视频监控论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇视频监控论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

随着计算机网络技术、多媒体技术、计算机视觉与模式识别技术的发燕尾服，一种以数字化、智能化为特点的多媒体远程数字监控系统应运而生，即基于IP的数字监控系统，实现了由传统的模拟监控到数字监控质的飞跃。与传统的模拟监控系统相比较，数字远程监控系统几个最主要的优势是：可以借助网络实现远程监控；在远程不同地点的分控中心或同个分控中心可同时调看某一个或者几个监控现场的音视频数据，从而实现分布式的音频频接入和音视频数据共享，同时，可以与监控现场人员进行对讲；可以对远程监控现场的云台、摄像机等设备进行控制。视频、音频的实时、分布式传输及控制指令的可靠传输是远程数字监控系统的一个关键问题。本文设计并实现了远程数字音频频监控系统，采用IPMulticast技术作为分布式音视频执着入和共享的解决方案，并针对视频、音频语音和控制数据不同的特点，对其所采用的不同传输技术进行了探讨，给出了具体实现方法。

1系统的总体结构

远程监控系统一般包括三部分：前端监控现场、通信设备和后端分控中心。整个系统基于Client/Server（客户机/服务器）模式。总体结构如图1所示。

（1）前端监控现场由监控现场主机及一些设备组成。设备包括摄像机、电动镜头、云台、防护罩、监视器、多功能解码器及报警器。监控现场主机运行客户前端软件，实现视频、音频数据的实时采集、压缩、解压缩（音频）（视频传输单向的，音频传输是双向的）及打包传送；对压缩的视（音）频数据进行经存储（也可在分近中心进行）。存储方式为循环存储、定时存储、手动存储及运动视频检测启动存储。接收来自分控中心的控制指令（也可在本地实施），对云台动作（上、下、左、右及自动）电动镜头的三可变（光圈、焦距和聚焦）。

（2）通信设备是指所采用的传输信道和相关设备，通信网络为LAN及WAN。

（3）后端设备由若干分控中心计算机组成。各分控计算机运行服务器端软件，接收来自前端压缩视（音）频、显示（播放）；通过网络对前端云台、摄像机进行控制；采用组播技术，实现分布式视频执着入和分丰式视频共享：每个分控中心主机可以同时监控多个前端，即“一点对多点”；不同分控心也可以同时监控同一前端，即“多点对一点”。

2网络传输模块的设计与实现

2.1系统传输数据类型的特点及通信协议的选择

系统传输数据有：控制数据、音频、视频数据、后端分控中心通过网络向监控现场主机设备云台及摄像机发送控制信号，实现云台动作（上、下、左、右、自动）摄像机光圈、焦距及聚焦三可变，要求控制信号的传输准确无误；音频、视频是连续，数据量大，允许传输中存在一定的数据错误率及数据丢失率，但实时性要求很高。此外，在监控系统中，要实现音视频的分布式接入和数据共享，必须进行音视频的多点传输。样实现上述目标？首先是通信协议的选择，TCP/IP协议是广泛使用的网协议，其网络模型定义了四层（即网络接口层、网络层、传输层、应用层）网络通信协议。传输层包含两个协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。IP是国际互联协议，位于网络层。TCP协议是面向连接的，提供可靠的流服务；UDP是无连接的，提供数据报服务；TCP采用提供确认与超时重发、滑动窗口机制等措施来保证传输的可靠性，正是这些措施增加了网络的开销。如果用TCP传输视（音）频数据，大量的数据容量引起重传。，使得网络负载大并会加大延迟；UDP协议是最简单的传输协议，不提供可靠性保证，正因为UDP协议不进行数据确认与重传国，大大提高了传输效率，具有高效快速的特点；Ipv4定义了三种IP数据包的传输：单播、广播及组播。要系统中实现视（音）频数据的多点传输，若采用单播，则同样的音、视频数据要发送多次，这样导致发送者负担重、延迟长、网络拥塞；若用广播，网络中的每个站点都将接收到数据，不管该结点否需要数据，增加了非接收者的开销；组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送单一的数据包到多个接收者（一次的、同时的）的网络技术。组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。由于无论有多少个目的地址，在整个网络的任何一条链路上都只传送单一的数据包。因此组播提高了网络传输的效率，极大地节省了网络传输。组播方式只适用于UDP。综上所述，采用TCP/IP传输控制信号，即信令通道；采用UDP/IP传输音视频信号，即数据通道。

IP组播依赖一个特殊的地址组——“移播址”，即D类地址。范围在224.0.0.0-239.255.255.255之间（其中224.0.0.0-224.0.0.255是被保留的地址），D类地址是动态分配和恢复的瞬态地址。组播地址只能作为信宿地址使用，而不能出现在任何信源地址中。每一个组播组对应于动态分配的一个D类地址。组播的特点：组播组的成员是动态的，主机可以任何时间加入或离开组播组，主机组中的成员在位置上和数量旧没有限制的。

2.2Windows下，IP组播的Winsock2实现

Windows环境下组播通信是基于WindowsSocket的。WindowsSocket提供两种不同IP组播的实现方法：WindowsSocket提供两种不同的IP组播的实现方法：Winsock1与Winsock2。在Windows2000平台实现VC++6.0开发工具，在本系统中实现了基于Winsock2的组播通信编程。

发送端（前端、客户端）实现步骤：

(1)加载Winsock2库，完成Winsock2的初始化：

WSAStarup(MAKEWORD(2,2),&wsaData)；(2)建立本地套接字（UDP）：

m_socket=WSASocke(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP,NULL,0,WSA_FLAG_MULTIPOINT_C_LEAF|

WSA_FLAG_MULTIPOINT_D_LEAF);

//组播通信具有两个层面的重要特征：控制层面和数据层面。控制层面决定一个多播组建立通信的方式，数据层面决定通信成员间数据传输的方式。每一个层面有两种形式，一种是“有限的”，另一种是“无根的”；数据报IP组播在两个层面上都是“无根”的。任一用户发送的数据都将被传送到组中所有其它成员。最后一个参数表明新创建的套接字在控制层面与数据层面都是“无根的”。

图2

可以通过setsocket函数设置套接字的属性，如地址重用，缓冲区是接收还是发送。

M_localAddr.sin_family=AF_INET;

M_localAddr.sin_port=m_iPort;//本地端口号

M_localAddr..sin_addr.S_un.S_addr=m_uLocalIP;//本地IP地址；

（3）绑定（将新创建的套字节与本地插口地址进行绑定）：

bind(m_socket,(PSOCKADDR)&(m_localAddr),sizeof(m_localAddr);

(4)设置生存时间（即数据包最多允许路由多少个网段）：

WSAIoctl(m_socket,SIO_MULTICAST_SCOPE,//设置数据报生存时间；

&iMcastTTL,//生存时间大小；

sizeof(iMcastTTL),NULL,0,&cbRet,NULL,NULL)；

（5）配置Loopback,以决定组播数据帧是否回送：

intbLoopback=FALSE;

WSAIoct(m_socket,SIO_MULTIPOINT_LOOPBACK,//允许或禁止组播数据帧回送；

&bLoopback,sizeof(bLoopback)，NULL,0,&cbRet,NULL,NULL);

(6)收发数据：

在发送方（前端、客户端）响应发送的消息函数中调用下面函数：

WSASendTo(m_socket,&stWSABuf,&cbRet,0,(structsockaddr*)&stDestAddr,//发送的目的地址；

sizeof(struct(sockaddr),NULL,NULL);

在发送方（前端、客户端）响应接收消息函数中调用下面函数：

WSARecvFrom(m_socket,&stWSABuf,1,&cbRet,&Flag,(structsockaddr*)&stSrcAddr,//源地址；

&iLen，NULL，NULL）；

（7）将组播套接字设置为异步I/O工作模式，在该套节字上接收事件为基础的网络事件通知：

WSAEventSelect(m_socket，m_hNetworkEvent，//网络事件句柄；将此套字节与该事件句柄并联在一起；

FD_WRITE|FD_READ）；//发生此两个事件之一，则将m_hNetworkEvent置为有信号状态；

（8）在工作线程中设置：

WSAWaitForMultipleEvent（3，//等待事件的个数）；

p->m_eventArray,//存放事件句柄的数组；

FALSE，WSA_INFINITE，FALSE）；

（9）关闭组播套字节：

closesocket(m_socket)；

接收端（后端、服务器端）实现步骤：

（1）-（3）与发送端（客户端）相同；

（4）调用WSAJLoinLeaf加入组播组：

SOCKETNetSock=WSAJoinLeaf(sock,//必须为组播标志进行创建，否则调用失败；

（PSOCKADDR）&（m_stDestAddr,//组播导址，与发送方的目的地址相同；

sizeof(m_stDestAddr),UNLL,NULL,NULL,NULL,

JL_BOTH));//允许接收和发送；

（5）与客户端（6）相同；（6）与客户端（7）相同；（7）与客户端（8）相同；（8）离开组播组；closesocket(NewSock)；//NewSock是调用WSAoinLeaf（）返回的套节字。

