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導語：在視頻監(jiān)控論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1控制食品取樣與備制
當采用理化檢驗技術對食品質(zhì)量進行檢測時，要遵循隨機原則對需要檢測的食品進行抽樣，最好是從具有代表性的各個食品中進行取樣。在取樣過程中，要確保取樣工具的清潔，避免引入有害物質(zhì)[2]。在抽樣過程中，要確保樣品保持原有的微生物狀態(tài)和及其理化指標，同時要使抽樣的數(shù)量滿足檢驗需求。在樣品備制過程中，需要保證樣品均勻。對于液體樣品，在檢測之前，需要充分搖晃，例如醬油、醋等食品，使液體達到均勻狀態(tài)。而檢測可溶性無鹽固形物體時，應該震搖，便于接下來的過濾工作。在備制固體樣品時，例如掛面、大米等，則需要粉碎和混勻后取樣。
1.2控制實驗試劑
化學試劑的質(zhì)量直接影響食品安全檢測實驗中的化學結果，因此需要對試劑的存放與保存有足夠重視。在食品理化檢驗實驗室中，有些化學試劑溶液有“保質(zhì)期”要求，例如，金屬元素的標準溶液的存放時間是一年；標準的滴定溶液需要兩個月進行一次標定；而對于淀粉和碘化鉀等溶液則需要在使用時當場調(diào)配。還有些溶液有特殊的儲存要求，比如在測定食品中亞硝酸鹽時使用的萘胺鹽酸鹽溶液，就需要在低溫環(huán)境下存放，而且當這種顯色劑的顏色變深時則不能繼續(xù)使用，需要重新進行配制[3]。另外，對于那些容易發(fā)生氧化反應的溶液，則需要定期對其進行檢查，并要根據(jù)實際需要合理配制。例如，在測定純凈水中高錳酸鉀耗氧量時，需用到草酸鈉標準溶液和高錳酸鉀標準溶液，但這兩種溶液存放時間過長，就會發(fā)生氧化反應，其濃度也會發(fā)生改變，當樣品中加入是適量的草酸鈉標準溶液之后，不會出現(xiàn)正常的化學現(xiàn)象，從而影響了檢測實驗的順利進行。再如，對當檢測食品中的SO2進行檢測時，則應該盡量避免碘標準滴定溶液接觸到空氣，否則試驗的差異就會超出標準規(guī)定的限制要求。
1.3控制分析方法
在食品理化檢驗實驗中，要根據(jù)實驗的目的與要求科學選擇分析方法。無論使用何種方法，都必須使用國家統(tǒng)一規(guī)定的方法。在常規(guī)的食品質(zhì)量控制檢驗時，對樣品實驗結果進行分析時，需要采用空白試驗、平行樣品測定以及加標回收率的測定方法來對檢測質(zhì)量來進行控制[4]。
1.3.1空白試驗測定
空白試驗的主要目的是分析出食品樣品中被測物質(zhì)外的各種因素的影響，并將這種影響進行排除，從而保證檢驗結果的準確與可靠性。通?？瞻自囼灴梢杂盟畞硖娲粶y溶液進行測定。
1.3.2平行樣品測定
在食品測定過程中，為了防止隨機誤差性過大，需要增加對同一個樣品進行測定的次數(shù)，從而使平行樣品的測定結果，出現(xiàn)的偏差應能夠保持在最大允許值范圍之內(nèi)。2.3.3加標回收率測定這種方法是需要向樣品中放入一定數(shù)量的標準物質(zhì)，這樣可以與樣品測定形成對照，進而可以觀察到新加入的需要檢測物品的回收率。通常情況下，加標回收率應控制在95%～105%。
1.4實驗環(huán)境控制
在進行理化實驗時，需要對實驗室進行合理布局，要最大程度的避免不一樣的食品測試項目出現(xiàn)交叉污染、進而相互干擾。不同類型的檢驗設備應該按照檢驗分析的要求，放置在不同的檢驗場所或者合適的環(huán)境中，同時食品檢測實驗室內(nèi)及其周圍環(huán)境要時刻保持整潔，而且實驗室內(nèi)的空氣潔凈度、溫度、濕度等相關要素都應該符合相應檢驗與分析的要求，從而為食品理化檢測實驗的順利進行創(chuàng)造出安全的環(huán)境。
1.5檢驗分析后的控制
當食品樣品檢測完成之后，需要對檢查分析數(shù)據(jù)進行檢查，判斷其記錄是否準確，查看計算結果是否保持在誤差允許范圍內(nèi)，分析計算結果有效數(shù)據(jù)的處理程序是否符合相關規(guī)則，檢驗報告是否準確出具和簽名等，確保食品安全檢測的結果有效。
二、結束語
論文關鍵詞：嵌入式Unux,ARM,視頻采集,可視化,網(wǎng)絡監(jiān)控
目前，國內(nèi)外對基于嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究，一般集中于嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計、嵌入式操作系統(tǒng)的研究、視頻圖像的網(wǎng)絡傳輸以及視頻圖像處理等幾個方面。
在嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方面一般是考慮系統(tǒng)的整體結構和功能，例如小型網(wǎng)絡攝像機，系統(tǒng)由圖像傳感器、嵌入式處理器、圖像處理器、網(wǎng)絡接口組成，通過壓縮優(yōu)化算法和背景差分算法可以使攝像機實現(xiàn)實時的圖像壓縮、傳輸，并能跟蹤目標，該系統(tǒng)的主要特點是實時性的提高[1];在嵌入式操作系統(tǒng)方面，一般集中于嵌入式操作系統(tǒng)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用研究。隨著壓縮編碼技術、計算機網(wǎng)絡技術和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，以嵌入式視頻服務器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始在市場上嶄露頭角，該系統(tǒng)不需要處理模擬視頻信號的PC，而是把攝像機輸出的模擬視頻信號通過內(nèi)置的嵌入式視頻編碼器直接轉換成數(shù)字信號，通過計算機網(wǎng)絡傳輸出去，嵌入式視頻服務器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡通信、自動控制等強大功能，直接支持網(wǎng)絡視頻傳輸和網(wǎng)絡管理，使得監(jiān)控范圍達到前所未有的廣度[2]。
嵌入式系統(tǒng)設計
嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一款前端采集并通過網(wǎng)絡傳輸至后臺從而實現(xiàn)視頻監(jiān)控功能的嵌入式視頻系統(tǒng)，前端采集采用當前流行的嵌入式開發(fā)平臺實現(xiàn)，后臺宿主機為普通PC機，通過宿主機上客戶端軟件來瀏覽前端采集的圖像數(shù)據(jù)[3]。
本系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設計方法是前端采用S3C2440，由CMoS和DSP集成一體的攝像頭通過USB控制器接入至S3C2440，S3C2440在外圍電路配合下共同完成前端采集工作，然后通過以太網(wǎng)與宿主機相連最終以實現(xiàn)視頻監(jiān)控功能。攝像頭與PC機只要分別通過.USB線與以太網(wǎng)直接與開發(fā)平臺相應的接口連接即可。所以本系統(tǒng)硬件設計將主要圍繞嵌入式處理器與外圍電路而進行設計。
本系統(tǒng)對操作系統(tǒng)的要求是需要有網(wǎng)絡的支持，并且有良好的實時性，嵌入式Linux符合本系統(tǒng)的這些需求，并且嵌入式Linux是免費的，遍布全球的眾多Linux愛好者又能給予Linux開發(fā)者強大的技術支持，綜合考慮，本系統(tǒng)將采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)來進行開發(fā)[4]。
經(jīng)過對本系統(tǒng)的應用背景和具體要求，對硬件和軟件的選擇進行了周全的考慮，最終制定出一套前端嵌入式采集并基于TCP協(xié)議發(fā)送至后臺顯示的網(wǎng)絡應用監(jiān)控系統(tǒng)[5]。
功能實現(xiàn)
本系統(tǒng)采用基于ARM920T的S3C2440。補可以使用常用的ARM交叉編譯器。要成功構建完整的交叉編譯環(huán)境，需要在宿主機上創(chuàng)建一系列的工具，包括C/C++編譯器，匯編器，鏈接器，嵌入式系統(tǒng)的標準C庫和GDB代碼級調(diào)試器。成功建立好開發(fā)環(huán)境后便可以運用這些工具進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)了[6]。
BootLoader采用由友善之臂提供的supervivi,ivi 的源代碼包vivi.tgz 位于光盤的/OpenSourceBootloader 目錄，把vivi.tgz 復制到某一個目錄，進入該目錄，運行以下命令：
#tar xvzf vivi.tgz –C /opt/FriendlyARM/mini2440
執(zhí)行該命令將把vivi 源代碼解壓到/opt/FriendlyARM/mini2440 目錄，進入vivi 源代碼目錄，執(zhí)行：
#cd /opt/FriendlyARM/mini2440/vivi
#make clean
#make menuconfig
采用的Linux內(nèi)核版本為Linux-2.6.13進入內(nèi)核源代碼目錄，然后執(zhí)行“make menuconfig”輸入以下命令，開始編譯內(nèi)核：
#make zImage
編譯結束后，會在 arch/arm/boot 目錄下生成linux 內(nèi)核映象文件：zImage
制作 yaffs 文件系統(tǒng)映象需要使用mkyaffsimage 工具程序統(tǒng)映象的制作。
(1)把mkyaffsimage.tgz 文件拷貝到某一個目錄，進入該目錄，然后執(zhí)行以下命令：
#tar xvzf mkyaffsimage.tgz -C /usr/sbin
這將把制作工具 mkyaffsimage 安裝到系統(tǒng)的可執(zhí)行路徑/usr/sbin
(2) 拷貝光盤中的root_default.tgz 到某一個目錄，進入該目錄，然后執(zhí)行以下解壓命令：
#tar xvzf root_default.tgz -C /opt/FriendlyARM/mini2440該命令將把root_default 文件系統(tǒng)目錄解壓到/opt/FriendlyARM/mini2440 目錄[7]。
