计算机软硬件的视频监控系统设计

◎刘吉庆

人工智能技术飞速发展的背景下，5G 技术、物联网技术、云计算技术均得到了广泛应用，诸多智能技术得以升级，功能增加、性能增强、可应用范围扩大。在此基础上，本文从视频监控系统入手，简单概述了这一系统的应用和发展后，从计算机软硬件两个层面入手，深入分析如何更好进行视频监控系统设计。

视频监控系统设计已经深入到社会生活诸多方面，在多个领域中发挥着不可替代的作用，但从目前来看，视频监控技术还可以得到进一步升级，从而强化应用效果和应用质量，扩大其应用范围，提高视频监控系统的便捷性。简言之，就是要在现有的视频监控系统技术的基础上，进一步挖掘软硬件设备的可发展性。

一、视频监控系统的应用概述

在视频监控系统全面落实的过程中，需要对视频流的接入、视频分析算法引擎、视频搜索、视频分析调度策略展开全面分析，从计算机软硬件方面入手，深入分析视频监控系统的应用效果和具体的设计内容，通过这种方式进一步提高视频识别准确性，让视频监控系统在主界面和客户端的应用效果更加突出，尤其是实时查看应用效果。比如，某城市对现有的视频监控系统进行优化，不断完善计算机软硬件设备，进而实现了视频动态巡逻系统。在这一动态化的视频监控系统辅助下，有关工作人员可以高质量展开日常监控，及时发现城市各个角落存在的问题。最为关键的是，这一视频监控系统借助视频识别技术在处理儿童走失、行走路线溯源、远程指挥等方面均发挥出了良好的效果，硬件设施的完善，也为技术本身功能提供了良好的平台和条件。视频识别技术的应用范围也非常广泛，包括但不限于人脸识别、车牌识别、行人重识别、非法入侵检测、人员聚集检测、车流量检测、逃犯追捕检测等。目前诸多城市地区都在应用这种视频监控技术，一些试点区域已经形成完善的监控网络，能够实现实时监测，在城市治安管理上发挥着至关重要作用，可以及时有效地识别、城市管理内容。

二、视频监控系统的发展概述

国内的视频监控系统发展相对缓慢，虽然近几年来已经开始逐步引进云技术、AI 技术、5G 技术等新兴手段，但整体发展情况不容乐观。未来，视频监控系统还要不断升级性能、完善功能，以此实现高效、快捷的信息建设工作。信息化、智慧化建设工作不断推进，智慧城市、智慧交通、智慧建筑等概念也随之提出，并且不断落实。从智慧体系发展现状来看，这种智慧化建设不仅体现在静态数据上，还体现在动态图像上，新时期，越来越多的企业、部门、城市借助摄像头、记录仪、传感器等现代化信息设备，实现高质量、动态化、实时性的管理工作。从实际应用效果来看，这种全新的监控模式，可以让管理工作更加公开、透明，视频监控系统就是其中的关键。从交通管理方面来看，利用视频监控系统提高公路道路通行能力，切实改善交通运行条件。

不仅如此，这种视频监控应用在不同领域中均能够提高监管效率和效果，尤其是城市天眼数量不断增加的今天，高质量的视频监控系统的引入和落实，可以帮助相关管理人员科学、快速、高效地应对突发事件管理。从视频监控系统过往的应用经验来看，以道路交通管理为例，借助视频监控系统可以及时发现路面障碍物、交通事故等诸多不同的方面，借助视频设备可以更好地了解障碍物、交通事故等情况，并且上报监测数据，让路面得到及时地清理，确保路面通畅，避免出现更大损失。这种信息系统可以针对违章次数过多的车辆、驾驶员、运输公司进行处理，行为严重的会面临吊销驾驶证、停办营业许可证、吊销营业执照等不同的处理。

除此之外，在建筑工程、社区管理等方面都具有类似的效果，随着信息化建设工作不断落实，监控中心也会得到良好的建设发展。

另外，摄像头等摄像设备不断优化，推出了多种不同的摄像设备，让视频监控系统可以得到更为广泛的应用，动态化地收集信息，并且对接路网监测、天网工程，让监控监测工作得到全面系统地落实，强化应急响应能力，打造出综合性的治理系统。比如：某地区在不同公路上安装了相应的监控设备，采用图像采集、视频采集等多个方式进行采集监控，让监督取证工作更加顺利地进行。这种监控设备可以对公路上所有的货运车辆进行管理实现全方位的信息采集，配合GIS等管理技术，可以从源头处落实治理工作。