2.3在监控系统中网络传输模块的设计

网络传输模块流程如图2所示。

发送端（前端监控现场主机、客户端）监控主机运行客户端程序。在主线程中，启动视同、音频两个线程分别对视频及音频进行采集，放入视（音）频缓冲区；视频在本地回放；同时，监听分控中心的连接请求，收到连接请求，TCP三次握手，建立TCP连接（信令通道）；通过信令通道，向分控心发送二组组播地址及端口号（对应视频及音频，音频两个线程；分别在视（音）频线程中完成；利用Winsock2建立视（音）频数据通道（UDP）（源码前已述及）；对视（音）频进行压缩编码、组播发送；音频线程接收分控中心的音频数据包，解码并播放；实现视频的单向传输和音频的双向传输。

接收端（后端分控中心、服务器端）分控中心主机运行服务器端程序，在主线程中向前端监控现场主机发出连接请求（CALL），三次握手建立TCP连接（信令通道）；后端接收到组播地址及端口号后，启动视（音）频两个线程，完成；利用Winsock2建立视（音）频数据通道（UDP），加入视（音）频组播组，接收压缩视（音）频包，并解码显示（播放）；其中音频线程，还要完成音频数据包解码显示（播放）；其中音频线程，还要完成音频数据包的压缩、发送；实现视频的单向传输、音频的双向传输。

篇（2）

引言

随着拖动技术的不断发展以及大功率电力电子器件的不断更新，交流异步电机V/f控制PWM变频电源在工业上的应用越来越广泛。传统的SPWM变频调速技术理论成熟，原理简单，易于实现，但其逆变器输出线电压的幅值最大值仅为0.866Ud，直流侧电压利用率较低；而采用空间矢量PWM(SVPWM)算法可使逆变器输出线电压幅值最大值达到Ud，较SPWM调制方式提高了15％，且在同样的载波频率下，采用SVPWM控制方式的逆变器开关次数少，降低了开关损耗。为此，本文运用SVPWM算法，将逆变器和电机作为整体考虑，并综合三相电压，通过实时计算，利用MR16单片机实现了电机的恒磁通变频调速控制。

1空间矢量PWM基本工作原理

图1所示为三相电压型逆变器的工作原理图，它由6个开关器件组成。逆变器输出的空间电压矢量为

根据同一桥臂的上下两个开关器件不能同时导通的原则，其三相桥臂开与关可以有8种状态。在这8种开关模式中，有6种开关模式输出电压，在三相电机中形成相应的6个磁链矢量，另外2种开关模式不输出电压，不形成磁链矢量，称之为零矢量。各种状态形成的矢量在空间坐标系中的位置关系如图2所示。括号内的二进制数依相序A，B，C表示开关的不同状态，“1”表示上桥臂功率器件导通，下桥臂器件关闭；“0”表示的工作状态与此相反。任意一个电压空间矢量的幅值和旋转角度都表示此刻输出PWM波的基波幅值及频率大小，它的相位则表示不同的脉冲开关时刻。因此，三相桥式逆变器的目标就是利用这8种基本矢量的时间组合，去近似模拟合成这样一个磁链圆。

通常将一个圆周期6等份，并习惯地称之为扇区。每一扇区又可继续划分为任意的m个小等份。当理想电压矢量位于任一扇区之中时（如图2所示），就用该扇区的两个边界矢量和两个零矢量去合成该矢量，例如：当理想电压矢量处于第一扇区时就由和两个非零矢量以及零矢量合成，其他扇区依此类推。假设理想电压矢量位于图3所示的位置，依据正弦定理可以得到式（2）—式（4）。

式中：Us为逆变器输出电压矢量的幅值；

U1为非零矢量的幅值；

U2为非零矢量的幅值；

Ts为PWM周期；

t1为的作用时间；

t2为的作用时间；

t0为零矢量的作用时间；

|U1|=|U2|=…=Ud。

由于理想电压矢量是由位于该扇区边界的两个非零矢量和零矢量合成，在实际合成时可采用每一个非零矢量分别发出两次，零矢量则依次插入各个分割点的方法。例如：理想电压矢量为，其合成步骤可以是：先发非零矢量作用t1/2时间，再发零矢量作用t0/4时间，而后发出非零矢量作用t2/2时间，接着发出零矢量作用t0/4时间。然后再依此次序重发矢量一次，就完成了整个合成过程。之所以采用这种合成方法是因为系统工作到低频时，控制周期变长，而每个周期内非零矢量的作用时间又是一定的，也就是说零矢量的作用时间相应的变长了。于是就将一个周期中太长的零矢量分开成几个零矢量，而后把它们均匀地插入到非零矢量中去，这样既满足了合成的要求，又有效地抑止了低速转矩脉动。对于理想电压矢量位于扇区边界的这种情形，可以把它作为扇区的特例来处理，即有一个非零矢量的作用时间为0。

2系统实现

2.1主电路拓扑结构

主电路采用三相全桥逆变电路，其拓扑结构如图4所示，逆变DC/AC部分为全控式逆变桥，电容C为滤波电容，其电容值的选择与负载额定功率及直流侧输入电压有关。交流电机变频调速不仅要求输出电压为正弦波，而且要求电压和频率协调变化，即要求电压V和频率f要同时变化并满足一定的规律，如V/f为常数，这样才能保证异步电机转子磁通在变频调速过程中保持恒定。采用空间矢量PWM控制法驱动逆变桥，可以实现输出电压和频率分别按各自规律变化，而且正弦波畸变小，响应速度快，控制简单。2.2控制芯片

本系统采用MOTOROLA公司的电机控制专用单片机68HC908MR16（以下简称MR16）作为主控芯片，它是一种高性能，低成本的8位单片机。MR16内部集成有16K字节的可擦写片内闪速存储器FLASH，768字节的RAM；具有10位精度的10通道ADC模块，其AD转换时间最快仅需2μs，能够在极短时间内完成多路采样并进行高精度转换；同时MR16含有一个可编程时钟发生器模块(CGM)，系统时钟不仅可以直接由外部晶振输入分频得到，也可以先将晶振电路的输出信号缓冲后再经内部锁相环(PLL)频率合成器提供；具有串行通信模块SCI，它有32种可编程波特率，可以工作在全双工或半双工模式，通过SCI模块能方便地实现系统与外部的实时通信。

MR16中颇具特色的部分是专门用于电机控

制的PWMMC模块。该模块可以产生3对互补的

PWM信号或6个独立的PWM信号，这些PWM信

号可以是中心对准方式也可以是边缘对准方式。

6个通道都有一个12位的PWM计时器，PWM分辨率在边缘对准方式时是一个时钟周期，而中心对准方式时是两个时钟周期，这样边缘对准方式的最高分辨率是125ns（内部工作频率为8MHz）而中心对准方式的最高分辨率为250ns。当PWMMC模块工作于互补模式时，模块功能部件自动地将死区时间嵌入到PWM的输出信号中，并可以根据感应电机的相电流极性轻易地翻转PWM数据。PWMMC模块还含有4个故障保护引脚FAULT1～FAULT4，当任意一个故障保护端口为高电平时就封锁相应的PWM输出引脚。例如,当系统过流时，就置位FAULT引脚封锁所有PWM输出，这样就封锁了IGBT的驱动电路，从而实现了过流保护功能。为了避免由干扰引起的误操作，MR16的每个故障引脚都带有一个滤波器，并且所有的外部故障引脚都可由软件配置来再使能PWM，这些都给软件设计带来了极大的方便。

2.3PWM波形成本系统利用MR16单片机中的PWMMC模块，实现PWM波形的生成。在初始化时将其设置为3对互补工作模式，即同一桥臂上的两路PWM信号是互补的。为了防止同一桥臂上的2个开关管直通，在无信号发生器DEADTIME的死区时间寄存器DEADTM中设置了2.5μs的死区时间。系统采用4MHz的外部晶振，由程序选择内部锁相环频率合成器产生8MHz内部总线时钟。同时设置载波频率为9kHz，并将其写入PMOD(H:L)寄存器。PWM波的实时脉冲宽度的计算都是在中断服务程序中完成的，每当PWMMC模块中的PCTN(H:L)计数器计数至PMOD(H:L)中的数值时就引起一次中断。预先将一个扇区（60°）的正弦值扩大一定倍数后制成正弦表格存入FLASH中，每次进入中断后都从表中取出一个正弦值，经过相?的计算后将结果送入PVALX(H:L)寄存器中，单片机将PCTN(H:L)中的值与PVALX(H:L)中的值进行比较后自动产生PWM波，而后依次送入相应的PWM输出通道，完成PWM波的输出。采用软件方法实现PWM波的原理如图5所示，它对应于图1的第1扇区。当位于不同的扇区，不同的PWM周期时，它们的值都不相同，都是实时变化的。同样，赋给每一个PVALX(H:L)寄存器的值也就不尽相同。这种产生对称PWM波形的方法，每个PWM周期都开始和结束于零向量，并且000和111的持续时间相同；同时，除了占空比0％和100％外，每个周期内各桥臂通断两次，而且对于一个扇区来讲，桥臂的通断都有一个固定的顺序。