USB攝像頭的驅動應當與內(nèi)核提供的視頻驅動掛鉤。即首先在驅動中聲明一個vidco_device結構，并為其指定文件操作函數(shù)指針數(shù)組FOPS，向系統(tǒng)注冊。在應用程序發(fā)出文件操作的相關命令時，核心根據(jù)這些指針調(diào)用相應函數(shù)，并將該結構作為參數(shù)傳遞給它們。這樣，就完成了驅動和核心之間的通信[8]。
將配制完成的系統(tǒng)移植入硬件平臺中，測試的結果如下圖所示：
結語
基于嵌入式技術的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控是當前一門十分活躍的技術，它包括了嵌入式技術、網(wǎng)絡技術、信息技術等多種前沿學科。目前有多種的應用方案，沒有形成統(tǒng)一的技術標準，因此對于其中關鍵技術，如網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計、嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中的應用、視頻圖像的壓縮傳輸?shù)榷际钱斍捌惹行枰芯康摹?/p>
參考文獻：
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關鍵詞： H.264標準；視頻壓縮；視頻編碼
0 引言
以數(shù)字視頻的采集、壓縮、處理為核心的現(xiàn)代視頻監(jiān)控技術，采用先進圖像處理芯片對視頻進行壓縮處理，把智能圖像處理技術用于圖像顯示、監(jiān)控成為嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重點研究方向[1]。無論是MPEG1、MPEG2或者是MPEG4、H.263都已經(jīng)無法滿足運動圖像壓縮的要求，這時新一代的H.264標準便被制定，H.264作為新一代的編碼方式，有效提升了視頻壓縮率，僅需原先的一半帶寬即可播放相同質(zhì)量的視頻，而且視頻編碼的碼率更加靈活，架構主要包括，幀內(nèi)預測、幀間預測、轉換、量化、去區(qū)塊濾波器、熵編碼等模塊，下面將研究H.264視頻編碼的關鍵技術及其應用前景。[2]
1 H.264壓縮標準
H.264是兩個組織專家ITU-T和ISO為多媒體傳輸設計的數(shù)字視頻編碼標準[3]，全稱是MPEG-4AVC，翻譯成中文意思是“活動圖像專家組-4的高等視頻編碼”，或稱為MPEG-4Part10。各種分辨率的視頻圖像格式都可以被H.264視頻編碼標準支持，包括sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF、16CIF等[4]。H.264是一種視頻壓縮標準，同時也是一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和格式。H.264比其他編碼標準有著更高的視頻質(zhì)量和更低的碼率，被廣泛用于網(wǎng)絡流媒體數(shù)據(jù)、各種高清晰度電視陸地廣播以及衛(wèi)星電視廣播等領域。H.264的特點是能低碼率、高清晰持續(xù)提供較高的視頻質(zhì)量，能大大加強圖像的編碼效率和改善圖像數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的傳輸效率。[1]，使網(wǎng)絡更加靈活、適應性更強，最大的好處就是節(jié)約了成本，彌補了技術差距，讓存儲與視頻管理變得更高效。
2 H.264編碼器的結構和特點
H.264只是規(guī)定了輸入碼流的格式及編碼之后輸出比特流的句法結構，其標準的編碼思路是混合編碼模式，以幀間和幀內(nèi)預測來清除空間和時間的冗余分量，用變換和量化編碼來清除頻域冗余分量。H.264視頻編碼在一定情況下提高了視頻壓縮編碼性，其視頻解碼與編碼實現(xiàn)的過程相反，依據(jù)幀內(nèi)編碼進行逆量化，反變換，重構幀，最后經(jīng)塊濾波器平滑濾波后得到重建圖像，[1]H.264編碼器的功能組成框圖如1。
3 H.264編碼器關鍵環(huán)節(jié)分析
3.1 幀內(nèi)預測 比起H.263，H.264提供了更多不同的工具來降低碼率，以編碼單位來說，h.264中每個宏塊（macroblock/mb）大小都是固定的16×16像素，能夠實現(xiàn)高分辨率視頻的壓縮，對于幀間編碼來說，它允許變換塊的大小根據(jù)運動補償塊的大小進行自適應的調(diào)整；對于幀內(nèi)編碼來說，它允許變換塊的大小根據(jù)幀內(nèi)預測殘差的特性進行自適應的調(diào)整。
3.2 幀間預測 H.264標準與早期標準不同之處在于，它所使用的是塊結構運動補償，運算精度精確到1/4像素點上。[8]不僅如此，H.264標準還使用了多幀預測的方法，能夠明顯改善預測增益。[5]
3.3 整數(shù)變換與量化 H.264中整型變換與之前的MPEG系列標準所采用的DCT變換都有區(qū)別：
①它是整形變換（所有的操作都為整數(shù)運算，不存在解碼精度損失）。②用整數(shù)算術變換可以確保編解碼之間實現(xiàn)零失配。③變換的核心運算部分只用到加法和移位運算，不需要乘除運算。④到量化器的縮放乘積因子為整數(shù)，減少了乘積因子的數(shù)據(jù)位數(shù)。[4]量化的目的是減小信號的值域，以更少的比特來表示信號，從而達到減少數(shù)據(jù)量的目的。H.264中量化的步長總共有52種，其按照12.5%遞增，并且變換系數(shù)的讀取有雙掃描和之字形兩種方式。
3.4 熵編碼 熵編碼是對數(shù)據(jù)的冗余信息進行壓縮的方法，變長編碼和Huffman編碼相結合進行，以較短的字長表示出現(xiàn)概率較大的數(shù)據(jù)，較長的字長表示出現(xiàn)概率較小的數(shù)據(jù)來達到降低數(shù)據(jù)量的目的。
CAVLC是一種變長編碼。先對變換系數(shù)進行zig-zag掃描。用行程碼（L，V）表示掃描以后的數(shù)據(jù)，V代表數(shù)值，L代表該數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)。因為視頻塊在整形變換和量化后，大部分變換系數(shù)成為0，只有很少的數(shù)據(jù)在低頻部分，用行程數(shù)L代表連續(xù)出現(xiàn)的0的個數(shù)，V代表0串后挨著的非零值，接著對L和V分別采用Huffman編碼進一步壓縮，有不同的碼表可以查詢亮度塊和色度塊。行程編碼大大降低了編碼的碼字字長。CABAC是一種二進制算術編碼，其通過構建模型來預測當前的視頻信號。相對于CAVLC編碼，CABAC的編碼效率更高，更節(jié)省碼率。[4]
3.5 碼率控制 H.264視頻編碼標準雖然對于編碼器的結構實現(xiàn)模式?jīng)]有具體的規(guī)定，但編碼器實現(xiàn)的核心問題要解決編碼器的結構、相應的視頻編碼如何控制。H.264編碼器采用基于拉各朗日Lagrangian優(yōu)化算法的率失真優(yōu)化模型實現(xiàn)視頻編碼的控制，其實現(xiàn)方法簡單而且效率高。[5]
H.264編碼標準由于以上關鍵技術的支持，獲得了較高性能編碼，但編碼器復雜度增加，約為MPEG2的4倍，MPEG4的2倍。其高復雜度原因有兩個方面，一是編碼選項復雜，二是計算量高。具體內(nèi)容有宏塊的劃分及搜索模式的組合的選取、高精度亞像素運動補償和多參考頓預測，H.264更細化，更精確的數(shù)據(jù)壓縮導致了計算量高。[6]
4 應用前景
H.264作為一種具有高效壓縮性能的視頻壓縮編碼技術，其在制定的過程中就充分參考和吸收了H系列和MPEG系列的優(yōu)秀研究成果，修改或重新制定了其中不合理的部分，使其有很好的壓縮性能。H.264能夠比H.263和MPEG-4大約省去50%的碼率。[7]H.264的高效的視頻壓縮能力和優(yōu)異的網(wǎng)絡適應性，為視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃蕴峁┝吮Ｕ希淇蓮V泛應用于數(shù)字攝像、英特網(wǎng)、數(shù)字視頻錄像、DVD及電視廣播等領域的圖像壓縮。
5 結束語
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)要達到良好的監(jiān)控效果，僅提高攝像頭的分辨率是不行的，只有通過改善數(shù)字視頻的壓縮技術，降低視頻傳輸?shù)恼`碼率，提高視頻的質(zhì)量，才能推動網(wǎng)絡視頻走向智能化。[1]H.264標準的推出是視頻編碼標準的一次重要的進步，盡管其算法復雜，但是能夠大幅度提高編碼效率，使得應用范圍更加的廣泛。
參考文獻：
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關鍵詞:視頻監(jiān)控;嵌入式系統(tǒng);人工智能
中圖分類號:TN141.9文獻標識碼:B
The Analysis of Video Surveillance System
LIU Gang-li,WU Fei
(Chengdu Electromechanical college, Chengdu Sichuan 610031, China)
Abstract: Embedded video surveillance system is a new digital video surveillance system based on embedded system technology, video technology and real time network transporttechnology. Compared to the old video surveillance system, it has many advantages, such as stability, real time performance, functions and price etc. It is also the direction of research and development in video surveillance system.
