基于网络的数字视频远程监控系统关键技术的研究及系统实施

王秀

摘要：信息技术的快速发展为各行业领域注入新鲜的活力。以现代数字视频为例，其借助较多先进技术可实现远程监控，能够满足事件回放、无人生产或远程维修等操作要求。而远程监控系统优势的实现关键在于有相应的技术作为保障，如数字编码、图像序列检测以及网络传输等。对此，本文将对这些关键技术在监控系统中的应用进行探析，并提出远程监控系统实施中的相关注意问题。

关键词：数字视频 远程监控 关键技术 系统实施

中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）08-0050-01

计算机与网络技术普及的环境下，传统监控系统中的弊病也日益凸显出来，如所获取的图像清晰度不足、难以查询、存储困难等，很难与当前人们的安全需求相适应。在此背景下，数字视频远程监控以其自身的优势得到各行业领域的青睐，无论从远程监控能力、数据保存、数据检索，还是数据编辑等方面，优势都较为明显。但如何做好该系统设计工作，又成为困扰大多设计人员的难题。因此，本文对监控系统设计相关研究，具有十分重要的意义。

1 数字编码技术在监控系统中的应用

由于监控系统在信息收集、信息处理以及存储等过程中都以具体编码形式存在，所以需采取相应的视频编码措施。对于其中的数字视频，通常要求采取数据压缩措施，但这一过程中往往面临较多冗余问题，如熵冗余、时间冗余、空间冗余、结构冗余以及心理视觉冗余等。当前解决这些冗余问题的策略集中表现在数据视频编码方面，以MPEG数据视频编码为例，近年来逐渐发展为MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4与MPEG-7等编码标准。本文在研究中主要选取其中的MPEG-4与MPEG-7作为编码技术，前者实现中主要以AV对象编码为主，其适用对象集中表现为：内容检索、虚拟会议、广播应用以及纯视频应用等。而在MPEG-7方面，其并非局限在压缩算法层面，更强调用于格式标准、描述语言标准层面，应用范围极为广泛，如现代远程教育、遥感应用、远程购物、个人化电视、商业音乐、数字图书馆以及其他多媒体编辑业务等。除此之外，在数字视频编码中，也可考虑将H.263协议引入，其对于传输带宽较低的视频传播较为适用。但需注意大多设计人员多会困惑于编码器设计方面，所以需考虑在设计中遵循相应的原则，如彩色处理、帧速与分辨率等参数的合理性以及网络传输信道保持优良等。这样在数字编码技术的合理运用下，才可使数字视频质量得以保障[1]。

2 图像序列检测在数字视频监控中的体现

关于视频序列检测，其旨在将自动报警部分引入监控系统中。以往模拟视频监控应用下，一般需在值班人员发现异常后采取手动报警措施，或者以声音或温度变化为依据实现报警，要求有较多检测线路设置其中。而图像序列检测下，具有明显的自动化特点，可使监控水平得以提高，且在监控存储效率上能够起到一定的改善作用。需注意的是现行图像序列检测中，在确定初始运动参量、物体重叠与遮挡、运动物体分割等方面仍存在较大难题。因此，将图像序列检测技术引入后，应考虑进行图像数学模型的构建与色彩空间的设计。如在图像数学模型构建方面，可对像素二维平面位置利用（x，y）表示，对于该位置像素灰度则利用函数f（x，y）表示，这样所构建的模型中将会包含所有离散数字像素点，所以设计中仅需将离散取值利用矩阵进行表示，达到数学模型构建的目标。另外，对于色彩空间，大多图像处理中常见的主要以CMY色彩系统、RGB色彩空间以及YIQ色彩系统等为主。另外，当前视频图像检测中，也可从边缘特征角度出发，通过中值滤波、图像边缘匹配以及逐帧差分算法等，使图像运动检测得以实现[2]。

3 网络传输技术在数字视频中的应用

传输技术是远程监控实现的主要技术支撑。实际设计中首先需对通信实现的传输介质与网络进行确定，其中在介质方面，可根据实际情况选择无线电波、非屏蔽双绞线、同轴线以及光纤等，而在传输网络方面包括计算机网络、有线电视网以及电信网等。其次，应在传输协议上进行明确。当前用于数字视频监控中的协议多表现在TCP/IP协议方面，以传输层协议为例，常用的主要以UPD协议与TCP协议为主，由于数据传输中涉及较多数据量，若选择TCP协议，很可能造成大量网络资源被浪费，所以其适用于准确性要求高、数据量小的数据传输中，而对于数据量较多情况，可考虑引入UDP协议。最后，传输技术应用下需考虑到IP组播与协议实现问题，要求做好Winsock编程工作。

4 远程监控系统实施的注意事项

远程监控系统实施中，除有相应的技术作为保障外，也要求在系统硬件、软件与量控系统上进行控制。如对于系统硬件，主要需保证其中的解码器、视频采集卡以及监控计算机等较为合理。而在软件平台方面，要求合理选择操作系统与开发工具。此外，在量控系统方面，应注意视频采集、播放以及组播接收与发送等功能都能满足系统实施要求。这样在监控系统所有软件与硬件设计合理的基础上，才可使远程监控目标得以实现[3]。

5 结语

远程监控技术的应用是现行数字视频远程监控系统设计需考虑的主要问题。实际设计中，应正确认识远程监控系统的基本内涵，将数字编码、图像序列检测以及传输技术等引入其中，同时注意在远程监控系统实施中，其软件与硬件设计都较为合理，这样才能将系统作用充分发挥出来。

参考文献：

[1]朱璐璇.数字视频监控系统及其网络传输改进策略研究[D].电子科技大学，2013.

[2]栾松.基于Android平台远程视频监控系统关键技术的研究[D].东北农业大学，2012.

[3]李庆.基于3G的手机无线远程视频监控系统设计与实现研究[D].吉林大学，2015.