2.4串行通信

系统采用串行通信设计了相应的监控系统，使其具有良好的人机界面。其中逆变系统和监控系统均采用MAXIM公司的串行接口芯片MAX3082，通过标准RS485总线准确实时地实现了相互的串行通信。同时，运用光耦隔离的办法增强了系统的抗干扰能力，提高了通信的可靠性。双方约定波特率9600bps，工作于半双工模式，并采用校验和的校验方法检验数据通信的准确性。MR16工作频率设为8MHz，初始化程序如下：

MOV＃＄50,SCC1；每一帧10位数据，

启动SCI模块

MOV＃＄0C,SCC2；发送器和接收器使能

MOV＃＄00,SCC3；屏蔽出错中断

MOV＃＄30,SCBR；设置波特率为9600bps

2.5软件设计

系统软件采用模块化设计，包括初始化模块，读X5043模块，保护模块，通信显示模块，PI调节模块，软启动模块以及中断模块等。其中除中断模块在中断服务程序中完成以外，其他均放在主程序中完成。主程序流程如图6所示。

篇（3）

二、品牌专卖店展示空间设计的视觉要素

品牌专卖店展示设计是依赖于视觉形象而存在的，从外在的空间造型到内在的文字、图形内容，再到展示的载体、材料、设备，都因视觉的共性而富于清晰化，而展示设计的根本目的是使观者在有限的时空中最有效地接受相关信息，感受某种氛围，从而获得一种心得体验。视觉为生理的机能，感受和体验为心理的机能，这些感受和体验都是依赖于人的视觉而产生的。因此，笔者认为由视觉要素引发的心理的发散和共鸣是我们进行研究人的视觉生理和心理过程是展示设计的基本前提。

1.展示空间的空间形态

空间形态是品牌专卖店空间展示设计师所要掌握的首个视觉要素。如何进行空间的分割，分割必须牵扯到形态，而不同的形态给人的感受是完全不同的。应当充分理解不同形态的特点来进行设计，由此产生不同的设计风格与艺术效果。笔者认为主要通过基本空间形态与常规空间形态进行设计。基本空间形态主要通过直线、曲线、圆形、三角形及矩形的运用。直线在几何学中代表两点之间最短的距离、具有非常强烈的视觉张力。在品牌专卖店展示设计中直线是最基本的设计手法之一。使用得当的直线，能够取得明确的引导消费者视线的效果。曲线则可以丰富整体设计效果，打破单纯直线所造成的理性、严谨的氛围。在实际设计过程中，如果结合使用曲线和直线，能够产生丰富的对比效果。在展示空间设计中，设计师还可利用圆形作为视觉中心，因为圆是一个连续曲线包围形成的形态，具有很好的适应性和协调性，并可与矩形、直线等设计元素在几何关系上形成强烈的对比，突出产品展示。

2.展示空间的视觉色彩

展示空间的视觉色彩设计具有丰富的表情和魅力。不同品牌专卖店的展品有着各自不同的特殊性，需要用不同的色彩情感进行气氛的烘托、渲染展品所处的环境，使其特殊性更加具有鲜明性。设计中运用色彩的对比与协调，通过对展品色彩之间，背景与展品之间的相互呼应，通过运用色调的统一性与韵律性及节奏性的多种结合方式烘托品牌专卖店的展品，能够使展品在观者中获取最佳的视觉效果与心理效果。展示空间的视觉色彩设计首先要根据展品的特殊性确定品牌专卖店展示空间的主色调及其色彩的相互之间的搭配关系。展示空间的色彩设计一般要求色调比较柔和，便于将观者的注意力集中在展品的中心上。色彩设计要尽量避免用多种颜色而产生杂乱无序感，在颜色选择方面应运用色彩明度的对比，来加强颜色与颜色之间的对比色调。色彩对比运用的是否恰当直接影响展品展出的效果。

3.展示空间的材料质感

材料是展示空间设计的最基础的物质材料，任何形态的设计都必须通过不同的材料来进行体现。在设计过程中，选择不同的材料，不同的加工方式都会给观者或者消费者不同的视觉效果及心理感受。在材料选择方面主要是通过材料的不同质感，光滑、粗糙、坚硬、柔软、透明能够使消费者产生的心理联想，不同材料的质感所给予消费者不同的视觉感受，这些将成为品牌专卖店展示空间设计的重要组成部分，承载着传递商品不同文化内涵与品质。

4.展示空间的照明设计

在品牌专卖店展示空间设计时，对环境气氛的烘托主要是通过照明设计来达到满足观者及消费者对展品的照度要求，既要符合观者的视觉习惯，同时又要保证展品的展出效果，主要是通过运用照明的手段，渲染展品的氛围。可以利用照明设计体现展品的造型丰富的变化，通过照明设计可以深入表现空间构成物的形的基本特征，可以在不同程度上通过光的变化改变某些材料的特殊质感。在照明设计的配光方式中，通过区位对照明灯光进行分布，主要分为顶光、测光、逆光、底光等，照明的功能可分为主光、辅助光、气氛光等。在品牌专卖店照明设计中，经常采用展示照明灯具，其中包括吸顶灯、吊灯、射灯、轨道灯、和壁灯、镶嵌灯等。在展示照明设计中，通常不采用带有颜色的灯光，因为有色灯光的使用会使展品的原始色彩发生变化，会影响某些展品所需表达的特定氛围。

篇（4）

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）26-0201-02

The Design And Implement Of Video Monitoring System Based On Embedded Linux

HE Yi

（School of Information Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China）

Abstract： With the rapid development of Internet， embedded network video monitoring is hotspot that attracting extensive attention in the present， and have involved in all fields， so the research for the video monitoring system has a certain significance. So in the direction of video monitoring， this paper proposes a system design scheme， The system using the Linux as operating system， S3C2410 as development platform and Collecting video image data by USB camera， after compression coding， the video image data is transmitted to the video server and client through the network， achieve the basic monitoring function.

Key words： video monitoring； embedded； camera； video compression； video capture

1 概述

在当前科技迅速发展的环境下，视频监控系统已经在安防、交通监控和家居生活等重要领域得到了广泛的应用。视频监控系统经过了三个发展阶段，第一是基于模拟摄像机的模拟视频监控系统阶段，第二是基于PC 端的数字视频监控阶段，第三是基于嵌入式Linux的网络视频监控系统阶段[1-2]。传统的模拟视频监控系统存在传输距离和系统数据量有限、图像质量低和不易扩展等不足，数字监控系统虽慢慢取代了模拟视频监控系统，但其本身也存在视频前端采集复杂、系统稳定可靠性差等局限。网络视频监控系统在各类技术的不断发展的基础上也在不断发展中。在网络技术快速发展的趋势下，通过网络传输视频图像[3-5]，是目前实现视频监控最好的方法。本文设计并实现一套以S3C2410为开发平台，以Linux为操作系统的基于嵌入式视频监控系统，客户端只要和监控终端在同一局域网内均可实时监控。

2 系统整体设计方案

该嵌入式视频监控系统以Linux系统和S3C2410开发板作为系统核心平台，由在前端的USB摄像头实时采集视频数据，经压缩编码后通过TCP网络传输到后台服务器，客户端可实现实时监控。此系统主要由视频服务器端和客户端组成；服务器端包括视频图像采集模块和TCP网络传输模块，它们的职责就是将视频数据进行压缩、编码后通过TCP网络传输到远程终端设备上。客户端主要实现远程终端设备的视频显示。

3 系统硬件设计

在该系统中，硬件结构包括视频图像采集模块、视频服务器模块和TCP网络传输模块。视频图像采集模块主要完成视频数据的实时采集，ARM开发板通过摄像头采集获取视频图像数据，然后进行压缩存储和处理，然后通过网络传输模块将视频数据传输到远程移动终端上显示。

4 系统软件设计

软件部分的设计主要包括：嵌入式Linux系统的裁剪和移植、视频图像的采集、视频的网络传输以及客户端网络连接程序。系统的裁剪和移植等技术本文不再作详细的论述。以下主要介绍视频图像采集模块和网络传输模块的设计。