除此之外，目前很多地区都在落实相应的互联网设备进行远程监督，除了治安监控之外，在车辆卡口、警务终端、高清网络摄像机、Wi-Fi 探针等方面也可以落实这种视频监控系统。智慧城市是城市发展过程中最为关键的一个阶段，强调构建出一个智能、集约、节能、绿色的城市空间。智慧城市建立在信息技术的基础上，借助物联网、大数据、云计算、移动互联网、互联网等新技术，围绕人工智能系统打造出相应的城市体系。视频监控技术作为智慧城市发展中的重要组成部分，目前在多个领域行业中得到了广泛应用，随着国家城市化建设不断加深，视频监控技术的应用频率逐渐提高，相应的问题也随之而言，在建筑领域、勘探工作等对是视频监控技术要求较高的行业中，视频监控系统还需要得到进一步优化，面对分布广泛的视频监控系统，急需要对相应的软硬件设备进行完善，以此提高工作效率，让系统特性得到保证，实现高质量的监控工作。视频监控技术是现阶段的重点内容，也是智慧城市建设中的重要战略任务，在现有的监控安防基础上进行创新，融入信息化、智能化技术，在降低成本的同时，优化功能。现行的视频监控模式依然需要和专门的工作人员进行配合，因此在预防、预警方面作用较差，大部分情况下都是在事后取证时发挥作用。

三、视频监控系统设计分析

视频监控技术是智慧化、智能化发展过程中的重点内容，在建筑工程、交通管控、社会管制等多方面得到了广泛应用，尤其是在人工技术、深度学习技术等方面持续发展的背景下，视频监控系统得到了进一步升级。在此基础上，加强对视频监控系统的设计分析，可以让其运行效能、运行质量得到进一步提高。

1.视频监控系统的软件设计。

从计算机软件角度来讲，视频监控系统主要应用到了云存储技术、大数据技术、服务器技术，实现图像控制、大数据研判、综合查询等多方面功能。视频监控系统软件主要分为中央数据管控部分和客户端工作两个部分，实现了视频监控系统的互联共享。软件的主要功能包括但不限于数据管理、系统配置、监视功能、告警功能、控制功能、数据存储功能、网管功能。

（1）云存储和大数据技术。

在监控系统前端采集到相应的视频后，直接上传至云平台，系统根据具体的信息对视频进行标注，并且为后续系统提供参考。云存储服务器需要得到合理应用，除了常规的信息分类和信息标准之外，还要根据实际需求实现实时性的视频流转发授权。大数据技术是视频监控系统中的核心关键，也是视频监控技术发展效果的核心关键，如：图片的二次识别、深度挖掘、数据整合等。以交通大数据技术为例，大数据技术的应用可以对车辆品牌、型号、车牌号实现综合性处理，并且可以实现一键查询功能。比如：某视频监控系统引入了High GUI 库完成视频图像的读写处理。在云存储技术中应用了图像压缩算法，可以更好处理图像，以此减少数据占用空间，在保证视频质量的基础上压缩视频。为了确保云存储技术在任何时候都可以得到有效应用，动态化设计了MPEG 图像压缩法和JPEG 图像压缩法，配合Web 服务器和Soeket编程，让视频在采集完成后第一时间上传到云端。

（2）服务器技术。

服务器技术是软件设计的关键，主要涉及流媒体服务器、转码服务器、日志审计服务器、数据库服务器等方面内容。流媒体服务器是最为关键的环节，需要根据视频图像管理服务器的调度情况将其传输到相应的端口，如：监控客户端、电视墙、数据管理模块。转码服务器是软件系统中最为关键的存在，需要将不符合标准的数据转换为标准的媒体编码格式，让一些非标准的设备也可以和视频监控系统互联互通，扩大视频监控系统的服务范围。日志审计服务器和数据库服务器也是基础的软件系统，前者负责数据记录，如：不同视频存储的时间，视频监控系统所执行的操作等内容，后者则负责数据库读取服务，为大数据技术的落实提供基础，让信息查询、调取功能得到更好落实。以某视频监控系统为例，在其中选择了Web 服务器，借助HTTP 协议实现了高质量的数据交互工作，根据操作指令完成相应的工作，不仅性能优越、成本也相对较低，符合视频监控系统的运行需求。另外，借助CGI 程序可以为后续的模块化设计奠定良好的基础，相应的视频存储等工作也会得到顺利完成。

（3）综合化技术。

在软件系统中，还需要将上述部分进行联动处理，以此实现功能的综合性应用，让软件设备更好地和硬件设备进行联动，进而实现核心管理功能处理。视频监控系统的管理应用可以更好地落实信息处理效果，强化运维效果、应急管理质量，让这一系统得到科学合理应用。主程序界面和客户端模块在设计过程中采用了嵌入式技术，借助Qt 主界面程序和Android 客户端确保用户的操作体验。值得一提的是，这一综合管理系统不仅可以实现视频图像的在线浏览，还能够让摄像头得到多角度旋转，继而实现360°无死角地监控浏览，从实际应用效果上看，画面流畅清晰。在主界面程序中，选择了全局指针变量qApp 实现了对象的快速访问。

