视频监控系统设想和特点分析探讨

赵朋辉，严 瑛

（1.陕西省专用通信局 陕西 西安 710065；2.陕西工业职业技术学院 陕西 咸阳 712000）

视频监控系统是安全防范技术体系中一个重要的组成部分。目前这种系统的应用在我国发展极快，市场竞争激烈。在本次设计中，视频监控系统主要以下几部分组成：图像信息的采集和预览；对采集画面的简单控制以及存储和回放功能。随着计算机技术的高速发展，整个系统的向着数字化，网络化，集成化的方向发展。主要论述一般视频监控系统的工作原理和设计方法，简单介绍发展趋势。

1 视频监控系统的发展历程

视频监控系统的发展大致经历了3个阶段[1]。在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。九十年代中期，随着计算机处理能力的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第二代数字化本地视频监控系统。九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。

近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也得到飞速发展[2]。由于视频控制系统应用领域广泛，而且发展迅速，目前在国内外市场上，推出了数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类产品。前者技术发展已经非常成熟、性能稳定，并在实际工程应用中得到广泛应用，特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛；后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统，该系统解决了模拟系统部分弊端而迅速崛起，但仍需进一步完善和发展。

2 视频监控系统总体设计和分析

2.1 视频监控系统概论

随着数字信息时代的到来，数字化高新技术产品日益增加和完善。各行业为了提高和完善生产、管理水平和增加竞争性，都争先采用完善的高新技术产品，视频监控系统就是信息时代的产物之一。视频监控系统是管理人员高质量管理的理想工具；也是公共安全、防盗防范必不可少的强有力的得力助手[3]。利用它可以大大减少不必要的人力，实时监视可视区域，做到控制现场实际工作现状，实时快速的反映所发生的一切事物，便于管理者及时应付处理突发事件等。

为了适应信息化的需要，按照视频监控系统的技术规范，并结合现代化需求的特点，本文采取先进合理的设计思想和较为完善的设备对视频监控系统进行了设计与实现，力争做到电子监控系统的可靠性和先进性完美结合。

2.2 设计原则

在视频监控系统时，主要遵循体现先进性、规范性、实用性和可扩充性、可靠性、应用的广泛性等特性：

2.3 系统功能构成

本套视频监控系统由视频监控、录制和视频回放两大功能模块构成。为防止其它非管理人员随意的进入、退出系统，随意的对一些摄像头参数进行修改，设计时在这两个模块中加入了一个权限加密模块[4]。

本套视频监控系统的特点主要有以下的两个方面：

1）监控功能

①具备2屏同时预览功能；

②用户权限密码管理，保证系统安全；

③视频信号的丢失报警；

④对视频信号进行高密度的压缩处理和记录处理；

⑤按钮式管理界面，使用方便；

⑥能实现对历史纪录的查找和回放；

⑦Windows XP操作系统，系统更加稳定可靠。

2）存储功能:

①可以支持两个IDE硬盘，每个IDE硬盘的容量可达120GB；

②硬盘文件系统同DOS兼容，可以在PC平台上操作；③硬盘上文件可以选择循环记录和非循环记录；

④管理主机可以通过网络播放网络硬盘录像机上记录的文件；

2.4 视频监控系统内容结构

视频信号处理部分应包括以下主要内容[5]：在监控点设置视频信号采集用的摄像头；将摄像头摄取的视频信号通过视频电缆联入从事监控活动工作的控制室；在各个控制室利用视频分频设备及信号放大设备将视频信号分频放大处理后，一组信号用于现场的视频监控使用，另外的信号向其它控制室或调度室的信号提供；现场监控用的信号通过画面分割器或矩阵控制器与工业用电视监视器相连，完成现场的视频信息的监控目的。在调度室利用视频2分频设备将视频信号2分频处理后，一组信号用于调度室的综合视频监控使用，另一组信号提供给数字信号处理部分进行处理。

视频监控系统是由监控点和监控中心等组成的[6]，它的具体的工作流程如图1所示。

3 系统程序的结构

随着电视监视器材、计算机技术的日益发展，图形监视系统在电视系统或监控场所得到了广泛地应用[7]。用图形来实时显示被控对象（摄像机、终端设备等）在操作过程中的状态，具有清晰明了、形象直观且可以及时处理反馈信息。它比数字仪表包含的信息量大得多，因此使现场监控人员的工作方式得到了改进，效率也由此得到了很大的提高。

图1 系统结构示例图Fig.1 The system structure diagram

视频监控系统由实时控制系统、监视系统及管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、反馈的功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能在多操作控制点上切换多路图像；管理信息系统完成各类所需信息的采集、接收、传输、加工、处理，是整个系统的控制核心。

由于Visual Basic在界面制作上的优越性，我们采用Visual Basic来进行系统的快速开发。本系统必须对硬件进行实时监视控制，从而实现监控功能。VB访问底层硬件的实现如图2所示。

图2 VB访问底层硬件的实现Fig.2 Implementation of VB access to the underlying hardware

主控模块是本监控系统的主界面，它分为监控模块、回放模块退出模块3个子模块。如图3所示。

图3 应用程序的结构图Fig.3 Structure diagram of applications

4 结束语

在监控系统中能够实现对视频信息的预览和录制，并且能调整预览画面的大小及存储视频的压缩比，使其在不影响图像质量的情况下使存储文件达到最小。在回放系统中能对所播放的视频文件进行对比播放，而且还可以对其进行快放、慢放、暂停等操作。该视频监控系统一旦应用到实际中不但可以降低用户的成本，而且还具有直观易懂的中文操作界面，适合各种知识水平人员的操作。但是，由于时间紧迫，本系统存在一定的缺陷，比如监控系统中录制时占用系统的资源太大，有时多屏录制时会引起系统死机等。回放系统中快放或慢放时画面有时不是很流畅。有时视频还会出现断档现象。

[1]庞沁华，续大我，吴伟陵.通信原理[M].北京:北京邮电大学出版社，2002.

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