进行视频采集[6]必须加入video4Linux模块，要从摄像头设备中采集视频图像帧，必须依靠此模块所提供的接口。video4Linux是摄像头设备的相关内核驱动，它为摄像头提供了编程所需的最基本的接口函数，比如ioctl（）函数、打开函数、写函数和读函数等的实现。并把它们定义在file_operation中，当应用程序对设备文件进行打开读写等一系列系统调用的操作时，系统将通过此结构去访问内核驱动程序[7-9]所提供的一些基本函数。video4Linux中的数据结构为视频采集提供了各种视频图像的相关数据信息，其中包括有：

video_window ：包含获取的视频图像区域的基本信息

video_capability：包含设备信息，比如设备的分辨率范围、设备的名称和信号的来源信息等

video_picture：包含了所获取图像属性；

video_channel：各个信号源的属性；

video_mmapf：用于内存映射；

video_mbuf：包含映射的帧的属性和信息，比如所支持的最多帧数、每一帧图像的大小和每一帧图像相对基址的偏移等属性；

video_buffer：最底层对缓冲区的描述。图3为整个的视频图像采集流程，视频图像的采集程序包括以下流程，一是初始化设备，二是打开设备，三是获取视频设备和视频图像信息，四是图像参数设定，五是视频图像采集。

视频数据网络传输模块本文采用B/S模式，以此模式来实现网络视频监控。本文采Boa来搭建Web服务器[10]。Boa 有它自己的特点，首先它支持CGI；其次它是单任务的，它与传统的web服务器不同，第一，对于每一个连接，它不会去重新启动一个新的进程，第二，对于二个或者多个连接，它也不会去启动多个对自身的复制；再次，对于所有在进行活动的连接，Boa只会在内部对它进行相应的处理，而且，对每一个CGI连接，它都会重新去开启一个进程。Boa支持的CGI公共网关接口适用于各种不同的平台，是用户应用程序与Web服务器最常用的通信接口。

5 系统仿真和测试

本文提出的构架方案和实现方案已经通过测试。客户端监控界面如图4所示。整个系统开发不仅简洁，而且高效，同时成本比较低，稳定性非常可靠，能够被移动设备应用，实现实时视频监控。

参考文献：

[1] 顾永建，高守乐.基于嵌入式系统的网络数字视频监控系统[J].计算机技术与应用， 2005（1）：40-42.

[2] 杨建全， 梁华， 王成友. 视频监控技术的发展与现状[J]. 现代电子技术， 2006（21）.

[3] 李保国. 基于嵌入式 ARM 的远程视频监控系统研究[D]. 南京： 南京理工大学， 2009.

[4] 张建. 基于 S3C2410 和嵌入式 Internet 的家庭视频监控系统设计[D].上海：上海交通大硕士学位论文，2007，1.

[5] 赵春媛，李萌，韩会山.基于ARM9的无线视频监控系统设计与实现[J].计算机工程与设计， 2012.

[6] 张蕾.基于嵌入式 Linux 的视频采集系统的研究设计[D].西安： 西安电子科技大学硕士学位论文，2010.

[7] 朱小远，谢龙汉.Linux 嵌入式系统开发[M].北京：电子工业出版社，2012.

篇（5）

中图分类号：TP311.52

1 论文研究背景及意义

如今嵌入式系统在电子信息领域的发展已经越来越获得了国内外各类厂商和用户的一致关注，嵌入式系统已经越来越多的影响到人类的日常生活、工业自动化生产、高科技产业等诸多领域。嵌入式系统以其特有的专用性和便宜性大大冲击了传统以PC机位主导的电子信息产业，是的电子产业的发展出来了新的契机，在市场上获得了普遍的认可和追捧，其价格低廉，操作个性化、简易化，符合针对不同用户不同的需求，而且由于嵌入式系统这些年来的不断发展和成熟，尤其是微软公司专门针对嵌入式系统开发的Windows CE系统和目前普遍使用的开源的嵌入式Linux系统都在对硬件的支持和图形界面的应用方面取得丰厚的成果，使得嵌入式系统的竞争优势越来越突显出来。而本文之所以选择嵌入式Linux系统作为开发的软件系统平台，也是从其开放性的角度考虑的，嵌入式Linux系统基本上是免费的，所以大大降低了开发成本，搭建了一个更为可靠的、实用的、高效的管理平台，为后期的软件开发奠定了坚实的基础。

2 监控系统技术应用现状

视频监控系统在通信、医疗、金融、安保等诸多领域有着广泛的使用。视频监控系统在国内也获得了广泛的推广，国家以及企业、个人的投入越来越多，视频监控技术的发展对于金融安全、人身财产、社会治安等方面的贡献也越来越大。随着社会的发展视频监控系统也越来越多的获得厂商的青睐，在国内也出现很多具有国际竞争力的知名品牌，如海康威视、大华、天地伟业等，以其一流的技术占据着国内大部分市场。视频监控系统一般有两个部分组成，即视频服务器和视频客户端，在研究的过程中必须对这两部分进行软件的开发和管理，建立好通信机制，设计好正好工作流程。按照视频流的数模特性来划分，模拟视频监控系统和数字视频监控系统构成了视频监控系统目前最主要的两个技术方向。视频监控系统技术在未来的发展中得到更多功能方面的扩展，如无线视频网络、智能识别视频系统等方向。

2.1 平台选择

本论文的硬件平台选用s3c2410开发板，操作系统内核采用Linux2.6内核，本论文硬件平台采用的主要硬件是s3c2410开发板。该板是韩国三星公司已经比较成熟的产品，在硬件配置方面基本满足本文的需要。采用Linux2.6内核的主要原因是这个内核版本经过较长时间的推广和完善，无论是对本文所需的视频监控系统硬件驱动还是软件系统的开发，都会有很好的支持，而且运行稳定，符合视频监控系统的要求。

2.2 USB视频设备驱动的实现

本论文的USB视频设备驱动运行在嵌入式环境下，对视频图像处理能力有限，所以本驱动程序不支持V4L中VIDIOCGPICT和VIDIOCSPICT接口。原始的图像格式与摄像头采集到的格式是一致的。

2.2.1 USB视频设备驱动实现待需解决的问题

USB视频设备驱动的实现需要解决如下几个问题：对USB视频设备的端点类型和端点号、一副图片的结束等具体数据的判定。

（1）确定USB视频设备的端点类型和端点号

从开发板的硬件支持角度来分析，使用USB接口作为视频监控系统的数据接口是比较合适的选择，而Linux系统也为USB接口提供了强大的支持，通过视频监控系统的USB驱动对USB设备的操作实际就是对某一端点的操作，而端点又进一步的被定义为控制、中断、同步、块四个种类，每一个USB设备都具有特定数日的端点、特定类型的端点以及端点号确定的特点。因此在进行USB视频设备驱动开发之前，USB视频设备的端点类型、端点数日以及端点号需要在设计时设置。

（2）判断一副图片的结束

图像数据在于USB核心是连续的数据流，而一副图像的开始和结束并没有严格的界定出来，如果没有对这些数据进行标识，那么在系统看来这些数据就是一些单纯的数据流，是没有意义的数据，对图像就不能进行正确的识别和存储，因此需要利用缓存技术，工作的原理就是USB视频设备驱动从连续的数据流中获取图片信息，通过缓存保存起来。而保存在缓存中的数据流并没有提供图片信息的开始和结束的标识，这个时候摄像头的数据格式有对图像信息的开始和结束的定义和标识，虽然不同厂商的芯片对标志有不同的定义，导致没有一定的规律可循，但是在没有统一的标准的情况下，具体的定义可以由对应的驱动程序来代替，通过不同的数据格式的定义对标识过的图像信息逐一提取，就获得我们所需要的图像，如使用JPEG格式的图像，就可以从标示符Oxff Oxd8开始认定一副图片的起始。

（3）提高USB的数据传输速度

在Linux系统中urb来实现USB的数据通信。通过扩大urb的缓冲，提高速度，提高有效数据的传输速度。

2.2.2 USB视频设备驱动具体实现

视频设备驱动层处于上层应用和USB子系统之间，不同的USB设备在软件上的差异主要体现在该层。该层主要要完成两个方面的工作：上层应用所需接口函的调用、接口函数供USB子系统回调。在本视频设备驱动函数中，如open函数、read函数、close函数和ioctl函数，构成了USB子系统主要的数据传输，而probe函数和isoc irq函数实现了子系统的回调。上层应用和USB子系统的通过函数调用接口的关系如图1所示。

图1 接日函数的调用关系

图2 接日函数关系图

图2是这几个接口函数的关系图，参数信息，如分辨率、帧速度、图像格式等数据存在全局内存空间1中。而图像数据的相关内存空间则保存在全局内存空间2中。同时以环形缓冲区的方式保存图像的存储空间，环大小为两帧图片大小。

2.3 网络视频监控系统的软件设计

本文主要通过Linux的多线程机制和Socket机制实现了视频服务器。视频压缩采用了H.263压缩标准，压缩以后的数据以AVI文件格式保存。视频服务器主要向USB视频驱动发出读取数据的请求，数据发被服务器送给需要数据的客户端。主要体现出处理多个客户端的同步和共享的问题，而采用Linux的多线程机制就可以解决这儿问题，在Linux的多线程机制中一个主线程、一个读取视频数据子线程、其他客户端通信子线程构成了视频服务器主要组成部分。