Keywords: vedio surveillance; embedded system; artificial intelligence
引言
近年來,視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛應用。從功能上講,視頻監(jiān)控系統(tǒng)可用于安全防范、信息獲取和指揮調(diào)度等方面,可以提供生產(chǎn)流程控制、大型公共設施的安防、醫(yī)療監(jiān)護、遠程教育等多種服務。從應用領域上看,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各行各業(yè)都得到了應用,例如軍事領域的基地安防、公安偵破、監(jiān)獄法庭監(jiān)管等;檔案室、文件室、博物館、金融等機要部門的監(jiān)視、控制和報警;交通領域的高速公路收費管理、交通違章、流量監(jiān)控、車輛牌照管理和公路、橋梁、鐵路、機場等場所的遠程圖像監(jiān)控;電信領域的交換機房、無線機房、動力機房等的遠程監(jiān)控;電力領域的變電站、電廠等的遠程無人值守監(jiān)控;社區(qū)物業(yè)管理中的住宅小區(qū)、辦公室安全防范和智能大廈、停車場的無人監(jiān)控等[1]。
1模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)
早期視頻監(jiān)控方案中的視頻、音頻信號的采集、傳輸、存儲均為模擬形式,沒有實現(xiàn)數(shù)字化,更不能通過網(wǎng)絡來交換數(shù)據(jù)。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過微處理器或者PC機對模擬視頻系統(tǒng)實施數(shù)字控制以及多媒體管理,具有良好的實時性和圖像質(zhì)量,然而這樣的系統(tǒng)靈活性差。以下是模擬監(jiān)控系統(tǒng)的主要缺點:
(1)監(jiān)控的范圍很有限,通常只適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控。同軸電纜是模擬視頻信號的主要傳輸工具,而同軸電纜傳輸模擬視頻信號的距離比較短,往往不超過一千米,雙絞線的距離更短。由于模擬線路不可能很長,所以信號傳輸距離有限且無法聯(lián)網(wǎng),僅局限于同一建筑物或工廠內(nèi)[2];
(2)模擬信號占用通訊線路較多,而且開放性較差;
(3)監(jiān)控質(zhì)量不高。由于模擬信號很容易受干擾,所以監(jiān)控圖像質(zhì)量不好;
(4)維護管理復雜。沒有良好的用戶操作界面,非專業(yè)人員無法正常操作;
(5)成本較高。對于每個監(jiān)控中心都需要配置一套監(jiān)控設備,而且信息的存儲方式是利用錄像帶、磁帶等設備,這些存儲設備成本較高。
由于存在以上缺點,所以傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)己遠遠不能滿足越來越高的生產(chǎn)和管理監(jiān)控的需求[3]。
2數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上世紀90年代,由于視頻壓縮編碼技術、多媒體技術、網(wǎng)絡通訊技術的出現(xiàn),數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起。目前,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩種類型:一種是以基于PC的數(shù)字錄像設備為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng);另一種是以嵌入式視頻WEB服務器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
2.1基于PC的視頻監(jiān)控系統(tǒng)
基于PC的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的結構一般是在遠端監(jiān)控現(xiàn)場,有若干個攝像機、各種檢測、報警探頭與數(shù)據(jù)設備,通過各自的傳輸線路,匯接到多媒體監(jiān)控終端上。多媒體監(jiān)控終端可以是一臺PC機,也可以是專用的工控機。除了處理各種信息和完成本地所要求的各種功能外,系統(tǒng)利用視頻壓縮卡和通信接口卡,通過通信網(wǎng)絡,將監(jiān)控信息傳到一個或多個監(jiān)控中心。
相對于模擬傳送,基于PC的多媒體監(jiān)控具有以下優(yōu)點:
(1)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)把監(jiān)控錄像保存在大容量硬盤上,數(shù)字信號長期存儲,信息永不丟失,圖像質(zhì)量不下降;
(2)數(shù)字視頻容易被計算機處理,可以在監(jiān)控圖像中設定報警區(qū)域,計算機對報警區(qū)域的圖像進行分析和處理,當有目標在該區(qū)域內(nèi)活動時,計算機及時采取預定操作,在一定程度上做到自動監(jiān)控,無人職守;
(3)數(shù)字視頻經(jīng)過壓縮之后,占用帶寬較小,而且數(shù)字信號在傳輸時容易進行加密,非法截取的信號無法還原為視頻圖像;
(4)數(shù)字錄像存儲在計算機硬盤上,可以用計算機來檢索和管理,擺脫了手工管理和檢索的復雜繁瑣[4]。
2.2基于嵌入式技術的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)
隨著網(wǎng)絡帶寬、計算機處理能力、大容量存儲和嵌入式技術的快速發(fā)展及各種實用視頻處理技術的出現(xiàn),視頻監(jiān)控步入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡時代。以目前嵌入式處理技術、視頻壓縮及解壓技術、網(wǎng)絡通信技術等構成的視頻監(jiān)控系統(tǒng)稱為基于嵌入式技術的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)?；谇度胧郊夹g的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點是:性能穩(wěn)定,便于安裝,易于實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設計,便于管理和維護,能夠充分利用網(wǎng)絡資源[5]。
3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
智能視頻監(jiān)控具有廣泛的應用前景和潛在的經(jīng)濟價值,引起了國際上許多著名科研機構以及研究人員的興趣。就目前而言,國際上對智能視頻監(jiān)控的研究已經(jīng)達到了一定的水平,智能視頻也受到越來越多的重視,一些重要的學術期刊和重要的學術會議已經(jīng)將智能視頻監(jiān)控作為主題內(nèi)容之一。同時也有不少的原型系統(tǒng)被研制出來,如在上個世紀90年代末,美國國防高級研究計劃局(DARPA)資助卡內(nèi)基梅隆、戴維SARNOFF研究中心等著名大學和科研機構,聯(lián)合研制出了智能場景監(jiān)視與監(jiān)控系統(tǒng)VSAM,應用在未來戰(zhàn)爭中人力監(jiān)控費用昂貴、危險系數(shù)高或者人力無法實現(xiàn)的場合的監(jiān)控;美國ISS公司研制出的AUTOSCOPE 2004是一種大區(qū)域視頻監(jiān)控系統(tǒng),已經(jīng)作為北美鐵路運輸監(jiān)視系統(tǒng)實際應用。
在國內(nèi),智能視頻監(jiān)控的研究也已經(jīng)有了長足的進步,2002年5月,第一屆“全國智能視覺監(jiān)控學術會議”在北京召開,迄今為止,已經(jīng)舉行了三屆,得到了廣泛的關注[6]。此外,中國科學院自動化研究所模式識別國家重點實驗室已經(jīng)成立了智能視頻監(jiān)控研究小組,正在開展智能視頻監(jiān)控方面的研究,研究內(nèi)容包括:快速準確的運動檢測;實時性的基于三維模型的車輛與行人的定位、識別和跟蹤;基于移動攝像機的視覺監(jiān)控技術;多攝像機的協(xié)作監(jiān)控;事件的機器學習方法;異?，F(xiàn)象的檢測、報警與目標的行為預測;對目標運動情況給出語義上的解釋的方法以及遠距離的身份識別等等,其目標是實現(xiàn)一個包括以上研究內(nèi)容的動態(tài)場景集成分析演示系統(tǒng)[7]。
4發(fā)展方向
經(jīng)過十多年的發(fā)展,智能視頻監(jiān)控技術在組網(wǎng)結構、視頻信息壓縮與存儲、視頻流傳輸以及人機界面上都已經(jīng)比較成熟,但總體而言,智能視頻監(jiān)控技術還遠遠達不到完美,今后在以下幾個方面值得探索和研究:
(1)采用新的視頻圖像編碼標準提高視頻圖像的質(zhì)量,以利于視頻觀看以及圖像檢測;
(2)提高視頻流的壓縮與傳輸速度,以增強視頻監(jiān)控的實時性;
(3)視頻檢測與識別技術,包括從監(jiān)控攝像機所捕捉的序列圖像中檢測是否有運動物體存在的運動檢測以及異常現(xiàn)象的檢測、報警與目標的行為預測等;
(4)全方位的視頻監(jiān)控,單個攝像機的視野有限,要監(jiān)控大范圍的動態(tài)場景就需要多個攝像機,此外,多個攝像機也有利于解決遮擋問題,多攝像機的定標與數(shù)據(jù)融合是兩個關鍵問題;
(5)人工智能在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用。
參考文獻
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[6] 譚鐵牛. 智能視覺監(jiān)控技術概述[C]. 第一屆全國智能視覺監(jiān)控學術會議,2002年5月,56-58.
