视频监控系统的相关技术和发展趋势

软件导刊

2010年10月SoftwareGuide

Vol.9No.10Oct.2010

视频监控系统的相关技术和发展趋势

张

环，胡

永，雷

萌

（民族学院信息工程学院，陕西咸阳712082）

摘

要：对视频监控技术的构成与发展进行研究分析的基础上，针对视频监控中若干关键技术进行了研究，指出当

前视频监控系统所面临的主要问题，最后对视频监控系统的发展趋势作出了展望。关键词：视频监控；目标检测；网络化；智能化中图分类号：TP391.41

文献标识码：A

文章编号：1672-7800（2010）10－0168－02

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用程序紧密结合，根据应用的特点和要求构造与剪裁控制策

引言

视频监控主要是利用计算机视觉、视频分析和图像处理的

略，提高会话质量和网络服务的公平性。RTP控制协议RTCP（RTPControlProtocol），是提供多媒体数据流量控制和拥塞控制服务的。通过RTCP携带的信息实时监测音频、视频数据包的延时、抖动、丢包状况，以及网络的带宽变化情况，从而可在应用层对视频源的发送参数做出调整，适应网络的变化。RTP和RTCP协议特别适合传输网络上的实时数据。

方法对摄像机拍录的图像序列进行自动分析和判断，除了完成日常管理之外还能对异常状况进行报警。随着人们安全意识的进一步提高，视频监控系统被广泛应用于各个行业。视频监控是传统视频技术与现代通信技术相结合的产物，具有直观、方便、信息内容丰富和能完整再现突发事件等优点，已经逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分，是各行各业安全防范系统的重要组成部分。

1．2．2RTP封装机制

H．2基本流基于IP网络传输时的通信协议框架如图l

所示。

1

1．1

视频监控系统的相关技术

视频编码标准H．2

数字视频技术的广泛发展促使了许多视频编码标准的产

图1

通信协议框架

从编码器输出的H．2数据包首先进行RTP封装，在传输控制层可以使用TCP或UDP协议，然后进行IP封装。

生。ITU－T与ISO／IEC是制定视频编码标准的两大组织。H．2是ITU－T最新的视频编码标准，被称作ISO／IEC14496－10或

1．3运动目标检测技术

如今多数视频监控检测多为辅助手段，视频使用中依然要

MPEG－4AVC，是由运动图像专家组（MPEG）和ITU的视频编码专家组共同开发的。H．2在编码效率、图像质量、网络适应性和抗误码性等方面都取得了成功。H．2在同等的图像质量

条件下具有更高的数据压缩比和传输速率，提供差错隐消技术和低延时编解码技术，因此在Internet这样的易错网络上也可以得到较好的视频效果，经过H．2压缩的视频数据在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。

求监控人员不停地监视场景活动，几乎无法做到全面完整的监控。因此人们希望计算机能对视频图像进行分析和处理，能及时发现异常并做出相应决策，使视频监控逐步向智能化方向发展。运动目标检测则是其中的重要环节。

运动目标检测是指从序列图像中将变化区域从背景中分割出来。它是数字图像处理技术的一个主要部分，运动目标检测能及时发现异常运动目标，报警提醒监控人员。由于光照的变化、背景的扰动和变化、运动目标的影子等不可预计的原因存在，给运动目标的正确检测带来极大挑战。目前运动目标检测的方法主要有光流法、相邻帧差法、背景差分法。对光流场进行研究的算法有很多，从其约束方法分类可以分为全局光流法和局部光流法。光流法运算复杂，计算量大，不适用于实时性要

1．2网络传输技术

1．2．1实时传输协议RTP／RTCP

基于流媒体协议RTP／RTCP的视频传输机制在一定程度上弥补了UDP的不足。实时传输协议RTP（Real－timeTrans-portProtocol）是在一对一或一对多的传输情况下工作的，用来传输具有实时特点的数据，包括音频、视频。实现时RTP与应

作者简介：张环（1982-），女，湖南永顺人，民族学院讲师，研究方向为计算机应用；胡永（1980－），男，甘肃陇南人，民族学院讲师，研究方

向为计算机应用；雷萌（1981－），女，陕西泾阳人，民族学院讲师，研究方向为计算机应用。

第10期张环，胡永，雷萌：视频监控系统的相关技术和发展趋势

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求高的场合。因此一般采用帧差法和背景差法。到的视频信号进行识别、分析并做出决策，实现预录像和自动报警等功能。

智能视频监控以数字视频监控系统为基础，借助于计算机强大的数据处理功能，主要针对包含运动目标的图像序列进行分析处理，一般包含运动检测、目标跟踪、目标分类、及事件检测等部分。目前对视频信号的基本处理技术已经比较成熟，但是视频分析处理还处于研究阶段。

1．3．1相邻帧差法

相邻帧差法是运动目标检测方法中比较常用的一种算法。

基本原理就是利用视频序列中连续的两帧或足帧图像的差异来进行目标检测和提取。如果图像区域某处的像素值变化很大，则认为这是由于图像中运动物体引起的，它的优点是鲁棒性较好，摄像头静止和运动的情况下都能使用。其功能示意图如图2所示。

2．2网络化

随着网络的普及，网络渐渐成了标准，视频监控系统的网

络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。网络化要求视频从图像采集设备输出后，以Internet网络为传输媒介，基于TCP／IP协议，采用流媒体技术，实现视频在网上多路复用传输，并通过设在网上视频流服务器，完成视频流转发、报警等操作。网络化视频监控系统适应目前视频监控系统针对远

图2

相邻帧差法功能示意图

程、实时、集中控制等方面的需求。

1．3．2背景差分法

背景差分法是指事先把背景图像存储下来，在摄像机固定

3结束语

监控系统的产生和应用已有几十年的历史，如今正朝着网

的情况下，通过对当前图像与背景模型进行减法运算，相减结果中每一像素的值和一个预先设定的阈值相比较，若这个像素的值大于阈值，则认为这点是前景物体，否则是背景点。背景差分法实现最简单，并且能够完整地分割出运动对象，是常用的运动目标检测方法之一，但其对场景的动态变化较为敏感。其功能示意图如图3所示。

络化、智能化方向蓬勃发展。但是由于视频监控涉及的技术广泛，还有许多方面值得深入研究，如视频检测分析、查询取证、视频压缩和视频传输等方面都有待提高。总之，视频监控系统的研究开发是一个涉及到多个领域的综合性课题，只有对各个方面研究成果进行融合，才能真正实现视频监控的网络化、智能化发展。

参考文献：［1］

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）．［2］［3］［4］

，周晓敏，王长松．一种基于背景减法的运动目标检测算法［J］．北京科技人学学报，2008（2）.

柯颖智．数字视频监控技术［J］．现代电视技术，2004（6）.

图3背景差分法功能示意图

2

2．1

视频监控系统的发展方向

智能化

现在的数字视频监控系统改变了过去只能实现采集、编

YANGMING，BOURBAKISNIKOLAOS．Aprototypingtoolforanal-ysisandmodelingofvideotransmissiontracesoverIPnetworks［C］．ProceedingsoftheSeventeenthIEEEInternationalWorkshop0nRapidSystemPrototyping．Washington，DC，USA：IEEEComputerSo-ciety，2006.

（责任编辑：周晓辉）

码、解码、传输基本功能的局面，开始向智能化方向发展，如交通监控中的事故分析、停车场监控中的车牌自动识别功能等。智能化需求要求计算机能将人替代出来，自动对前端设备采集

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