2.3.1 主线程逻辑

首先通过主线程对摄像头进行初始化，同时读取视频数据子线程将被启动，进一步打开服务器端Socket，等待客户端的连接，客户端发送请求并由服务端接收，这样客户端通信子线程就生成了，用于和客户通通信的线程就生成了。

2.3.2 两类子线程序通信逻辑

视频服务器包括了两类子线程：读取视频数据子线程、客户端通信子线程。就像正常的程序的读写功能一样，视频服务器对数据的读写分别依靠读取视频数据子线程和客户端通信子线程，两类子线程的通信逻辑是读写功能的扩展，读取视频数据子线程完成写的功能，户端通信子线程执行读的功能，这样在视频服务器中就完整的体现了读写的逻辑功能。

2.3.3 读取视频数据的子线程

读取视频数据的子线程的主要功能是从设备驱动中用read方法读取一幅图片的数据，并把数据拷贝到环形共享缓冲区当中。

2.3.4 客户端通信的子线程序

首先把视频数据看作是一幅幅图片数据的重复，为了在客户端能够定位一幅图片的结束和下一幅图片的开始，在每幅图片数据的开始前插入定长的picwe header结构，其中的size字段告诉客户端当前图片数据的长度。从设计的角度来看我们希望客户端能够随时、方便的控制服务器端，控制摄像头的方位、摄像头的焦距、图片的分辨率等因素，只要在客户端到服务器端的方向上定义一个数据流，负责两端的通信和数据的控制，而从数据流的结构来看，我们可以认为这个数据流是message结构的重复。

2.4 视频客户端的实现

2.4.1 视频客户端功能需求

由于C/S架构的一些特性，如C/S架构管理模式更加规范和高效比较适合视屏监控系统的应用，所以本论文选择了C/S架构作为客户端的实现方法。视频的播放、视频的压缩存储的功能就是在采取C/S架构的客户端下实现的。在windwos下有两种类型的线程：窗口线程和工作线程。窗口线程有自己的消息队列，而工作线程在系统看来就是调用执行函数的过程，系统为线程提供接口、缓存等系统资源，线程在执行函数的结束后就自动释放占用的系统资源。

2.4.2 图像的显示

本论文选择VFW作为客户端的视频开发技术，VFW在微软公司的不断开发下，已经成为一个很强大的软件开发包，能为视频监控系统提供一整套的功能服务，其功能模块主要包括AVICAP，MCIAVI，MSVIDEO，AVIFILE，ICM，ACM等6个模块，在VFW的支持下，包括视频图像的捕捉、播放、压缩和存储等功能都可以逐一实现。客户端利用AVICAP模块执行捕获视频的函数为AVI文件输入输出和视频设备驱动程序提供一个编程接口，AVICAP模块获取到屏幕上的视频操作以后需要通过MSVIDEO模块来处理，而MSVIDEO模块主要调用的函数是DrawDib函数，而MSVIDEO模块把通过网络接收到的图像数据以特定格式进行显示。MCIAVI包含对VFW的MCI命令的解释器。AVI文件则通过AVIFILE支持标准多媒体I/O函数所提供的更高的命令来访问。ICM管理用于视频压缩、解压缩的编解码器。ACM功能模块用于波形音频压缩、解压的编解码器的管理。DrawDib可以把DIB画在屏幕上，使用了BITMAPINFO数据结构。

2.4.3 图像的压缩

图像的压缩采用H.263标准，H.263压缩算法的核心函数包括了对帧内压缩的CodeOneIntra函数和对帧间压缩的CodeOneOrTwo函数。CodeOneIntra函数实现了图像像素宏块的划分。CodeOneOrTwo函数一首先定义了一个二维数组MV，其变量类型为MotionVecto：结构体，用来保存每一宏块的运动矢量。

参考文献：

[1]刘富弧.数字视频监控系统开发与应用[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2]康军，戴冠中.基于Internet的工业以太网远程监控系统设计[J].控制工程，2004.

[3]FERRAIOLO D F，SANDHU R S，GAVRILA S，et al.Proposed NIST standard for role-based access control[J].ACM Press，2001.

[4]Jerry D，Gibson，Toby Berger.多媒体数字压缩原理与标准[M].北京：电子工业出版社，2000.

篇（6）

目前，视频监控系统广泛运用于日常生活中，已成安全防范系统重要组成部分。但是在视频监控中最常见的一大困扰就是监控拍摄下人物影像模糊不清，人像无法辨认。本论文在分析监控视频中模糊人像成因的基础上，研究使模糊人像还原的技术。

1 视频监控中造成人像模糊的原因

1.1 环境因素

影响监控录像中人像清晰度的一个关键因素就是环境。光照、天气、现场光源与摄像机的位置等都会影响到视频图像的质量。比如夜间拍摄的图像往往较暗，曝光不足，导致人脸无法正常分辨。夜间拍摄也常常遇到逆光、反光等现象，明暗对比强烈也会导致系统识别能力下降。另外，遇到一些特殊天气，比如：大雾、大雨、沙尘等天气，能见度低，在这种情况下拍摄的图像对比度低，整体偏灰白色。

1.2 拍摄角度

用于视频监控的摄像机往往安装在高过人物头顶的位置，拍摄角度基本是俯拍。这样就会造成拍摄出来的画面会产生一定程度的失真，变形扭曲，高宽比例失衡，人像拉伸扭曲。视频拍摄出的画面也是中景、远景较多，这些画面用来识别人像特征较困难。特别是人物脸部特征不清楚，人像定格放大后往往模糊不清。

1.3 运动模糊

视频监控拍摄不是静物拍摄，画面中的人物往往处于运动过程中。快速运动会导致像素变化从而出现模糊人像。然而运动的现象是在视频监控中无法避免的，无论是中心人物的快速移动还是背景的快速运动都会造成模糊。

综上所述，由于各种因素的影响，视频监控拍摄的人像无法直接用于辨认，需要通过一定的技术对画面进行还原处理，得到清晰可辨认的人像。

2 模糊图像预处理

目前，要将模糊图像清晰化主要有两个办法，一是图像增强技术，二是图像复原技术。要达到最好效果可将两者结合起来，综合运用。本论文研究将模糊人像还原技术首先是要使用图像处理工具对模糊的图像进行预处理，得到尽可能清晰的图像。目前针对图像处理，最专业的一款软件就是Photoshop。Photoshop有强大的图像编辑功能，是进行模糊图像预处理最好的工具。根据上文对模糊人像成因的分析，对模糊图像预处理主要是以下两方面：

2.1 改善图像对比度低、曝光不足的问题

针对人像与背景对比度较低的图像，在Photoshop中可利用“图像”――“调整”菜单中的色阶、色相/饱和度、亮度/对比度来调整人像与背景的色差，使人像与背景对比更加明显。对于图像曝光不足，可使用Photoshop中的“曲线”和“色阶”工具来解决。通过调整参数值使图像尽可能达到理想效果。

2.2 改善模糊和杂色问题

在增强图像对比度后，图像仍然模糊，可通过Photoshop中的“锐化”工具来增强清晰度。锐化工具有：“USM锐化”、“进一步锐化”、“锐化”、“锐化边缘”和“智能锐化”。通产情况下，可使用“USM锐化”，USM有三个可调节参数：数量、半径、阈值，综合使用上述三个参数，增强图像的清晰度。模糊图像往往带有杂色，可以使用去噪工具让图像平滑。锐化和去噪是两个在理论上相反的过程。锐化过度会有杂色，去噪过度又会清晰度下降，要综合调整“锐化”和“去噪”，才能达到最好的效果。

3 人像模拟

为取得清晰的人像，画面处理与人像模拟应该结合起来。在人像经过预处理后，往往图像还不能达到满意的效果，这时可以通过人像模拟对人像进行还原，以达到最好的效果。在人像模拟还原过程中应该注意以下几个技术要点。

3.1 提取人物多角度画面

在进行人像模拟时，处理者应在同一场景中选取多幅人物不同角度较清晰的画面，或者从不同场景选取同一人物多幅画面。从众多图像中提取信息量相对丰富的，相对稳定的画面进行人像还原，最好是提取多幅能够信息互补的图像，通过融合多幅图像中互补信息来得到一幅分辨率高、噪声低的图像。

3.2 抓住关键特征完成人像还原

在获得人像足够的面部五官信息后，可以着手对人像进行模拟还原。在还原过程中，可充分利用预处理后的图像，尽可能获得更多的信息。处理者要对预处理后的图像反复观察，综合全面地运用所有获取的人像脸部结构信息。还原过程不是对人脸五官简单拼凑，一定要抓住人物面部的关键特征，包括骨头、肌肉与五官之间的紧密联系。必要的时候处理者还可以到现场实地勘察，结合现场摄像机的拍摄角度，相同时间相似天气的光线角度，人物与摄像机之间的距离等以获得最准确的信息。还原过程中要把握从整体到局部的原则。把握住人像的脸型、骨骼、胖瘦等基本特征。首先确定脸型，画出面部肌肉起始点位置。依照颅骨上的眼眶、梨状沟、牙床定位好五官的位置和大小。将肌肉表皮与五官相连，注意好脸部表皮的起伏程度，并按照连接后的形状位置和起伏程度来尽可能地还原人像的基本体貌特征。

在视频监控系统中，研究使模糊人像变清晰的方法是十分必要的。本论文将图像技术与模拟画像技术相结合可以很好地还原监控中的模糊人像，得到清晰的、可供辨认的人像。

参考文献

[1]王彦学.监控录像中模糊人像的模拟画像研究[J].刑事技术，2011（1）：72-75.