關鍵詞：智能視頻監(jiān)控；智能視頻分析；數(shù)字視頻壓縮；數(shù)字視頻傳輸；存儲；檢索
1.前言
在社會信息化日益發(fā)展的今天，信息技術、網(wǎng)絡技術、通信技術以及多媒體技術已經(jīng)滲透到人類生活的各個領域中，視頻監(jiān)控以其直觀、方便和內(nèi)容豐富等特點，日益受到人們的青睞。視頻監(jiān)控是多媒體、計算機網(wǎng)絡、工業(yè)控制和人工智能等多種技術的綜合運用，目前正從傳統(tǒng)的安防監(jiān)控朝著音視頻的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡化和管理的智能化方向發(fā)展。近年來，視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應用。從功能上講，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可用于安全防范、信息獲取和指揮調(diào)度等方面，可以提供生產(chǎn)流程控制、大型公共設施的安防、醫(yī)療監(jiān)護、遠程教育等多種服務。從應用領域上看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各行各業(yè)都得到了應用，例如軍事領域的基地安防、公安偵破、監(jiān)獄法庭監(jiān)管等，檔案室、文件室、博物館、金融等機要部門的監(jiān)視、控制和報警；交通領域的高速公路收費管理、交通違章和流量監(jiān)控、車輛牌照管理和公路橋梁鐵路機場等場所的遠程圖像監(jiān)控；電信領域的交換機房、無線機房、動力機房等的遠程監(jiān)控；電力的領域變電站、電廠等的遠程無人值守監(jiān)控；社區(qū)物業(yè)管理中的住宅小區(qū)、辦公室安全防范、智能大廈、停車場的無人監(jiān)控等。
經(jīng)過十多年得發(fā)展，智能視頻監(jiān)控技術在組網(wǎng)結構，視頻信息壓縮與存儲、視頻流的傳輸以及人機界面上都已經(jīng)比較成熟，但總體而言，智能視頻監(jiān)控技術還遠遠達不到完美。今后，在以下幾個方面值得探索和研究：
采用新的視頻圖像編碼標準提高視頻圖像的質(zhì)量以利于視頻觀看以及圖像檢測。
提高視頻流的壓縮與傳輸?shù)乃俣?，以增強視頻監(jiān)控的實時性。
視頻檢測技術，包括從監(jiān)控攝像機所捕捉的序列圖像中檢測。
2.智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵技術研究
在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，包含著以下五種關鍵技術：數(shù)字視頻壓縮技術、數(shù)字視頻網(wǎng)絡傳輸技術、高效大容量的視頻數(shù)據(jù)存儲和檢索技術、監(jiān)控場景中運動檢測與告警信息處理技術以及監(jiān)控場景中物體識別與跟蹤技術，下面分別介紹。
2.1數(shù)字視頻壓縮技術
眾所周知，未經(jīng)壓縮數(shù)字視頻信號其數(shù)據(jù)量相當?shù)拇?，長久以來，關于視頻壓縮有ISO／IEC制定的MPEG—X(活動圖像編碼專家組)和ITU—T(視頻編碼專家組)制定的H．26X兩大系列標準。TU—T已頒發(fā)的視頻壓縮標準有H．261、H．262、H．263、H．264。目前使用較多的是H．263，值的一提的是，H．264標準是ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO／IEC的MPEG(活動圖像編碼專家組)的聯(lián)合視頻組(3VT：JointVideoTeam)開發(fā)的標準。具有比其它的H系列視頻壓縮標準節(jié)省碼流，比MPEG一4算法簡單的特點，因而在網(wǎng)絡視頻監(jiān)控領域具有明顯的優(yōu)勢。但是MPEG一4可以利用很窄的帶寬，通過幀重建技術來壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求利用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。
2.2數(shù)字視頻網(wǎng)絡傳輸技術
網(wǎng)絡傳輸技術需要解決在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)環(huán)境下的視頻編碼數(shù)據(jù)包的可靠性傳輸、數(shù)據(jù)包定序、低延遲傳輸、音視頻同步、低碼率傳輸、實時解碼等問題；此外，在多用戶環(huán)境下，為了緩解傳輸網(wǎng)絡的壓力，還需要考慮應用IP組播技術和QOS控制技術，保證網(wǎng)絡傳輸?shù)母咝?。視頻數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量直接影響系統(tǒng)的監(jiān)控質(zhì)量，因此，網(wǎng)絡傳輸技術顯的尤為重要。由于壓縮后的視頻數(shù)據(jù)的信息量仍然十分巨大以及傳輸?shù)膸捰邢蓿沟镁W(wǎng)絡編程技術、IP組播技術、流媒體傳輸協(xié)議RTP／RTCP等成為視頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡傳輸中的關鍵技術。在數(shù)據(jù)傳輸中，網(wǎng)絡傳輸協(xié)議的選擇也很重要，它將直接影響到數(shù)字視頻傳輸?shù)膶崟r性和通過網(wǎng)絡傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質(zhì)量。
2.3視頻存儲和檢索技術
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能之一就是可以保存大量的視頻記錄，供日后查詢?yōu)g覽使用，這就需要有一套完整的視頻數(shù)據(jù)存儲方案來對監(jiān)控場景的視頻數(shù)據(jù)進行電子科技大學碩士學位論文高效快速的保存；此外，對于存儲的視頻數(shù)據(jù)，通過手動檢索查詢是不現(xiàn)實的，還需要相關的檢索查詢策略由計算機自動完成視頻數(shù)據(jù)的查詢并呈現(xiàn)給用戶。高效快速的保存；此外，對于存儲的視頻數(shù)據(jù)，通過手動檢索查詢是不現(xiàn)實的，還需要相關的檢索查詢策略由計算機自動完成視頻數(shù)據(jù)的查詢并呈現(xiàn)給用戶。
傳統(tǒng)在線存儲通常采用小的數(shù)據(jù)塊交互來達到較塊的數(shù)據(jù)交易量，主要考慮的性能是IOPS(即每秒輸入／輸出的數(shù)據(jù)個數(shù))，然而對于視頻數(shù)據(jù)傳輸來說這種方式會影響視頻文件的高效傳輸，同時對于視頻存儲服務器來說我們主要考慮的性能是傳輸流量(MB／s)、設備壽命、訪問速度、成本等因素。目前有兩種方法可以存儲大量視頻數(shù)據(jù)，一種是文件存儲系統(tǒng)，另一種是數(shù)據(jù)庫技術。一般是通過文件存儲系統(tǒng)來存儲的。
2.4監(jiān)控場景運動檢測技術
由于視頻監(jiān)控的監(jiān)控場景基本已經(jīng)知道，于是其關注的焦點集中在場景本身的各種異常行為的發(fā)生上，這些異常行為多以運動的形式表現(xiàn)出來。運動檢測技術即是利用計算機自動檢測場景中活動的人和物體，并實時產(chǎn)生可靠的報警信息，從而提高監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率。對監(jiān)控場景的運動檢測的研究是當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)中非常熱門的方向。
目前常用的方法有以下幾類：背景減除法：背景減除是前景檢測中最常用的一種方法，它將當前幀圖像與背景圖像相減，得到的差值絕對值若大于某個閾值，則認為該像素是前景像素。目前，較多研究人員都致力于建立對光照和動態(tài)場景具有較強魯棒性的背景模型。幀差法：時間差分是在連續(xù)的圖像序列中將兩個或三個相鄰幀進行基于像素的差分，得到的結果閾值化，從而提取出運動區(qū)域。光流法：光流法基于相鄰圖像亮度不變性假設，認為前后兩幀圖像像素點在微小運動后仍保持相同強度，根據(jù)該假設計算各像素點的運動。
2.5監(jiān)控場景物體識別與跟蹤技術
