浅析多媒体网络监控系统的设计

谢沛阳

摘 要：当今科学技术的飞速发展，社会已进入数字化、信息化时代。而利用高新技术办公、预防、制止、打击犯罪，已逐渐在三大防范手段（即人防、制防、技防）中，占据了愈来愈重要的主导地位。随着各种新型安保观念的引入，社会各部门、行业及居民小区纷纷建立起了各自独立的监控系统或联网报警系统。在商业街、银行、通讯、电力等国家重点部门，远程多媒体数字化监控、监听、多级联动报警已基本形成，对预防和制止犯罪、方便企事业单位精细化管理、维护社会经济的稳定起到了重要作用。本系统的监控系统，利用计算机和网络通信技术，实现远程多媒体数字化监控、监听、多级联动报警，基于Web的视频/音频信息浏览等综合性应用。前方摄像机的图像可以根据设置，以报警方式、时间表方式、手动方式保存到本地硬盘，也可以存储到监控中心。各类报警信息自动上传，根据需要通知道需要的处理的职能部门。

关键词：监控系统；安全

一、设计说明

（一）多媒体网络监控系统基本概况

多媒体网络监控系统，利用计算机和网络通信技术，实现远程多媒体数字化监控、监听、多级联动报警，基于Web的视频/音频信息浏览等综合性应用。

（二）系统的安全可靠性

为了确保系统在任何情况下的有效，我们从以下几个方面着手，提供整套安全可靠的系统：前端设备品质高度可靠、寿命长、清晰度高、综合性价比优秀。分布式的网络结构，保障长期稳定地运行，网络控制系统灵活可靠。

配备后备电源，保证整个或部分系统在停电后依然正常运行和通讯畅通。集成防盗报警控制系统和火灾报警系统，并与视频监控系统联动。

（三）系统的先进合理性

本系统基于先进的分布式工业监控结构，拥有完善的级别和权限管理系统，高清晰的数字画面处理和独特的压缩方式，用户可编程的多画面多层次的输出，高度集成的面向对象的管理和调用等等诸多业界首创的技术，并可以接入报警、出入口控制系统进行统一管理，是解决中试厂实体保卫要求的首选系统。

（四）系统的可扩展性和升级能力

首先，系统中需要增加或删减一个监区的摄像机，也绝不会影响所以其他设备的正常工作。其次，监控中心的核心控制系统具有良好的稳定性和兼容性。随着技术的不断发展，系统升级只需升级操作控制软件即可，充分为用户节省时间和费用。

（五）系统工程需求

随着社会财富的日益增加，人们对在各种公共场合的安全防范的要求也明显地增强。如何有效地保障社会和商家的財产，保障社会主义的市场经济秩序，就成为我们必须考虑的重中之重的问题。

为建设一套完善、先进的安全防范系统提供了现实基础。利用目前进行的改造工程，做出合理的安防规划，系统的线路路由和管线敷设都可以随着工程的整体规划做出最为经济的建设，从而避免了日后为建设系统的重复性投资部分。所有的电缆和光纤都可以随着弱电通路同时进行，避免了在建设好的街区和路面上重新敷设线路的开槽、开孔、打井等土建工程，以及由其造成的不便。统一的电缆敷设也为将来的系统维护提供了方便，减少了维护成本，还增加了系统的可靠性。

根据规划设计，可以提前对重要防范区域做出最为合理的布置，选用适合切实需要的产品，提高系统的可利用率。根据不同区域的防范重点不同，在主要的十字路口、公共休息广场选用全方位的摄像机；而对于密集的人流通道、重要的出入口采用固定方向的摄像机即可。当传输距离比较远时，采用光纤同时传送1～5路的图像信号；当传输距离比较近时，采用高效率的电缆即可。因此，在此时通过周密的规划设计，不仅可以大大提高系统的工作范围，还可以大幅降低系统的投资成本。

随着近几年来通信技术和成像显示技术的飞速发展，大范围、远距离、多功能的监控系统已经成为现实。利用光通信技术，可以将图像信号传送到几十公里外的监控中心，并且对被监控的区域做几乎无延时的巡视和监听。利用数字处理技术，可以把监控中心的图像、声音信号以各种方式保存下来，作为将来分析问题的依据和证据。也可以把集图像、声音、数据的信息通过局域网、广域网、电话线广播出去。

二、图像监控系统的组成

图像监控系统作为整合、分析、保存分散在各地的现场图像信息控制中心，由信息采集子系统、信号传输子系统、控制显示子系统三大部份组成。

（一）信息采集子系统

前端视频信号摄取部分主要包括：彩色摄像机、电动云台、变焦光学镜头、解码器、安装支架及防护罩等设备。摄像机和光学镜头配合将自然图像转换成视频电信号，电动变焦镜头可以监视不同目标距离上的图像，电动云台可以带动摄像机进行水平和垂直方向的转动以扩大监视范围，解码器与控制器建立通讯联络并将控制器发出的动作控制编码转换成云台、镜头动作所需的电压/电流。

（二）信号传输子系统

信号传输部分实现图像、声音、控制及电源等信号的传输。视频图像信号易受到现场电磁的干扰，应选取屏蔽性能良好，线路损耗低的电缆。线缆的走向和连接点是十分重要的，暴露在外部的部份，要加钢管或PVC套管做防护措施。