[2]简川霞.Photoshop中清晰度的校正[J].今日印刷，2005（9）：42-43

篇（7）

 

1 前言全球眼网络视频监控业务是由中国电信推出的一项完全基于宽带网的包含图像远程监控、传输、存储和管理的增值业务。该业务系统利用中国电信无处不达的宽带网络，将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域、全国范围内的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享，为各行业的管理决策者提供一种全新、直观、扩大视觉和听觉范围的管理工具，提高其工作绩效。同时，通过二次应用开发，为各行业的资源再利用提供手段。

网络视频监控的业务类型主要有如下三种类型：用于安防的数字图像监控、用于业务的视频监控和用于关注点和娱乐的实况点播。这样，网络视频监控的客户对象将定位在大众、企业用户、行业用户以及政府职能部门之间。

2 系统体系架构2.1 系统设计全球眼作为一个公众网络监控系统，在设计上要充分考虑其高可靠性、可用性、可伸缩性、可维护性、可管理性、可运营性和高安全性，做到系统运行稳定，扩容升级方便，业务开展灵活。该系统不仅能够拉动中国电信宽度接入业务，而且通过提供监控增值业务，发现了全新的业务增长点。

2.2 系统主要功能全球眼系统是一可运营的公众网络监控平台，业务承载于公众互连网。借助于网络接入，用户通过该平台可以随时随地监控授权的区域，使用平台提供的网络视频监控业务。前端提供网络摄像机、数字视频服务器（DVS）、各种报警控制器、灯光控制器等的接入，使用户可以远程实时获取各种“现场”信息，提高工作效率。同时，系统充分考虑实际需求，提供强大的实时媒体转发服务，使多点可以同时观看同一或者不同的视频。对于关键的媒体数据，系统提供分布式及集中式两种存储功能，将历史数据进行保存，使用户在需要时可以回放感兴趣的数据。

系统主要功能可以归结为：网络化监控、数字化存贮、远程图像实时调度、多对多实时监控、多对多历史回放、集中管理控制、灵活的计费方式、可区分服务以及可控业务管理。

2.3 系统总体结构根据总体的设计原则及设计目标，系统采用层次化的设计思想，主体框架基于C/S体系构架，同时提供B/S摸式的用户Web接入。将系统分为四层如图1所示，由上及下分别为：业务支撑层（BSS）、运营支撑层（OSS）、交换层、接入层。部分服务采用集群技术平滑扩容，同时起到负载均衡及N＋1热备的作用。

将系统体系结构框图用网络分层图表示如下，从该图中可以看到系统的网络层次结构情况，BSS层主要承载于电信内部DCN网上，OSS层及交换层主要运行于中国电信的公众宽带网上（ChinaNet），用户及设备主要通过电信宽带接入，或直接处于公网上，或处于NAT后面，或通过Proxy接入。

图1 系统四层架构图

从功能及体系构架上分，该系统的三个核心层有如下功能：

BSS层（业务支撑）：

主要实现业务管理服务（BMS），营帐管理服务（BAMS），服务商管理服务（SPMS），客服系统服务（CSSS），运营维护服务（OMS）。BSS层使用对象为平台运营商，运营商借助该层提供的服务，可以定制新业务的资费、营销策略，并可以对第三方服务提供商进行跟踪管理，该层与中国电信原有的97系统进行对接，可以做到统一业务前台，统一客服（10000号客服系统），统一运维，对业务开展进行全方位的管理、跟踪、监控。全球眼BSS系统面向电信业务管理人员，提供局方对全球眼业务的受理和管理功能，主要功能包括：业务处理、业务数据管理、报表管理和系统接口管理。全球眼BSS系统包含7个功能模块：业务受理、帐务管理、客户管理、维护管理、报表管理、产品管理和系统管理。系统分为五层，即客户层、接入层、逻辑处理层、资源集成层、接口层。如图2所示。

图2 软件体系结构示意图

篇（8）

一、引言

当前随着城市化的不断推进，城镇居民住宅小区大量兴建，改善了城镇居民的居住条件。但由于新建小区地域广、面积大，人口高度密集，住户成份复杂，安全防范设施不完善，已成为城市刑事案件的高发部位。

居民小区安全防范工作事关社会和谐安宁，而居民小区是入室盗窃、诈骗、故意伤害等违法犯罪行为多发的地方。加强城镇居民小区安全技术防范系统，特别是视频监控系统的建设，对于提高居民小区安全防范能力，保护人民群众生命财产安全，推进平安城市建设具有十分重要的意义。

二、视频监控系统在居民小区中的犯罪预防和发现功能

1.威慑违法犯罪分子。视频监控探头可以对监控区域进行全方位扫描和小范围监视，在监视区域内不受时间、空间和天气的影响，对案件高发区进行治安巡查，及时掌握监控区域内的情况。居民小区中，在视频监控覆盖的区域，被拍摄到的人或物都会通过视频监控系统储存到电脑之中，一旦有人在视频监控范围内进行违法犯罪，那么无论他将证据掩藏的多么好，他的行为都会有迹可循，这在无形中为企图进行违法犯罪活动的犯罪分子增加了犯罪成本和风险。

2.有利于建立快速反应机制。运用视频监控，我们能够及时发现警情，有效掌握社会治安动态，实现视频监控系统与应急处置力量的有机结合。2012年12月20日，北京市公安局海淀分局西山派出所就依靠视频监控破获了一起入室盗窃未遂案件。2012年12月20日凌晨2时许，西山派出所民警在居民小区附近例行巡逻时，所内的监控室发现三名男子在居民小区内的一所超市附近东张西望，行迹可疑。民警快速反应，前往现场，发现这三名男子已进入超市正在行窃，遂对三名男子进行抓捕，从而成功避免了一起入室盗窃既遂案件的发生，保护了公民的人身财产安全。

3.重现犯罪现场，提供犯罪证据与线索。通过视频监控的合理运用，我们可以利用事后调取监控视频的方式寻找线索。视频监控系统，一方面可以对实时发现的可疑情况进行跟踪拉近拍摄和录像固定，清晰得记录车辆特征和嫌疑人的体貌特征。另一方面可以通过倒查的方式，调取案发地点相关区域和犯罪嫌疑人可能来往的路线的视频监控，发现犯罪线索，获取相关证据，追踪犯罪轨迹，锁定目标，为侦查破案提供正确的方向。2012年的2月，北京市朝阳区发生一起抢劫杀人案件，犯罪人在实施犯罪后穿过被害人所居住的社区逃跑。警方通过调取社区内的所有监控视频，发现了犯罪人的逃跑路线，并进行追踪，最终在某网吧的监控视频中获取了犯罪人清晰的面部和体貌特征，由此锁定并抓获了犯罪嫌疑人。

三、视频监控系统在当前我国居民小区中的功能发挥情况

（一）我国居民小区类型

当前我国城市居民小区从安全管理模式角度看，主要可以分为三类：开放式，半开放式和全封闭式。全封闭式小区是指四周有屏障，且小区出入口24小时有物业保安值守，非小区人员进出实行登记制度的小区。半开放式小区一般都有人力安全防范，以保安为主要力量，其他辅以义务巡逻队，还有公安机关的路面巡逻警察力量。小区有屏障将住宅区与外界相隔离，但出入口较多，无专人全天候进行安全防范，安全力度低。开放式小区则是指没有封闭围墙作为屏障的住宅楼区，主要有两种类型。一种是开放式老旧小区，另一种是采取视频监控全覆盖的开放式小区。开放式老旧小区主要是指90年代以前建成的小区，只有最简单的物防措施，如在围墙上用水泥固定玻璃片等，居民家中的安全防范主要依靠防盗窗和防盗网，房屋设施老旧、公共配套缺漏，处于无专人防范状态。另一种是采取视频监控全覆盖的开放式小区，主要是指四周没有围墙将小区与外界隔开，但是采取了全方位覆盖的视频监控设备，辅以其他人防、物防设施对小区进行安全防范的小区。