智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)最主要的發(fā)展方向是在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中加入帶有人工智能的自動影像捕捉識別及跟蹤功能，也即能夠自動識別出監(jiān)控場景的物體尤其是人，并加以跟蹤鎖定。近年來這方面的各種技術得到了廣泛的研究和深入的探索，在這其中，高效、準確等特點成為最有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g。
主要的跟蹤方法有：點跟蹤：這種方法將對象用點表示，常用的數(shù)學模型有卡爾曼濾波和粒子濾；核跟蹤：對象使用一個幾何區(qū)域表示，跟蹤常通過計算對象的運動進行。輪廓跟蹤：輪廓跟蹤為跟蹤對象提供了精確的形狀描述。這種方法可分為形狀匹配和輪廓進化。
3.結語
綜上所述，雖然，目前仍存在許多問題，但是智能化已成為視頻監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢，并且正受到越來越多的關注。近年來國家基礎設施的高速建設，也對監(jiān)控提出了更高的要求，相信隨著智能視頻分析技術的不斷發(fā)展，各種硬件成本的下降以及通信商的投資助力等，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會更好的發(fā)展和普及。
參考文獻：
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論文摘要:隴粉互聯(lián)網(wǎng)、計葬機技術的發(fā)展以及視繃處理技術的進步，利用寬帶網(wǎng)絡進行視預傳特和應用已逐漸成為視繃盆撞核城的發(fā)展方向。早在2002年，基于寬帶網(wǎng)絡的視須上控業(yè)務的研發(fā)工作已經(jīng)開始，經(jīng)過不斷的改進和完菩，目前基于第三代網(wǎng)絡視效直技技術的平安城市建設工作已經(jīng)逐步得到了普及。本文時平安城市建設與網(wǎng)絡應用問超進行了探討。
1平安城市的網(wǎng)絡組成
平安城市建設中一般采用目前最先進的數(shù)字化視頻技術，可以高清晰地對多路模擬視頻信號進行捕捉、轉換、存儲，并且能夠將所采集圖像不失幀地進行多畫面顯示。該系統(tǒng)具有數(shù)字方式記錄、多索引回放、圖像編輯、圖像并網(wǎng)等諸多特點。一般由以下三個主要部分組成。
1 .1前端設備
前端設備完成模擬視頻的拍攝、探測器報警信號的產(chǎn)生、云臺防護罩等的控制、報警輸出、行動輸出等功能。前端設備主要包括攝像頭、電動變焦鏡頭、探測器、煙霧探測器、溫濕度傳感器、紅外燈、云臺、防護罩、解碼器、警燈、警笛、防盜照明燈、監(jiān)聽器、報警控制主機等設備。
1.2數(shù)字化處理和錄像部分
數(shù)字化處理和錄像部分是系統(tǒng)方案的現(xiàn)場核心，它完成模擬視頻監(jiān)視信號的數(shù)字采集、mpeg4壓縮、監(jiān)控數(shù)據(jù)記錄和檢索、硬盤錄像等功能。本著綜合性價比高且性能可靠性優(yōu)先的原則，在系統(tǒng)中采用了各通道獨立板卡、各路監(jiān)控信號單獨處理的方式，配備了高性能處理主機，冗余系統(tǒng)處理能力，便于升級。
1.3控制/通訊系統(tǒng)
控制包括攝像機云臺、鏡頭控制、報警控制、報警通知、自動手動設防、防盜照明控制等功能，同樣用戶的工作只是在中央監(jiān)控系統(tǒng)桌面點擊鼠標。因此，操作方便是數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的一個顯著特征。
2平安城市的系統(tǒng)功能要求
平安城市系統(tǒng)應能實現(xiàn)不同設備及系統(tǒng)的互聯(lián)、互通、互控，實現(xiàn)視音頻及報警信息的采集、傳輸/轉換、顯示/存儲、控制;進行身份認證和權限管理，保證信息的安全;應能與報警系統(tǒng)聯(lián)動，并提供與其他業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口l31。主要包括:實時圖像點播、遠程控制、存儲和備份、歷史圖像的檢索和回放、與其它系統(tǒng)的接口、系統(tǒng)的人機交互、用戶與權限管理、網(wǎng)絡與設備管理、網(wǎng)絡信息安全管理、日志管理等多項內(nèi)容。
對于監(jiān)控中心網(wǎng)絡帶寬規(guī)劃設計來說，主要應考慮前端設備接人監(jiān)控中心、監(jiān)控中心互聯(lián)、用戶終端接人監(jiān)控中心和網(wǎng)絡帶寬的預留。同時，監(jiān)控中心內(nèi)部及監(jiān)控中心間互聯(lián)的網(wǎng)絡性能指標應符合通信行業(yè)標準yd/t1171-2001中所規(guī)定的1級(交互式)或1級以上服務質(zhì)量(qos)等級標準。具體到網(wǎng)絡指標上要求:網(wǎng)絡時延上限值為400ms;時延抖動上限值為soms;信息(包括媒體信息、控制信息及報警信息等)經(jīng)由ip網(wǎng)絡傳輸時，端到端的信息延遲時間包括發(fā)送端信息采集、編碼、網(wǎng)絡傳輸、信息接收端解碼、顯示等過程所經(jīng)歷的時間。前端設備與監(jiān)控中心間端到端的信息延遲時間應不大于2s。前端設備與用戶終端間端到端的信息延遲時間應不大于4s。
此外，應保證圖像信息的原始完整性，即在色彩還原性、圖像輪廓還原性(灰度級)、事件后繼性等方面均與現(xiàn)場場景保持最大相似性。系統(tǒng)的最終顯示圖像應達到4級(含4級)以上圖像質(zhì)量等級，對于電磁環(huán)境特別惡劣的現(xiàn)場，圖像質(zhì)量應不低于3級。高風險對象的圖像存儲、回放的圖像分辨率應與其相對應的風險等級劃分規(guī)定的要求相一致，保證目標圖像質(zhì)量的有效性。經(jīng)智能化處理的圖像，其質(zhì)量不受上述等級劃分要求的限制，但對指定目標的處理，其處理前后的保留信息應保持一致。
3平安城市的系統(tǒng)組網(wǎng)及存儲方式
3.1組網(wǎng)方式
建設平安城市網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，當前比較常用的組網(wǎng)方式是集中式或分布式兩種系統(tǒng)。其中，集中式系統(tǒng)主要適合中小型網(wǎng)絡視頻監(jiān)控，其主要特點為系統(tǒng)中設一個全網(wǎng)管理中心。全網(wǎng)管理中心負責全網(wǎng)業(yè)務的管理、業(yè)務統(tǒng)計、業(yè)務分析、數(shù)據(jù)備份、視頻分發(fā)、路由調(diào)度、計費等。分散式系統(tǒng)適合大型網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其主要特點為系統(tǒng)中設一個全網(wǎng)數(shù)據(jù)管理中心和多個區(qū)域管理中心。全網(wǎng)數(shù)據(jù)管理中心只負責全網(wǎng)業(yè)務的管理、業(yè)務統(tǒng)計、業(yè)務分析、數(shù)據(jù)備份、路由調(diào)度等，它的數(shù)據(jù)獲取途徑是直接從區(qū)域管理中心獲取數(shù)據(jù)進行處理，從而節(jié)省了網(wǎng)絡帶寬，減小了系統(tǒng)瓶頸(包括網(wǎng)絡瓶頸和服務器瓶頸)。目前，分散式組網(wǎng)是平安城市組網(wǎng)的主流方式。建設大規(guī)模的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，可根據(jù)監(jiān)控的區(qū)域范圍及業(yè)務需求實行分級結構，形成省級監(jiān)控中心作為一級平臺，周邊地市為二級平臺的大型輻射狀網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。二級平臺可按實際需要擴展為:二級前端平臺、二級客戶端平臺、二級分發(fā)平臺、二級存儲平臺;二級平臺可安裝在一臺服務器上或多臺服務器上;二級平臺與主平臺之間以ip的方式進行通訊，業(yè)務大量增加后，可將存儲、分發(fā)及接人服務器下移到縣中心，形成三級平臺。
3 .2存儲方式
das(diskattaehedstorage)
存儲設備(raid系統(tǒng)、磁帶機和磁帶庫、光盤庫)可以直接連接到服務器。是一種傳統(tǒng)的，也是最常見連接方式，最容易理解和實施;由于das沒有獨立操作系統(tǒng)，且das系統(tǒng)之間沒有連接，數(shù)據(jù)只能采用分散管理。其最大的優(yōu)點出了易于實施外.主要變現(xiàn)在das的前期投資比較少。
nas(net, orkattaehedstorage)