（4）信号采集和摄像头驱动。

除了上述几个方面之外，摄像头驱动和信号采集工作也不容忽视，尤其是摄像头驱动，直接关系到视频监控系统的应用效果和应用效果。需要注意的是，摄像头驱动需要综合考虑不同功能情况的具体需求，对驱动系统进行修改，确保驱动可以支持不同类型的摄像头，让摄像头稳定工作。信号采集需要根据摄像头驱动展开相应的参数，以此提高操作效果，强化视频监控质量。比如：某视频监控系统中选择了Linux 平台下的通用驱动，但在具体设计过程中对内核源代码进行了系统的修改，确保驱动可以正常运行。在后续应用过程中，如果出现驱动和摄像头不匹配的情况，则对驱动模块模式进行调整修改，并且借助insmod 命令重新加载，以此确保驱动效果。信号采集工作需要得到上层应用的函数支持，才能够更好地进行操作使用，从目前来看，如果需要采用usb 摄像头，那么可以使用V4L2 接口。这一接口可以实现直接数据读取、内存映射两种视频数据采集方式，存储效率大幅度提高。

2.视频监控系统的硬件设计。

视频监控系统的硬件设计也不容忽视，是确保视频监控系统稳定运行的关键，高质量的硬件设备，能够让系统的使用寿命得到延长，同时从根本上保证视频监控质量，目前硬件设备主要包括核心板、电路设计、Wi-Fii 连接这几个方面，需要对视频数据进行实时查看。在应用建设实际中还需要明确平台框架，硬件设施还包括了展示墙中的计算机终端、手机APP、电视墙等多方面内容，让图像、数据得到有效传输。基于物联网的智能视频监控系统中包括了四个部分，分别为：感知采集层、技术支撑层、网络传输层、应用服务层，以此实现现场信息采集、信息传输、信息处理监控三大功能。

（1）基础硬件设备。

摄像头、硬盘录像机等是视频监控设备中的核心关键，根据不同设备的使用情况，落实针对性的电路设计。现场监控器的设计非常关键，是提高系统监控效果的关键，根据具体监控需求，选择不同型号的摄像头、硬盘录像机。

（2）Wi-Fii 硬件设备。

人工智能网络模式下，对Wi-Fi 硬件设备的要求较高，尤其是在5G 技术下，物联网技术飞速发展，对通讯系统提出了更高的要求，高质量的Wi-Fi 硬件设备落实可以让通讯效果得到提高，确保视频得到稳定传输不会出现丢包等问题。一些地区综合自身的经济实力，选择了TL-WN321G5 无线网卡，在条件允许的范围内满足了基础需求，覆盖范围可以达到300m。另外，现场ZigBee 网络设计是视频监控技术监控系统的关键，借助其低速率、近距离、低能耗的特点，实现高效率的信息处理，构建出一个基于ZigBee 技术和物联网技术的无线数据采集网关，系统的逻辑性和稳定性都得到了保证。而且在这样的情况下，任何一个路由器路径出现，都可以借助其他的路由器进行信息传输，并且对视频监控路径进行标记，信息传输的稳定性得到了根本上的保证。

（3）核心板硬件设计。

在实际开发设计中核心板作为主处理器，必须要进行科学的设计，为人机交互、数据运算处理工作奠定良好的基础。底板是硬件系统中关键部分，其中涵盖了电源电路、设备电路、LCD 电路等大量的硬件电路。以某视频监控系统为例，综合采用了高频电路、数字电路这两种方式，更好地解决传统底板中存在的问题，不仅如此将电源粗导线、芯片背置滤波电容等技术引入其中，提高抗干扰技术。核心板中采用了S3C2440 核心板，借助ARM920T 内核，完成人机交互、数据运算处理，从经济性等多角度出发，也能够满足运行需求，为视频监控技术奠定良好的基础。智能视频监控核心板属于硬件设计，可以进一步实现现场信息数据的高效传输。同时配合B/S 结构上位机实现数据的高速反馈处理，保证网络大面积覆盖的同时，完善其中的功能，且这种网络结构的实现步骤较为简单，维护方便，所需要的成本较低。

四、总结

综上所述，随着信息技术的发展，影像技术水平不断提高，在各行业中均得到了广泛的应用，目前较为常见的影像技术主要包括计算机技术、数码拍照技术、数字化信息传输技术和数字化图像处理技术等。在此基础上，对视频监控系统技术进行开发设计，能够进一步提高视频监控技术效果，切实强化监控系统的具体功能。