获得更多的图像细节信息,大大缩小了识别精确度与用户期待的差距。在非高清监控的场景中,人脸识别技术往往只
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能应用于经特别设计的出入口通道等场合,识别效率不高,而高清监控可以将人脸识别技术的应用拓展到更多常见应用场合,如城市治安监控、银行营业厅监控和车站广场监控等。 3.移动视频监控
如今移动视频监控在电信运营的推动下,也有了新的进展,但对移动视频监控尚无明确的标准定义。业界认为,无论是视频采集端还具有移动性还是后台移动端具有移动性,都属于移动视频监控的范畴。例如,车载摄像机可以将一些实时情况上传给监控中心。此外,在一些危险场景下(如易燃易爆、烈性传染病、生化等危险区域),可采用无线监控对其进行监控。上述应用属于采集端具有移动性。中国电信所研究开发的“全球眼”,实现了图像前端采集和后台监控端都具有移动的性能,使得监控更加方便,“全球眼”是一种基于IP技术和宽带网络技术的可以实时的远程视频监控业务。分散、独立的采集点图像信息通过网络视频监控业务平台进行联网处理,以实现可以跨区域的统一监控、管理、存储,以此来达到用户进行远程视频监控、管理、信息传递的需求。所以移动化、高清化、智能化是视频监控发展的必然趋势。 4.当前国内视频监控技术存在的问题
视频监控技术在国内还处于相对滞后状态,目前中国并没有真正属于自己品牌的智能远程视频监控系统产品,而且产品研发和市场推广存在明显的缺陷。
(1).缺乏自主知识产权。当前市面上销售的智能视频监控产品,大部分主要来自于美国、欧洲与以色列等国。大部分的产品售价较高、性能不可靠。国外的厂商控制了核心的技术,使得维护、安装等方面都必须使其全方位参加,而这些给国家安全带来巨大的威胁。这也使得我国的“金盾工程”等公共安全项目无法安全放心使用。 (2).国内生产和推广企业大多数处于非智能范畴阶段。对于目前“智能视频监控”还是停留在网络视频阶段的概念上,但是并不具备“智能化”视频监控的真正内涵。随着技术的不断进步,视频监控技术的应用领域也可以进一步的扩展。山洪灾害频发,如果能基于视频监控等技术建立起一套较为完善的山洪预警系统,则可以把灾害带来的灾难最小化,降低灾害带来的国民经济损失。
总之,智能化、高清化、移动化是视频监控发展的必然趋势,作为一个新时代富有挑战性的研究方向,对于安防事业、国内的研究机构、视频监控产业,都具有重要的理论研究意义和实用价值,然而要想真正实现监控技术的进步还需要大量的工作。随着相关科学技术的发展与成熟,真正智能化、高清化、移动化的视频监控系统必将在未来的生产、生活中发挥重要的作用。
1.5论文组织结构
本论文通过对视频监控的现状分析和总结,提出了一种远程视频控制系统。并在
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本系统中研究了利用JMF框架来视频获取与通过TCP协议Socket通信视频图像传输等关键技术。
本论文的章节安排如下:
第一章为绪论,主要介绍课题背景及研究意义,视频监控系统的基本原理、应用现状与发展趋势。
第二章为远程视频监控总体方案设计和环境搭建,主要包括远程视频监控视频网络结构设计、远程视频监控总体结构设计与搭建远程视频监控系统开发环境eclipse,对Android平台进行了介绍,列举了Android系统的优点,Android应用程序结构进行了说明。
第三章为本地受控模块软件设计,介绍了JMF框架结构,并利用JMF对传输模型整体设计,并且重点研究了视频采集过程与实现与视频图像编码传输。
第四章为远程控制端连接与数据图像传输,重点是对远程控制端应用程序进行设计,对于通信连接关键技术进行重点研究与应用。
第五章为总结与展望。对全文的工作内容进行描述与总结并指出需要完善的地方和方法,对系统后续开发进行展望。
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第二章 远程视频监控总体方案和环境搭建
随着计算机网络技术和电信行业的发展,手机作为视频监控终端在市场上崭露头角。传统的的电脑作为显示终端,具有可移动性差,实时传输延迟等缺点。随着Android手机的普及,手机作为监控终端已成为必然趋势。JAVA语言语法规则类似C++语言,是一种可以通过解释方式来执行的语言。同时,JAVA具有跨平台的程序设计语言。可以运行在任何平台和设备上,如跨越IBM个人电脑、MAC苹果计算机、各种微处理器硬件平台,以及Windows、UNIX、OS/2、MAC OS等系统平台,真正实现“一次编写,到处运行”为开发者缩短开发周期和成本。
2.1远程视频监控系统设计
本文设计方案为本地电脑为受控端,远程手机为控制端并通过TCP/IP协议Socket通信技术连接实现实时视频传输,远程视频监控。相对传统视频监控,拥有可移动性好、实时性高、成本低等优点。本地受控端由eclipse环境JAVA语言开发。
2.1.1远程视频监控系统网络结构设计
C/S(Client/Server)结构即客户机和服务器结构。C/S结构分为Client端和Server端,该结构充分利用了两端硬件环境的优点,使得系统的通讯开销降低。
目前对于应用软件系统大多数采用此种结构,分布式的Web应用发展是现在的软件应用系统的趋势,此种情况下Web和Client Server应用和不同的模块共享逻辑组件的可以得到很好的应用。所以无论外部还是内部的客户都可以访问新系统和现有的系统,可以通过现有应用系统中的逻辑扩展出新的应用系统。目前应用系统的发展方向也是这样。
B/S(Browser/Server)结构即浏览器和服务器结构。Internet技术的不断发展,使得C/S结构发生改进,生成此种结构。通过WWW浏览器可以获得用户的工作界面,在客户端仅有极少事务逻辑实现,实现主要事务逻辑的地方是在服务器端,故而所谓三层结构形成。降低了客户端的荷载,系统维护与升级的成本和工作量减轻,使得用户的总体成本降低。
Client/Server结构建立基础是局域网,Browser/Server结构建立基础是广域网。总结它们主要的区别如下:
(1)硬件环境不同
C/S的建立基础一般是专用网络,局域网通信或者范围较小的网络环境,利用专门服务器达到通信连接与数据交换的目的,特点是数据传输较快。
B/S的建立基础为广域网,网络硬件环境要求较低,像一般的电话上网都可以,但是必须要有操作系统与浏览器,这点要求较高。
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