nas由于本身裝有獨立的os,為此可以通過網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)完全跨平臺的共享，也完全支持winnt, linux, unix等多做系統(tǒng)共享同一存儲分區(qū)。nas是一種可以實現(xiàn)集中數(shù)據(jù)管理的方式。主要缺點為僅能本地備份，無法進行服務器備份，安全性不高，且前期的投入比較大。
san(storageareanet, ork)
san是一種完全獨立進行數(shù)據(jù)存儲的網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)傳輸率非常快。最主要的缺點是操作系統(tǒng)僅能做到服務器端，無法進行san網(wǎng)絡的不直接訪問，但這也從另一方面增加了網(wǎng)絡的安全性。此外，san在數(shù)據(jù)庫環(huán)境、數(shù)據(jù)備份和恢復等多個方面比較das和nas系統(tǒng)都有著非常明顯的優(yōu)勢。在安全性、傳輸速率、存儲保護、資源共享以及數(shù)據(jù)恢復等方面都有著很大的優(yōu)勢，為此被越來越多地應用到實際建設當中。
【關鍵詞】視頻監(jiān)控;地鐵施工;現(xiàn)場管理;盾構法
軌道交通建設的具有高成本、高風險、施工項目多、技術復雜等特點。我國目前多數(shù)城市地鐵建設處于初期階段，工程建設規(guī)模很大，面臨著專業(yè)人員匱乏、地質(zhì)條件差、環(huán)境復雜、施工難度大等諸多困難，因此，在地鐵工程建設中有必要建立一套針對地鐵建設安全風險監(jiān)控、管理信息系統(tǒng)，用信息化手段，更全面、更有效地提升軌道交通建設安全風險監(jiān)控與管理的水平，達成項目管理目標[1]。如何做好現(xiàn)場施工管理，保證質(zhì)量安全和進度成為大標段地鐵建設的關注焦點。
1、項目概況
廣州市軌道交通九號線某標段土建工程含兩站三區(qū)間，同時開工的工點有十來個。施工過程中存在以下管理難題：（1）項目規(guī)模大，風險高，監(jiān)管難到位;（2）設備材料進出場頻繁，財產(chǎn)損失難避免。
鑒于此，該標運用視頻監(jiān)控系統(tǒng)輔助進行施工現(xiàn)場管理。該系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、門禁和語音對講三大塊，實現(xiàn)對現(xiàn)場主要作業(yè)面的全方位監(jiān)控，所有視頻監(jiān)控圖像自動存儲30天，對于重要工序的施工圖像，管理員可導出永久保存。兩車站各設置一個監(jiān)控中心。通過網(wǎng)絡，該系統(tǒng)還可傳輸至地鐵公司總部和施工單位總部。
施工現(xiàn)場監(jiān)控中心的系統(tǒng)構成如圖1-1所示：
圖1-1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)及語音對講系統(tǒng)架構圖
2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用
2.1 推行門禁系統(tǒng)，嚴把人員進場關
地鐵工地工序多，作業(yè)人員進退場頻繁，人員流動性大，保證在場作業(yè)人員安全教育率以及避免無關人員進入施工現(xiàn)場一直是項目部面臨的難題。自項目部引進該套系統(tǒng)，實施實名制管理，進場人員只有經(jīng)過進場教育才發(fā)放門禁卡，門禁卡包含姓名、身份證號、班組、平安卡號等信息，在工地人員出入口安裝了門禁閘機，只有持門禁卡的人員才能進入施工現(xiàn)場作業(yè)。
2.2 重點部位布設監(jiān)控，為安全生產(chǎn)保駕護航
結合標段生產(chǎn)特點，在基坑開挖部位、吊裝井口、施工現(xiàn)場進出要道、盾構機臺車、管片拼裝等部位裝設監(jiān)控，對現(xiàn)場生產(chǎn)及安全文明施工情況進行實時監(jiān)控，安排一名專職安全員在監(jiān)控中心值班，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的違規(guī)行為，及時告知現(xiàn)場管理人員糾正，保證了隱患整改的及時性。針對盾構法施工作業(yè)點距離遠、管控不到位等特性，在盾構臺車以及管片拼裝部位設置監(jiān)控設備，極大地加強了項目部對隧道施工的管控能力，有效提高了應對現(xiàn)場突發(fā)狀況的能力。
2.3 影像資料為決策分析提供依據(jù)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理員可將重要的影像資料定期備份，為施工決策、解決施工難題提供參考依據(jù)。如本標段盾構施工地處花都區(qū)溶巖發(fā)育地段，在盾構施工過程中曾造成路面坍塌。為了嚴格控制施工參數(shù)，實施了解掘進情況，項目部在黑旋風出渣口設置監(jiān)控，對盾構的出渣情況進行監(jiān)控，并將監(jiān)控畫面實時傳輸至中控室，盾構操作手通過監(jiān)控錄像分析出渣情況，繼而判斷盾構施工過程中是否出現(xiàn)掏空、地質(zhì)突變等現(xiàn)象，從而及時有效采取注漿、調(diào)整盾構參數(shù)等措施，保證盾構掘進的安全。
2.4 監(jiān)控中心兼做應急臨時指揮部
監(jiān)控中心設立在辦公區(qū)旁，在應急管理中，監(jiān)控中心兼做臨時指揮部，調(diào)度等人員通過監(jiān)控錄像、語音對講系統(tǒng)、對講機等設備，對事故應急處理進行統(tǒng)籌的指揮，及時有效傳達相關指令，有效的提高事故應急處理效率。在項目部進行的應急演練中，要對監(jiān)控中心的功能進行檢驗。
2.5 進度質(zhì)量實時掌控
工程技術部可通過該系統(tǒng)查看危險性較大的項目是否嚴格按照施工方案進行;施工工藝和施工程序的執(zhí)行情況;可及時掌控施工現(xiàn)場的進度情況，當發(fā)現(xiàn)進度計劃發(fā)生重大偏差是，積極從人材機方面進行調(diào)整，及時糾偏，確保節(jié)點項目的按時完成。
2.6 關鍵材料設備實時監(jiān)控
材料設備部可通過該系統(tǒng)隨時掌握施工現(xiàn)場的材料、物資供應與使用情況，掌握大型施工機械的安全使用和維修保養(yǎng)情況。項目部對炸藥、雷管等危險品的出入庫情況進行24小時監(jiān)控，杜絕了危險品流向不明的情況發(fā)生[2]。
2.7 依托網(wǎng)絡共享人才庫，解決人才緊缺的問題
施工現(xiàn)場的監(jiān)控畫面可通過互聯(lián)網(wǎng)技術實時傳輸?shù)浇ㄔO單位、施工單位總部監(jiān)控中心，上級的人才為項目部服務，做到現(xiàn)場管理層層把關，一定程度上解決了地鐵建設人才緊缺、經(jīng)驗知識稀釋、專家資源匱乏和整體施工技術水平不足的問題。
3、視頻監(jiān)控管理與傳統(tǒng)管理對比
施工現(xiàn)場的傳統(tǒng)管理模式存在一定的局限性，而應用視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決了許多傳統(tǒng)管理的難題，實現(xiàn)了管理的高效性和全面性。
3.1 人的管理
傳統(tǒng)方式：管理者對勞動者的管理通常僅靠在現(xiàn)場巡視、溝通、監(jiān)督等來實現(xiàn)，由于大標段的特殊性，作業(yè)點分散，需要耗費大量的時間在路途上，因而盲區(qū)較多。同時，管理者自身素質(zhì)和責任心的差異，導致最后的管理效果存在較大差異。
視頻監(jiān)控管理：首先，建設單位、施工單位上級可將優(yōu)秀的管理者集中到總部，借助該系統(tǒng)實現(xiàn)對所有項目部施工的全覆蓋，對施工現(xiàn)場的情況進行監(jiān)督、指導。其次，項目部領導可借助本系統(tǒng)實現(xiàn)對現(xiàn)場管理者的監(jiān)控和管理，提高他們的責任心和效率。再次，有效的加強了對勞務分包工人的管理，杜絕了無關人員進入施工現(xiàn)場的現(xiàn)象。該系統(tǒng)對勞務隊伍有震懾作用，促進其提高業(yè)務水平，規(guī)范操作。門禁卡還可以實時統(tǒng)計進入施工現(xiàn)場的人員情況，通過統(tǒng)計分析，采取針對性措施，提高工效和工程質(zhì)量。
3.2 物的管理
傳統(tǒng)管理：定期對設備材料進行盤點，存在滯后性，造成材料設備與施工進度不匹配，影響了進度或占有了大量的項目資金，二者均不利于項目的推進。為保證施工現(xiàn)場大量材料設備的安全，對半成品、成品進行保護，需要投入大量的人力，并且對人員的素質(zhì)要求較高。