（三）控制显示子系统

控制与显示部分是整个系统功能实现的根本。包括各种图像处理、控制、还原等专业设备。控制中心包括监控工作站、高分辨率显示器、网络适配器等设备。分布式的视频服务器可以依据现场的情况，放置在各个监区的现场。

三、保安监控系统设计

（一）图像监控系统

按照设计总体思想，在系统设备选择上，充分考虑到该区域实际的监视需要，力争做到：控制方式，图像质量清晰，性能稳定，安装简便。使整个系统的性能达到一个很高的水平，商业街监控管理的要求。

（二）系统功能

分布式的网络结构，采用全球第一个基于分布式的客户化的网络监控系统。视频处理主机根据需要放置在不同地理区域的监控地点，通过网络统一管理。

（三）面向对象的事件管理

系统对所有的对象都做了精致的定义，利用事件进行管理。利用先进的面向对象的设计和管理技术，使系统的可靠性更高，功能更强、管理更精确、集成范围更广泛。

1.对象概念的延伸

在系统中，对象的概念被广泛地延伸了。它主要包括所有的：系统操作员、摄像机、工作站、显示窗口、监视器、浏览器、地图、对话框、键盘、麦克风、电子邮件、声音文件、各种传感器、继电器、读卡器、时间、智能卡、ATM提款机等等。在系统中，任何一个被控制的方面都一个对象，每个对象都有独立的参数来设置其工作状态。IVS系统就是面向对象的管理。

2.事件概念的延伸

在BOE-IVS系統中，事件的概念也被广泛地延伸了。凡是系统中的各种变化都可以是一个事件。例如：移动检测、探头报警、时钟、键盘、光线等等。通过事件的触发，实现对系统中的各个对象进行人为的或是自动管理。

3.宏和脚本

在稍微复杂的应用中，利用“宏”来管理，可以快速直接地设置对象的动作。利用面向对象的管理技术，可以轻松的实现面向各个对象的权限管理，和复杂的多个事件组合的自动操作。

（四）先进的视频处理技术

1.压缩方式

系统采用原用于卫星通信的先进的小波压缩方式 （Wavelet），在将图像色彩和分辨率损失保持在最小的情况下，可将一帧的图像压缩至2K以下，图像压缩比高达200：1，大大提高了在同等分辨率下的传输速率，使网络的利用率更高。小波压缩还解决了H.263和MPEGⅠ、MPEGⅡ压缩时出现的丢帧问题，也解决了M-JPEG压缩占用空间较大的缺陷。

2.扩展视野

系统主机可以同时输出2路SVGA显示器的信号。

系统可以设置任意多的“层”，每层可以设置任意个图像显示、回放的窗口，或电子地图、对话框、日志浏览窗口等等。将这些“层”按照客户化的要求显示在不同的SVGA显示器上去。根据实际的需要， 可以设置这些“层”之间的链接，实现手动或由事件驱动的自动切换。

3.视频移动检测

系统对每一个摄像机输入都设有独立的视频移动检测报警，且灵敏度可调。当摄像机的显示画面上有移动的人或物体时，即产生事件信息，以此来驱动新的动作，例如：开始录像、播报声音警告、启动报警输出装置、向远程发送报警报告等等。

4.视频丢失检测

系统中的任何一路摄像机的视频线路失效，或摄像机故障，都可以产生报警信息，通知主管部门或操作人员。而发生故障的摄像机的最后一副图像会被保存下来，供日后分析。

5.图像照度增强

在昏暗的监视环境下，由于摄像机的照度不足，监视画面会变得模糊不清。利用独特的“图像照度增强”功能，则可以在现有的监视画面上提高视频处理的能力，把由于摄像机照度不够不能成像的物体显现在画面上。这相当于利用软件分析处理代替了需要更换新的低照度摄像机，使系统的造价更低，利用率更高。

6.可视化电子地图

系统的电子地图由多张平面图和图标构成。在电子平面图上，添置系统中应用到的所有输入、输出设备和图像显示窗口、事件浏览日志。所有的这些设备和对象都有专门的图标与之对应，包括：摄像机、传感器、警灯、扬声器等等，加上窗口，利用宏可以将它们组合起来实现自动报警、显示、录像、通知，以及执行对应的输出控制操作，例如：开灯、跟踪、广播等等。 为了不影响电子地图的监视效果，各个图标都可以隐藏起来。

由于系统当中的所有监控或监视对象都被赋予了描述属性，不同的用户就完全可以根据自己的需要，自由地管理由这些对象构成的系统。每个用户都有其不同的监视需求。即使是使用完全相同的监控器材，监控重点对象的不同和操作习惯的不同，决定了同样的系统在不同的应用环境亦会有着不同的应用方式。或是监控方式改变了，原来的系统就得报废或升级。

参考文献：

[1]飞思科技产品研发中心.系统分析之路[M].电子工业出版社.

[2]Andrew Koenig Barbara Moo.C++沉思录[M].人民邮电出版社.2010.

[3]Chuck Allison.C和C++代码精粹[M]. 信息技术第一出版分社.2013.

[4]Stanley B.Lippman.C++Prime[M].中国电力出版社.

[5]Stanley B.Lippman.深度搜索C++对象模型[M].华中科技大学出版社.2007.