（二）视频监控系统在不同小区中的应用现状

封闭型住宅小区在犯罪预防方面大量运用技防手段，电子监控设备遍布整个区域，视频监控系统建设的规范化程度高，基本可以对整个小区的状况进行实时监控，在发生违法犯罪案件后可以及时调取监控录像，了解案发状况，锁定犯罪嫌疑人，有益于警方的深度侦查研判。

半开放式小区中视频监控的普及率相对不高，安全性相对有所下降。而且在这类小区中，视频监控设备常常只是摆设而已，对于视频监控系统的操作并没有专人来进行，没有形成规范，物业、保安人员不知道如何操作系统，不知道如何调取监控视频，有时甚至不清楚视频监控设备是否正在正常运转，视频监控系统形同虚设。

开放式旧小区内居住的居民中流动人口比例较大，发案率也相对较高。由于建设时间较早，视频监控的理念尚未普及，因此在这类开放式小区中，视频监控设备基本是空白。采取视频监控全覆盖的开放式小区中，视频监控系统的运用非常规范而全面，视频监控室24小时有专人值守，建立起了快速反应机制，有效威慑了违法犯罪分子，遏制了治安案件的发生。

（三）视频监控系统在城市居民小区现实运用中的不足

我国目前绝大部分的城镇居住区在建造之初，规划设计人员往往不了解环境设计对犯罪的影响，忽视了小区环境设计对于降低发案数，提升安全感的重要性，因此视频监控系统的安全防范功能并没有得到应有的发挥。有关统计显示，涉及到视频监控的案件的破案率不足百分之三十，这体现出我国目前的视频监控系统仍存在许多不足之处。

1.设备分布不平衡，布局不科学。由于经济发展水平的限制，视频监控系统目前在我国的普及率仍然不是很高。不仅如此，视频监控系统在布局上也存在着严重的不平衡现象。在党政机关、企业、医院、中心学校中，视频监控密布，基本可以做到零盲区。而在一些老旧城区、城乡结合部的小区，监控摄像头的设置非常少，存在大片治安盲区。

2.技术落后，对光照条件要求高。目前我国的监控摄像头虽然可以实现360度全方位的转动，但是一个摄像头一次只能监测一个方向，其余大部分的区域则是盲区，需要其他的摄像头做为补充，存在死角。而且目前监控摄像头的像素仍不够高，民警调取查看时只能了解案发的全过程，很难判断出当事人的面容特征。此外，早期的探头还存在夜晚光线不足或是干扰光较多的问题，导致夜间监控视频难以辨认使用。

3.视频安装位置不合理。许多安装了视频监控系统的地点往往安装位置都比较高，容易被树枝、树叶所遮挡。且由于所处位置太高，视频监控区域的标志太小导致人们很难注意到监控摄像头的存在，造成一种此处没有视频监控的假象，这使得视频监控设施本来具有的威慑力大打折扣。

4.监控视频的传输效果与实时监控存在着一定差距。监控视频通过网络传输需要一定的传输速率，由于带宽的限制，监控视频从摄像头传输到播放设备上有一定的时间差，这就造成反应时间的延迟，难以实现实时监控的效果。有的监控的系统时间和实际时间存在误差，容易误导侦查。

5.视频资源整合度低。目前，我国城市市区内的大部分住宅小区都安装了监控探头，这对于发现案件是非常好的线索，但是，由于资源的不整合，公安民警在接到报案后不能马上调取现场监控，而是要到案发现场通过物业部门才能调取监控，容易错失宝贵的最佳办案时间，降低办案效率。

四、如何有效发挥视频监控在居民小区预防和发现犯罪的作用

经调查了解到，居民小区的治安防范工作量大、面广，为了维持居民小区治安的和谐稳定，我们必须将人防、物防、技防三者有机结合，尤其是要将技防和人防有机结合好。通过对各个派出所的犯罪案件数据的分析，发现凡是安全系数高的的居民小区，人防、物防、技防三者有机结合，尤其是技防方面，合理的布建不仅节约了成本，也充分发挥了视频监控的震慑和监控作用，大大提高了小区的安全系数。

1.全面推广视频监控在小区中的应用。目前，在我国三种管理模式的小区中，由于经济发展水平的限制，视频监控系统总体来说分布不足，实现视频监控全覆盖的小区所占比例非常小，大部分小区在视频监控系统的利用上都是非常不完备的，特别是开放式旧小区和半封闭式小区，视频监控系统的利用基本是空白。在我国居民小区中，全面推广视频监控系统的使用是充分发挥视频监控在预防和发现违法犯罪功能的前提和基本保障。

篇（9）

移动通信系统发展迅速，到目前已经历三代。第一代移动通信系统(IG)为模拟系统，现己经淘汰。第二代移动通信系统(2G)始于上世纪90年代，系统中使用数字语音编码技术代替了原有的模拟系统，根据标准不同主要采用了频分、码分、时分等多种多址接入技术。2G系统典型代表包括:欧洲的GSM、日本的PDC以及美国的IS-95。2G系统中数据传输采用电路交换方式，链路传输速率低。为了在移动通信系统中达到更高的数据速率、更快的接入速度，按数据流量而不是连接时间收费的目标，现今，移动通信系统己经发展到了2.5G系统(GPRS，EDGE，PDC-P)和3G(UMTS，CDMA2OOO)系统。

基于分组无线业务GRPS的视频监控系统以其永远在线、数话兼容、按流量计费、快速传输、短消息功能等特点具有其他监控信息传输方式无可比拟的优势。

主要特点：高速数据传输、永远在线、仅按数据流量计费。

最主要的是现在对学生手机卡，新入网的用户都会有每月5M的免费流量，且GPRS服务会随卡一起开通，而无需再重新开通。

具备普通手机的全部功能，能够进行正常的通话，发短信等手机应用；具备无线接入互联网的能力；具备PDA的功能；具备一个具有开放性的操作系统，在这个操作系统平台上，可以安装更多的应用程序，从而使智能手机的功能可以得到无限的扩充；具有人性化的一面，可以根据个人需要扩展机器的功能；功能强大，扩展性能强，第三方软件支持多。

本文采用的为NOKIAN73，它使用的操作系统是Symbian，且有着良好的操作界面，采用内核与界面分离技术，对硬件的要求比较低，支持C++，VB和J2ME，兼容性很好。

1系统总体结构

移动视频监控系统主要由前端监控设备（采集端）、传输网络(GPRS网络与公共数据网)、监控终端（客户端）组成。如图1所示。

图1系统结构图

Fig.1ChartoftheSystem

其中:端监控设备主要由摄像头、主控模块以及通信模块构成，完成现场视频的采集处理以及传送工作。在重要的场合终端内部还要有存储设备，用来保证在网络中断或监控中心故障时数据的安全。本系统中的视频采集端为固定式摄像头。

通信网主要指承担数据传输任务的GPRS网络,有线网和公共数据网(Internet)。

监控者可以是监控中心或单独的监控台。监控中心实际上是一个局域网(LAN)，主要由路由器、服务器、监控台、数据服务器以及相应的监控软件、查询软件和数据库管理程序等构成。单独的监控制台则是一台安装了监控软件的在线计算机。在此为安装了监控软件的智能手机NOKIAN73。

视频采集端通过GPRS网络或通过有线网络接入公共数据网，监控者通过GPRS网络接入Internet实现与监控前端的通信，从而通过Internet实现两者间的通信。相比GPRS网络，有线网络具有更大的带宽与更小的时延，因此，目前GPRS网络上的视频传输问题是整个系统的瓶颈和关键。

系统的功能为：用一台电脑主机作为服务器SH，把各个固定式的监控摄像头固定安装在所需要的场合，且跟服务器之间利用有线网络连接（也可利用无线传输，因为这段不是关键部位，所以利用有线传输的速度和可靠性更高）；服务器可作为固定的监控者，而这里所讨论的主要是把智能手机最为移动的视频监控者，且跟服务器之间利用移动系统的GPRS进行通信。

智能手机在这里有两个作用：一为移动监控者，可以实现随时随地进行监控；二可以当作移动视频监控前端来对使用者所处的环境进行实时的监控。正因为智能手机在这里的双重作用使得设计本系统时需要考虑一些特殊的技术。

2关键技术

2.1MPEG-4算法

MPEG-4标准的基本内容就是对AV对象进行高效编码、组织、存储与传输。AV对象的提出，使得多媒体通信具有高度交互及高效编码的能力。AV对象编码就是MPEG-4的核心编码技术。

MPEG-4视频编码根据内容把视频分割成不同的视频对象（VO），VO是MPEG-4视频编码的核心概念。在编码过程中针对不同VO采用不同的编码策略：即对前景VO的压缩编码尽可能保留细节和平滑；对人们不太关心的背景VO，则采用高压缩率的编码策略，甚至不予传输，而是在解码端用其它背景拼接而成。

