浅谈智能视频监控在工业生产中的应用

宋伟平　陈振峰

摘 要：智能视频监控设备在工业生产中的应用大大提高了设备自动化控制效果，对设备的运转状态及周围环境实现了实时稳定的监控，极大推动了工业化进程的加快。

关键词：智能视频监控；工业生产

前言：近年来，随着数字图像处理技术和数字电路技术的飞速发展，图像信号的数字化处理变得比较普遍，利用数字图像处理技术进行动态监测和现场监控都已成为现实，而且具有相当高的灵敏度和可靠性。

一、视频监控系统的研究现状

1.1模拟监视系统

随着黑白摄像机、黑白电视机的出现，初期的黑像电视监控系统也诞生了。最早的视频监控系统，也称闭路电视监控系统（CCTV）。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，由视频电缆、控制电缆等连接。监视系统以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。最简单的是将图像信息直接送入视频传输电缆进行传送，它应用于安保、生产管理等现场。尽管当时图像质量低，控制功能少，但其直观方便，还是被人们所接受，之后投入了大量的人力物力，不断提高性能、完善功能，很快地由最初的单点、单线制模式变成点对点、一点对多点监视和多点顺序控制系统。控制部分采用模拟电路与中、小规模数字集成电路制成的控制器，以直接控制、间接控制、频率分割控制的方法通过手动方式对云台、摄像镜头进行各种控制，此种控制方式功能简单，可靠性差，易受干扰，系统寿命短。但由于投资少，易操作，这种模式的监控系统目前还在个别部门使用着。总的来说，由于中国视频监控市场庞大的需求以及不均衡的发展进程，如果没有产生在成本上可以完全替代模拟监控的新技术，模拟监控市场仍将长期存在。

1.2数字监控系统

20世纪90年代中期，随着计算机处理能力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数字化视频监控系统。数字式视频监控系统相对于传统的模拟式视频监控系统最大的优点就是可以利用计算机图像处理的方法来实现监控系统的智能化。数字监控作为继模拟监控之后的第二代监控技术，无论在图像质量、保存时间以及可靠性上均有大幅度的提升，为用户提供了高性价比的监控解决方案。当前，数字监控已成为主导整体视频監控市场的视频监控解决方案，并成熟应用于金融、商业等行业之中。但是由于数字监控系统设计的出发点不是基于计算机，而是基于传统模式，只是在原有的基础上加以改进，计算机只是充当一个外部监视器的作用。且传统单片机系统固有的弊端并没有克服，通信协议的多样化与专用化很难统一，导致已有的计算机资源远远满足不了多种设备的要求。另外计算机的运行速度较低，而数字视频的数据量又很大，这样就限制了利用一台计算机同时处理视频信息、音频信息、文字、图表、数据等信息的能力，因此很难组建大型监控系统。

1.3 网络化多媒体监控系统

随着宽带网络的普及，微处理器技术的快速发展，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控逐渐从本地监控向远程监控发展，出现了以网络视频服务器为代表的远程网络视频监控系统。网络视频服务器解决了视频流在网络上的传输问题，从图像采集开始进行数字化处理、传输，这样使得传输线路的选择更加多样性，只要有网络的地方，就提供了图像传输的可能。并且，随着数字视频压缩编码技术的日益成熟，为多媒体信息的广泛应用提供了基础，新的监控技术完全打破了传统的结构，依靠功能日益强大的计算机，不仅可以处理文本、数据、图形等信息，还可以处理视频图像、声音等信息，再加上网络技术、通信技术的迅猛发展，对各种媒体信息的应用趋向综合化、交互化。现在的各种通信网如公用电话网、数字数据通信网、综合业务数字网、各种类型的LAN＼WAN以及发展迅猛的因特网遍布全球的各个角落，将全球连成一体，使您在任何地方都能以任何方式与地球上其它任何地方交流与传递您所希望的任何信息。监控系统涉及的区域范围也在不断地扩大，从局域到城域到广域，从一个城市到另一个城市，从一个国家到另一个国家，都能完成在现场所能完成的一切任务，将建成一个网络化的多媒体监控系统。

二、智能视频监控的应用

智能视频监控系统主要用来采集、分析视频图像的内容，将摄像头等前端采集设备捕捉到的报警画面转换成报警信息，并传递给下一部分进行处理。智能视频监控部分的基本结构组成一般为：

2.1 现场摄像头，用来采集、传输图像；

2.2 智能视频处理器，这种设备可以通过区分视频中监控对象的外形、动作和位移等特征，做到主动收集、分析数据，并根据预设条件执行报警、记录、分析等动作，这也是智能视频监控系统的核心；

2.3 智能视频管理器，负责设置智能视频监控系统的图像属性、报警规则，触发报警后对其进行分析、处理，显示、记录报警画面、录像等工作。智能视频监控部分的图像采集设备多采用普通CCD摄像头。井下大功率机电设备较多，空间狭小，电磁环境较为恶劣，传统的工业生产视频监控系统传输图像一般采用同轴电缆，传输距离短，易受干扰，所以传统的工业生产视频监控系统采用抗干扰能力较强的黑白摄像头作为图像前端采集设备，隨着光纤技术和工业以太网技术的发展，井下图像传输时也开始采用光纤或工业以太网，抗干扰能力增强了，工业生产视频监控系统开始采用彩色摄像头所谓图像前端采集设备。

2.4 中央控制系统：中央控制系统负责处理智能视频监控系统和工业生产自动化系统产生的各种报警信号，并根据联动协议执行联动方案，这一部分对应于工业生产智能视频监控与联动系统框架的报警前期处理部分，中央控制系统具有对自动化系统的最高权限。工业生产自动化系统：包括工业生产自动化系统管理服务器和自动化子系统两个部分。工业生产自动化系统管理服务器即工业生产自动化集中控制管理系统运行的服务器，负责采集各自动化子系统的运行工况，控制各自动化子系统的运行。工业生产自动化集中控制系统接收中央控制系统发出的控制指令，控制相应的自动化子系统执行措施。

三、视频监控系统的发展方向

3.1 智能化

智能化是视频监控技术发展的比较高级的层次。随着技术的发展，全智能的监控系统将能够在事发前识别并作出正确的判断，为人们提供最为有效、及时的快速反应措施。其应用包括物体追踪、物体识别、数量统计、异常识别等。

3.2 网络化

企业工厂远程视频管理是发展的趋势，特别是含有国有资源的管理。在生产管理过程中，采用网络视频监控系统，实现监控点前端、监控中心、监控工作站的数字化处理，是监控系统发展的必然趋势。

3.3 人性化

视频监控系统会朝着更为人性化的方向发展，为满足不同客户的需求，增加各种其他功能，比如根据不同的生产车间，配合合适的温度、湿度等感应报警器装置，增加监控异常后的处理功能。

结束语：综上所述，智能视频监控设备是现代技术的标志，随着科技水平的发展，智能视频监控技术也将不断进步，在工业生产中发挥更大的作用。

参考文献：

[1] 马听.视频监控系统的现状和今后发展趋势[J].金片工程，2015（3）：9-10.

[2] 郭卫华.模拟视频监控系统之过去、现在和将来[J].中国安防，2016（17）：21.

作者简介：

宋伟平（1982年-）、性别：女、民族：汉族、籍贯：辽宁省葫芦岛市、学历：本科、研究方向：工业智能化、现从事工作：研发工程师。