視頻監(jiān)控管理：及時掌握施工現(xiàn)場材料、物資供應與到貨和使用情況，保證了材料、物資供應與施工進度匹配;本系統(tǒng)回溯功能使項目的治安保衛(wèi)工作變得輕松，降低財產(chǎn)損失的風險和治安保衛(wèi)的成本。
3.3 環(huán)境的管理
傳統(tǒng)管理：環(huán)境條件時好時壞，距離項目部較遠的工點的環(huán)境條件較差。
視頻監(jiān)控管理：通過視頻的實時和全方位的監(jiān)控，監(jiān)督和指導現(xiàn)場的環(huán)境管理，使得整個項目部的環(huán)境管理標準一致，達到了效果，環(huán)境管理一直處于較高水準[3]。
結 論
該標成功應用視頻監(jiān)控系統(tǒng)對地鐵施工現(xiàn)場進行管理，可為其他項目建設提供有意義的參考。推廣視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可滿足企業(yè)信息化管理的需求，幫助企業(yè)推進精細化、現(xiàn)代化管理進程。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵施工現(xiàn)場管理的應用，取得了以下成果：
（1）降低管理成本，提高項目部管理效率，質(zhì)量安全進度更加可控。管理人員及時發(fā)現(xiàn)偏差及原因，制定針對性的管理措施，有的放矢，提高掌握現(xiàn)場情況的效率和準確性。
（2）落實崗位職責，明確責任。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設置，在很大程度上增強了施工人員的責任心和操作的規(guī)范性。
（3）降低了施工風險。對重點環(huán)節(jié)和關鍵部位進行監(jiān)控，可有效增加監(jiān)控面，能及時制止安全隱患及違章行為發(fā)生。
下一步的研究方向，基于視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，將進一步實現(xiàn)施工現(xiàn)場管理的精細化。
參考文獻：
[1]江樹生.地鐵施工遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].浙江工業(yè)大學碩士學位論文，2012
關鍵詞：監(jiān)控中心 安防監(jiān)控報警系統(tǒng) 電視監(jiān)控
中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0145-01
隨著數(shù)字網(wǎng)絡信息時代的到來，數(shù)字化高新技術產(chǎn)品日益增加和完善。各行業(yè)為了提高和完善生產(chǎn)、管理水平和增加競爭性，都爭先采用完善的高新技術產(chǎn)品。數(shù)字化網(wǎng)絡視頻監(jiān)控正逐步取代傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以其特有的優(yōu)勢在各個行業(yè)得到廣泛的應用。醫(yī)院的主要出入口、電梯間、公共區(qū)域等需要24小時實時監(jiān)控，其他如：病房、監(jiān)護室的患者24小時監(jiān)護，手術室的手術觀摩學習，醫(yī)生的共同會診，都有網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的用武之地，但最直接的應用點還要數(shù)危重急救病房和手術室等場所。
1 概述
醫(yī)院安防監(jiān)控指揮中心實施人防（民防）應急求援的指揮調(diào)度和戰(zhàn)時防空襲輔助指揮的場所，對其安裝安全防范系統(tǒng)的建設十分必要。一個完整的綜合安保系統(tǒng)由應多項子系統(tǒng)組成，并與其它系統(tǒng)存在相關聯(lián)系，其構成圖1如下。
1.1 系統(tǒng)功能分析
監(jiān)控中心對醫(yī)院各樓層區(qū)域、重要出入口、通道的監(jiān)控；院內(nèi)重要通道、進出口、偽裝房的監(jiān)控；醫(yī)院周邊圍墻的監(jiān)控；地下物資庫的監(jiān)控；醫(yī)院院圍墻防范非法翻越報警系統(tǒng)；監(jiān)控中心集中對前端攝像機進行顯示、控制等；監(jiān)控信號在監(jiān)控中心辦公樓可視；通過網(wǎng)絡經(jīng)授權的計算用戶可任意實現(xiàn)對圖像調(diào)用，執(zhí)行日常的運作；電視監(jiān)控系統(tǒng)與防盜報警系統(tǒng)可實現(xiàn)聯(lián)動功能；所有圖像的錄制采用數(shù)字化錄像模式，保存時間達一個月或以上；系統(tǒng)操作簡單，易上手，具備一定的超前性，在功能上應滿足當前和未來一段時期發(fā)展的要；主機預留容量和接口，便于今后擴容，并適應網(wǎng)絡的需要。
1.2 系統(tǒng)設計思路
該系統(tǒng)包括電視監(jiān)控系統(tǒng)、周邊防范報警系統(tǒng)兩部分；電視監(jiān)控系統(tǒng)：采用視頻集中管理控制，數(shù)字記錄與視頻矩陣控制相結合的解決方案實現(xiàn)前端監(jiān)控點位圖像的保存和網(wǎng)絡傳輸。在監(jiān)控中心設置電視幕墻，以實現(xiàn)對前端監(jiān)控點位圖像顯示及監(jiān)視。周邊防范報警系統(tǒng)：采用集中控制管理方式。在監(jiān)控中心及分控中心，均可實現(xiàn)對所有的視頻信號進行監(jiān)視、調(diào)看、錄像。
2 電視監(jiān)控系統(tǒng)
2.1 簡述
在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，可以把被監(jiān)視場所的圖像傳送到監(jiān)控中心，使被監(jiān)控場所的情況一目了然。它具有圖像直觀性、實時性、信息量大等特點。通過建立電視監(jiān)控系統(tǒng)，可使醫(yī)院監(jiān)控指揮中心管理人員了解各重要地區(qū)的狀況，實時獲得第一手圖像資訊，大大提高管理能力。同時，電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以不但與門禁管理系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、應急廣播子系統(tǒng)等其他子系統(tǒng)聯(lián)動運行，使應用效果更加強大，電視監(jiān)控系統(tǒng)的另一特點是它而且應當可以把監(jiān)視場所的圖像和聲音全部或部分記錄下來，這樣就為日后對某些事件的處理提供了方便條件及重要依據(jù)。
2.2 系統(tǒng)構成及工作原理
監(jiān)控系統(tǒng)可劃分為前端攝像、傳輸、控制、顯示與記錄設備以及網(wǎng)絡分控中心5部分。攝像機通過同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸?shù)娇刂票O(jiān)控中心。系統(tǒng)組成圖2如下。
系統(tǒng)前端設備將監(jiān)視部位的視頻信號傳送到主控室，接入16路數(shù)字硬盤錄像機進行圖像存儲及網(wǎng)絡傳遞。后再通過數(shù)字硬盤錄像機的環(huán)通輸出，接入到矩陣主機，通輸出口，接入到電視墻上的監(jiān)視器上顯示。
通過視頻矩陣主機，操作人員可發(fā)出指令，對云臺的上、下、左、右的動作進行控制及對鏡頭進行調(diào)焦變倍的操作，并可通過編程可歸類將不同區(qū)域的視頻信號輸出到分區(qū)監(jiān)視器上進行輪循或定格切換監(jiān)視。在監(jiān)視器上同時可顯示對應畫面圖像的攝像機編號或字符標題，上述操作可一次編程后每日自動運行，也可通過工作站來啟動序列運行。
同時利用數(shù)字硬盤錄像機將視頻信號進行壓縮處理，可對圖像進行錄像、回放、處理等操作，使錄像效果達到最佳。
3 結語
綜上所述，數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控是信息技術和電子技術發(fā)展的必然趨勢，并且通過在醫(yī)院的安防工作中實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控，能夠減輕醫(yī)護人員的工作負擔且有效提高工作效率。同時使得整個醫(yī)院理為人性化、智能化和先進化，更為有效地保障了醫(yī)院人員的生命安全。所以，將數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控應用到醫(yī)遼安防工作當中是大有裨益的[3]。
參考文獻
[1]楊進寶，無線醫(yī)療呼叫系統(tǒng)的設計，碩士學位論文[D].湖南師范大學，2009.7：55-56.