在本系统中监控前端摄像头到服务器主机的传输采用有线网络，为了保证传输的实时与高效性，也采用MPEG-4算法先压缩视频或图像来传输。这里我们采用微方摄像头监控系统这个软件来进行图片和视频的传输与监控。监控界面如下图2：

图2微方监控系统服务端界面

Fig2TheinterfaceofMicro-sidemonitoringsystemserver

2.2安装客户端软件

首先：当智能手机NOKIAN73手机作为监控前端时也利用微方监控软件来进行监控，客户端的安装可以直接运行在智能手机上，且通过GPRS网络来连接主机，客户端界面如图3。

图3微方监控系统客户端界面

Fig.3TheinterfaceofMicro-sidemonitoringsystemclient

此软件有一定的实时性，在GPRS中虽然有一定的延迟但实际应用中能达到要求。

2.3关键问题的解决

智能手机终端既作为监控前端，又作为监控者，还兼有手机的基本功能，当某一服务来临时，这些服务的优先级如何？相互之间如何进行切换？以及重连的问题该如何解决，手动吗？

解决以上问题，我们采用中断技术：

中断处理过程通常由中断申请、中断响应、中断处理、中断返回四个过程完成。手机中我们采用软件中断的技术来对各种服务进行响应。

软件中断是由软件产生的，可以由编程人员自己编写,通过设定寄时器或设定中断号来产生中断。因为智能手机NOKIAN73的Symbian系统支持C++、VB和J2ME，因此我们可以利用VC工具编写中断程序来进行软中断，用来解决以上一些问题。

程序中主要用到两个函数：setvect和getvect。setvect()有两个参数：中断号和函数的入口地址，其功能是将指定的函数安装到指定的中断向量中，getvect()函数有一个参数：中断号，返回值是该中断的入口地址。以下是中断程序的原型：

#include

#include

#ifdef__cplusplus

#define__ARGU...

#else

#define__ARGU

#endif

voidinterruptint60(__ARGU)/*中断服务函数*/

{

puts("服务");

}

voidinstall(voidinterrupt(*fadd)(__ARGU),intnum)/*安装中断*/

{

disable();/*关闭中断*/

setvect(num,fadd);/*设置中断*/

enable();/*开放中断*/

}

voidmain()

{

install(int60,0x60);/*将int60函数安装到0x60中断*/

geninterrupt(0x60);/*人为产生0x60号中断*/

}

3应用案例

我们将此系统应用于校园的安全，当今，每个家庭都把小孩视为掌上明珠，对孩子教育的投入也越来越大，自然希望能够随时掌握小孩在学校里是否遵守纪律、专心上课，以及老师的管教是否合理等实时情况。在校园里，摄像机安装在固定位置上，但是布线就必须视校园大小和经费，考虑使用有线或无线方案；而在家长这端，利用移动载体监看自然是上选。本系统在实际的应用中，主要用于保安的实时移动监控，证明既经济又实用。

4结论

如今的手机都朝着智能化的方向发展，GPRS带宽也在越来越好，基于GPRS的移动视频监控将会更成熟，应用的领域也会越来越广泛，智能手机也会集成移动视频监控技术，希望本文的研究能为此应用做出一定的贡献。

参考文献

1 张荣博.基于GPRS的移动视频监控的设计与应用[D].解放军信息工程大学硕士论文,2005:1-2.

篇（10）

【关键词】高速铁路；综合；视频监控

【Keywords】high-speed railway； integrated； video surveillance

【中图分类号】TP277 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0116-02

1 引言

最近几年，我国大面积的开展高速铁路建设，以上海铁路局为例，就已经有京沪、合宁、宁杭等高速铁路客运专线建成，并且已经投入使用。在高速铁路建设过程中，综合视频监控系统作为一项重要的监控手段投入使用，为高速铁路运营安全提供了良好的监控条件。综合视频监控系统是建立在先进的视频数字压缩技术、高清技术以及IP传输方式上，是一种已经网络化的视频监控手段，具备数字化的特点，能够为用户提供实时监控视频信息。系统中的视频信息能够实现管理与分发/转发功能，极大地满足了铁路相关部门对视频信息的需求。目前综合视频监控系统已经成为高速铁路工程建设中必不可少的因素，并且它的作用还将越来越重要。

2 高速铁路综合视频监控系统的业务需求

①有效对高速铁路行车安全开展视频监控，对机车整个线路行驶过程中进行全程监控，防止入侵、塌方及意外事故发生。从而实现突发事故提前预警并迅速采取措施，极大地保证了行车安全，为旅客出行提供安全保障。

②有效对弱电专业房屋开展视频监控。高速铁路系统中，弱电专业房屋主要包括通信基站直放站、信号中继站等，区间弱电房屋基本都是无人值守区域，因此需要借助综合视频监控系统全面进行视频监控。

③有效对强电专业房屋进行视频监控。与弱电专业房屋一样，高速铁路系统中包括牵引变电所、开闭所、分区所、电力配电所等涉及的区域也都属于无人值守区域，需要对其进行室内与室外全面进行视频监控。

④有效对高速铁路客运服务区域开展视频监控。为了对客运服务区域进行监控，并且满足用户随时可能产生调用查看相关监控视频的需求，尽可能避免客站事故发生，需要对高速铁路车站中存在客运服务的区域设置视频监控点，开展视频监控，以满足客站全覆盖实时监控。

⑤有效开展灾害安全防护监控。高速铁路属于重点灾害监控对象，其中又存在很多容易出现灾害的区域，需要全面布局规划，对容易产生灾害的区域进行重点视频监控。

⑥有效进行系统间对接，能够进行不同数据的交换。借助程序编码的方式，将在高速铁路运行过程中出现的各种开关信息、具体设备的报警消息、不同区域中存在的门禁与安全防护警报等进行位置预设，自动进行关注点的对焦，把监控的视频画面自动的在终端监视器上进行视频呈现，同时对视频信息进行存储。同时在整个网络中通过网管对接，将监控系统与高速铁路上的电力系统、环境检测系统等进行对接，有效开展系统互动操作。

3 高速铁路综合视频监控系统组成及网络结构

3.1 视频核心节点

核心节点主要是对收集到的视频信息进行调度并与其他系统完成互动，但是无法对前端设备进行操作的权限，其主要包括认证授权单元、管理单元、数据分发及转发单元、信令控制单元、接入网关单元、目录服务单元、告警单元、地理信息服务单元、存储单元和视频分析单元等构成。

3.2 视频区域节点

视频区域节点是整个高速铁路综合视频监控系统的中枢，对系统进行统一调度管理，单元构成与视频核心节点板块相似。

3.3 视频接入节点

视频接入节点可以细分为I类和II类，在具体的设备以及实现的功能上都有很大区别。I类视频接入节点能够完成对视频的接入、分发与转发功能，在视频对接的基础上进行智能分析，并完成视频信息存储，还能够实现对前端采集点的云台控制，主要由目服务单元、认证授权单元、告警单元、信令控制单元、管理单元、接入网关单元、存储单元、数据分发及转发单元、视频分析单元等设备构成。II类视频接入节点实现将分散的视频采集点的视频信息的接入与分发、储存，能够完成视频内容分析，并进行分析单元的设置，主要包括视频分析单元、存储单元、数据分发及转发单元等。

3.4 视频汇集点

视频汇集点是将所有的视频通过编码后完成汇集接入的板块，是高速铁路综合视频监控系统能否与其他系统对接的前提，主要包含VPU和VCA设备。

3.5 视频采集点

视频采集点的布局是视频信息收集的关键，在进行采集点位置的设置时要坚持以满足高速铁路各部门实际业务需求为基本原则，以实现对高速铁路行车安全、客运服务、安防等进行监控的目的。一般来说，视频采集点板块需要配备好摄像机与护罩、拾音器、视频辅助光源、防雷器等设备。

3.6 视频用户终端

视频用户终端板块涉及管理终端、监视终端以及显示设备。其中的管理终端又分为针对用户以及收集到的视频资源的业务管理终端以及对设施网络进行维护的设备管理终端。监视终端则是为用户提供对收集到的视频资料进行分析查看及完成后续处理板块，还能够在获得一定的权限后开展针对摄像机的云台控制。显示设备主要包括监视器、投影器、显示器等设备，主要是对收集到的视频资料进行显示。

3.7 承载网络

高速铁路综合视频监控系统中的承载网络是建立在基础网络、视频的收集网络以及视频用户的接入网络等网络服务基础上，实现视频信息的发出以及具体指令信息传输等服务。

随着我国在铁路相关领域的技术投入越来越大，作为铁路技术的重要组成部分，综合视频监控系统在我国高速铁路运营中发挥的作用越来越大。不仅能够有效配合行车调度工作，同时在高铁运行安全、治安管理等层面的作用也不断扩大。总之，先进的技术都是需要做好前期的设计，配合以后期的运行维护工作，才能够发挥其最大化作用。

【参考文献】