探析石化企业物联网远程视频监控优化方法

刘鹏

摘 要：远程视频监控目前在我国建筑工程领域到广泛的应用，针对远程视频监控的设计，其关键设计要点在于监控系统中数据通信与传输的设计，而受限于传输时延、吞吐量等因素的限制，致使视频图像在发送至监控系统时无法保障其保真性与实时性。所以，需以物联网技术为基础，进行远程视频监控系统的优化设计，以期通过提高视频峰值信噪比及其视频原画保真度，来达到监控视频无损传输的目的，为我国建筑建设行业发展提供坚实的保障。

关键词：信噪比;远程视频监控;图像;物联网;工程建设

0 引言

远程视频监控得益于我国网络、计算机、通信等技术的发展而广泛普及，目前在野生动物监测、安全防卫、住宅安全、工程建设等方面均涉及到对远程视频监控系统的应用。尽管当前远程视频监控系统的应用已经取得显著的成效，但是因技术限制、丢包率等因素的影响，致使视频图像的实时传输性无法得到保证。如何在保证视频监控系统智能覆盖的前提下，进行图像视频的实时、高保真传输，实现在工程建设过程中进行现场的实时、远程监控，已然成为远程视频监控系统优化设计的关注重点。

1 视频监控系统及其物联网的相关概述

物联网在某种程度上而言就是物与物之间相连的网络依托，在具体人与物、物与物连接过程中，物联网会基于光学识别、学传感器、射频识别等技术的应用来实现对物体互动过程的采集。分析物联网的内涵，具体表现为：①互联网始终是物联网技术应用核心关键，需要以互联网技术为基础，才能通过技术拓展和延伸来形成物联网技术[1];②以相关物品为载体，实现用户端的延伸。将射频识别装置、传感装置安设于相关物体上，包括激光扫描仪、全球定位系统等，实现各个物体之间进行数据信息的传递，以用户端为媒介实现对各个物体的集成，进而达到相关物体智能化识别、管控、跟踪等。

而针对远程视频监控系统而言，则是以相关场景为载体，通过系统实时监测来达到相关运动目标监控的目的，并对物体运动行为进行智能识别、分析以及跟踪。系统运行期间，依托于对计算机技术的应用，实现对数据信息的高效处理，并借助图像处理、计算机视觉等技术来进行关键信息的获取。做到第一时间发现场景下物体的异常情况，并迅速对其做出反应[2]。以往所应用的视频监控系统，虽然可以做到对场景下目标的实时监控，但是不具备远程监控的功能，所以系统运行期间若设备出现问题，无法通过远程检测的方式来实现对系统自身的监控，难以在建筑工程建设过程中最大化发挥出视频监控的作用。而基于物联网技术的远程监控，可实现对场景内目标的远程监控、设备远程诊断等。

2 视频监控系统传输方式分析

2.1 电话线传输

当前常见的建筑工程现场视频监控的传输系统包括电话线传输，基于对PSTN网络的应用，实现多媒体信号以电话线为载体进行传输，具体传输方式包括：①视频信号采用H.263低速率进行压缩，并基于MODEM进行介入，PSTN接收28.8Kpbs数据流的传输，以此实现以15帧/s进行QCIF、GIF图像的传输[3];②XSDL接入。1.ASDL.此种传输方法的特点主要体现在传输的上下行速率分别为16～ 640KBPS、1.5～9MBPS，数据传输距离则为5.5km范围内。

此种传输方式的主要应用项目包括是视频广播与点播。2.HSDL。该传输形式的双向速速率体现为1.5～2MBPS，利用双绞线将传输距离控制在5km范围内。

2.2 DDN传输

此种传输形式中数据的提供主要采用数字通道，在实际网络传输过程中，会对数字数据信号进行优先发送，即对施工现场的视频信号以数字信号形式进行传输。该传输方式主要特点为专业数字链路的提供，且链路多以点对点、点对多的形式体现，具有高速率、高专业性等优势，用户使用时需要先租用电路，并具备提供VPN业务的功能，其传输速率为2.4～19.2kpbs。