關鍵詞 視覺監(jiān)控 移動目標 跟蹤 人臉識別
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A
0 引言
隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡化的不斷發(fā)展，人們的安全防范意識的不斷提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已深入到人們的日常生活。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過工作人員對監(jiān)控視頻的觀看和分析來發(fā)現(xiàn)其中的危險信息，這就導致了信息獲取的不及時，從而無法及時地發(fā)現(xiàn)危險以采取進一步的防范措施，導致財產(chǎn)或人身的安全遭受嚴重損失。此外，由于人的生理原因，會造成對監(jiān)控視頻的監(jiān)視疏漏，基于此，視覺監(jiān)控不斷發(fā)展，視覺監(jiān)控實現(xiàn)了由機器來對所獲得的視頻進行處理，從而可以代替人來發(fā)現(xiàn)視頻序列中的潛在的危險，不僅可以做到全天候地進行監(jiān)視處理，還能避免因人為的因素造成的漏報誤報。
計算機視覺發(fā)展到今天，還沒有出現(xiàn)哪種萬能的檢測和跟蹤算法對所有的情況都適用。因此，在實際應用中，對復雜的移動目標進行檢測和跟蹤都具有相當?shù)碾y度。本文主要研究基于靜止背景的視頻序列的移動目標監(jiān)控，主要包括視頻圖像的預處理，移動目標的檢測、分割、識別、跟蹤、人臉識別。
本文的視覺監(jiān)控系統(tǒng)流程圖見圖1。首先獲取視頻序列并對其進行預處理，再進行目標區(qū)域的檢測和目標識別，這些是視覺監(jiān)控的低級和中級處理部分，人臉識別和跟蹤顯示為視覺監(jiān)控的高級部分。
圖1 視覺監(jiān)控系統(tǒng)工作流程
1 視頻圖像預處理
在實際應用中，由于監(jiān)控場景中光照、噪聲等方面的影響，使我們所獲得的圖像質(zhì)量不高，這就需要通過圖像預處理技術來對視頻圖像進行相應的處理，達到抑制噪聲、改善圖像質(zhì)量的目的。
1.1 灰度化
將采集到的彩色圖像序列進行灰度處理。
1.2 二值化
本文采用整體閾值法對視頻圖像進行二值化處理，以取得移動目標。
2 視頻監(jiān)控算法
2.1 移動目標的檢測
移動檢測就是檢測物體的移動區(qū)域，它的目的是在輸入的若干圖像序列中搜索到移動目標的區(qū)域，并確定其位置和尺寸大小等信息。
常用的移動目標檢測法有背景減除法、幀間差分法、光流法，本文采用三幀差分法和邊緣檢測法相結合的方法來進行移動目標的檢測，主要過程是先用canny算子邊緣檢測法對視頻幀進行邊緣的提取，再把連續(xù)三幀的視頻幀兩兩相減并與規(guī)定的閾值進行比較，根據(jù)與閾值的大小關系，判斷其為固定背景或是移動前景，從而得到移動目標形狀，達到檢測的效果。邊緣檢測的目的是檢測并找出圖像中屋頂變化和階躍變化的像素點，把這些像素點連接起來就構成了物體的邊緣，即檢測出了物體的邊緣。
邊緣檢測主要包括以下四個步驟：（1）圖像濾波；（2）圖形加強：增強圖像中灰度的對比度，突出領域變化顯著地點；（3）圖像檢測：用幅值閾值判據(jù)確定邊緣點；（4）圖像定位。
檢測出物體邊緣后再對其進行三幀差分算法的計算。
三幀差分法的基本原理是先選取視頻圖像序列中連續(xù)的三幀圖像并分別計算相鄰兩幀的差分圖像，然后將差分圖像通過選取適當?shù)拈撝颠M行二值化處理，得到二值化圖像，最后對每一個像素點得到的二值圖像進行邏輯與運算，獲取共同部分，從而獲得移動目標的輪廓信息。假設三幀圖像分別為（）、（）和（）， 分別計算前二幀圖像和后二幀圖像的差值并二值化處理，得到二值化圖像為（）和（），將（）和（）與給定的閾值進行比較，若和都大于給定的閾值T，則把中間幀（）作為前景圖像，最終得到移動目標圖像。閾值T為人工選取值，在對不同的視頻進行處理時，要設定不同的T值。原理圖如圖2所示。
與傳統(tǒng)檢測算法相比，三幀差分法和邊緣檢測法結合的檢測效果更好，主要表現(xiàn)在不會出現(xiàn)傳統(tǒng)差分法出現(xiàn)的檢測目標的空洞問題，也避免了邊緣檢測法的邊緣不清晰問題；相鄰兩幀時間間隔一般較短，其對于場景光線變化敏感度不高，適應性強，魯棒性好，穩(wěn)定性好，能適應場景的小幅度變化；背景不隨著時間累積，其更新速度較快，相對易于實現(xiàn)實時監(jiān)控。
2.2 移動目標跟蹤
本文使用基于變換域的跟蹤方法和基于臉部特征的跟蹤方法來實現(xiàn)移動目標跟蹤。
2.3 人臉檢測
本文的人臉跟蹤部分主要用到了MATLA 2012B中的Computer Vision System Toolbox（計算機視覺工具箱）的vision.CascadeObjectDetector（）函數(shù)，可以通過更改括號內(nèi)的參數(shù)決定某種跟蹤。
圖2 三幀差分法的基本原理圖
3 仿真實驗與分析
本文在MATLA 2012B平臺上進行仿真實驗，對一段自己拍攝的視頻進行測試，處理速度為每秒15幀，用三幀差分法和邊緣檢測法相結合的方法來對移動目標的檢測，用基于變換域的跟蹤方法對人體進行跟蹤，用基于臉部特征的跟蹤方法進行人臉的提取和跟蹤。
仿真結果見圖3、圖4、圖5。
從仿真結果可以看出，三幀差分法和邊緣檢測法相結合的方法比只用三幀差分法或只用邊緣檢測法能更好的提取出移動目標，提取出來的運動目標輪廓更加清晰，內(nèi)部的空洞比較少，且實用性強，不僅可以檢測移動人體還可以檢測任何移動物體。跟蹤算法能很好的跟蹤運動目標，并能準確地標出運動軌跡，識別精度較高。人臉識別跟蹤能準確地識別視頻中的人臉并進行跟蹤。
4 結論
本文的創(chuàng)新點在于針對傳統(tǒng)的視頻序列中移動目標檢測算法的不足，提出了一種將三幀差分法與邊緣檢測法相結合的移動物體目標的檢測算法。該方法能適應復雜環(huán)境，有效克服光照對視頻中移動目標檢測的影響，檢測提取的移動目標輪廓與實際物體輪廓相符，且適用性強，不僅可以檢測跟蹤目標人體，還可以檢測任何移動物體。在人臉識別部分，能較準確地識別并提取出人臉。仿真結果表明該方法準確高效，適用范圍廣，能應用于銀行、高級辦公樓、超市、交通監(jiān)控等方面，可以有效減少人力物力的投入，獲得比較好的經(jīng)濟效益。
參考文獻
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