2.3 ISDN传输

此种传输方式主要包括信息、控制信道，其中B、H信道共同组成信息信道。针对B信道而言，其主要传输对象包括数据、语音、图像以及视频等，该信道带宽为64Kpbs;针对H信道而言，主要传输对象包括高流量图片、高速率数据的传输，信道常用带宽包括384、1920Kpbs

等[4]。此外，ISDN传输还涉及到控制信道，包括D信道，其主要作用在于传输相关控制信号，常用16Kpbs带宽，具有通过信号传输俩控制B信道的作用，或者是在高峰时期用作低数据的传输。

2.4 光纤传输

相较于其他信号传输方式的应用，光线传输方式具备高稳定性、高质量等优势，并且在当前建筑工程建设中，此种视频监控系统信号传输方式的应用十分广泛，其中二次群复接设备、PCM设备、三次群复接设备的那个构成光通信微端，其中用户接口的提供主要依托于PCM设备，满足不同的接口要求标准。

2.5 无线数据传输

此种传输形式主要是依托于对无线扩频的应用，现阶段无线专用网络在各个施工企业、施工现场得到广泛普及，且大部分企业的专网都具备远程访问功能，所以企业在信息传输时可以利用专网64k～42Mbps通道的提供。另外，大部分企业会在构建无线专用网络过程中进行视频图像传输带宽的预留，所以在数据传输时可以实现对原始数据与企业专网IP的有效连接，达到多媒体数据通信的目的，以无线数据传输为基础进行远程监控系统的构建，进一步提升企业对建筑施工现场的监控能力。

3 视频监控视频的量化编码算法

为实现对建筑工程中远程监控视频系统的进一步优化设计，采用K-means算法进行监控系统量化编码，具体步骤为：第一，确定任务长度属性（文中任务属性被确定为1），并将其移植在物联网差异平台，以降序为原则进行程序中N个任务额有效排列，做到对移植任务列表进行实时更新，实现在不同视频、图像输入的前提下，确保利用K-means算法可以进行长度编码算法的确定。第二，进行量化任务的采集，采集对象主要为基于物联网下的监控设备平台，然后将采集完成的量化任务进行聚类中心的转化，并注意在编码过程中需以DPCM调制方式为主，采用的编码公式体现为“DC（i）-DC（i-1）=Diff”，实现低频分、高频分以先后的顺序出现。第三，以摄像头为目标对象，发送端通过量化编码进行图像信息的获取，并在获取过程中以最小距离规范为基准进行视频帧序列特征的分配，然后进行量化编码一致度的分析，以欧式距离为依据。第四，采用Huffman编码进行RLE行程编码任务的压缩，而进行任务放大时，则需秉持着逐级的原则利用三级放大器进行放大，进而达到远程视频监控的目的。

4 仿真实验与性能测试

为验证本研究远程视频监控优化设计的效果，开展仿真实验，探测并分析优化后远程视频监控系统的实时性、保真性等各方面性能。首先，在开展仿真实验前需进行物联网环境的构建，布设场景面积为4500m×3400m的施工现场虚拟环境，并划分成不同区域，每个区域中分别安设106个节点。应用本研究优化后视频监控系统，进行场景中不同变化目标的采集，包括室外与室内场景、动态与静态场景等，确保此次仿真实验的开展可以为远程视頻监控系统的优化提供参考价值。

5 结束语

通过对远程监控系统中量化编码算法的优化，进一步提升视频图像传输的保真性与实时性，避免因传输时延、吞吐量等因素对视频图像造成影响，在保证远程监控系统稳定运行的前提下，发挥出建筑施工现场中远程监控的最大作用与效益。

参考文献：

[1]余雷，许宏科，胡欣，等.基于物联网的远程视频监控优化方法研究[J].科技通报，2015，31（010）：226-228.

[2]孙大扬.解析物联网视角下远程视频监控的优化策略[J].数字化用户，2019，025（010）：17.

[3]余雷，许宏科，胡欣.基于物联网的远程视频监控系统设计[J].计算机技术与发展，2016，26（04）：139-143.

[4]余雷，许宏科，胡欣.基于物联网的远程视频监控系统设计[J].计算机技术与发展，2016，026（004）：139-143.