基于PXA270的视频监控系统 第2页
1 前言
1.1概述
近年来，随着网络带宽，计算机处理能力的极大提高和人们安全防范观念的加强，视频监控领域进入了高速发展的数字化的网络时代。但嵌入式处理器具有低 功耗、体积小、经济、稳定的特点；Linux作为一个开源软件，具有成本低廉的优势，同时兼具安全、稳定的特点。因此，以嵌入式处理[]器作为硬件平台，以 Linux作为软件平台的视频监控系统能够结合两者的优点，必将成为未来的发展方向。
1.2研究背景
对于某些敏感场景，如银行、 商店、停车场、军事基地等，出于管理和安全的需要，人们必须知道该区域内发生的事件，于是采用某种特定方法来监视该场景，并且及时地对发生的异常事件做出适当的反应，这就是所谓的监控。
从监控技术的发展来看，大致可分为三个阶段：人力现场监控、人力视频监控和智能视觉监控。所谓人力现场监控，即安排专人在现场对场景监控，人力现场监 控的应用可以追溯到原始社会，一直延续至今。所谓人力视频监控，即用摄像机对场景拍摄，视频信号被采集到中央控制部门并被显示到监视器上，由人对视频图像进行分析，得出恰当的判断。视频监控又分为两种，一种是早期采用的模拟视频监控，一种是现在广泛采用的数字视频监控，这种监控技术引入了大量的计算机技术来协助人采集和管理所有视频信息，监控系统的性能得到了有效的提高。目前，市场上已经有比较成熟的数字视频监控系统出现。
现代社会是一个人口密集、高度复杂的社会，人类的活动范围越来越大，面临的突发事件和异常事件越来越复杂，监控的难度和重要性也越来越突出。由于人工本身固有的不足，人力越来越难以胜任分析和理解采集到的数量惊人的视频数据。因此，目前世界各国政府和学者，密切关注新一代的监控技术――智能视觉监控技术。它和以往的监控技术有本质的区别，其主要特征是采用计算机视觉的方法，在几乎不需要人为干预的情况下，通过对摄像机拍录的图像序列进行自动分析来对动态场景中的目标进行定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，从而做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时做出反应。更形象地说，智能视觉监控系统能够看，看被监控场景中目标物体的行为；能够想，想目标物体的行为意味着什么；能够说，把想的结果用自然语言的形式表达出来。因此智能视觉监控系统取代了监控任务中人的大部分工作，是新一代的具有高度智能的监控技术。智能视觉监控技术具有广泛的应用前景，可以应用于交通场景，如十字路口、高速公路、停车场、飞机场等监控、军事场景监控、国家重要安全部门，如军事基地、银行等监控、敏感的公共场合，如天安门广场、火车站，等等。智能视觉监控技术已经显示了巨大的市场价值，，据Ｐｈｉｌｉｐ Ｓａｙｅｇ和Ｐｈｉｌｉｐ Ｃｈａｒｌｅｓ预测，到２０１０年，中国和南亚五国的智能交通系统市场潜力估计在３８亿美元左右。特别是美国９．１１恐怖袭击事件以后，各国都高度重视这样一个问题，即如何对国家重要安全部门和敏感的公共场合进行全天候、自动的、实时的监控，而智能视觉系统就是解决这一问题的有效手段之一。
智能视觉监控技术的研究不但有极其重要的实践意义，而且还有重要的理论研究意义。在计算机视觉领域中，一个最根本的问题就是如何从底层原始视频数据得到高层的语义理解，而智能视觉监控的研究正是紧紧围绕这个基本问题，研究范围不是仅局限于某个特定问题，而是涉及到计算机视觉中从底层到高层的许多基本问题。因此，该研究的成果对计算机视觉中其他研究领域有重要借鉴意义。
1.3研究现状
频监控技术的发展历程视频监控系统是多媒体技术、计算机网络、工业控制和人工智能等技术的综合运用的产物，他正向着音／视频的数字化、系统的网络化和管理的智能化方向不断发展。从视频监控技术的发展历程来看，视频监控系统在过去的二十多年里大致经历了三代，第一代模拟视频监控系统，第二代数字视频监控系统，第三代分布式视频监控系统。第一代视频监控系统是以模拟信号、图像的处理和传输为基础的，多路模拟摄像机产生的模拟信号通过同轴电缆传输到监控室，然后通过预置好的顺序轮流显示，监控人员通过监视器来判断监视场景的情况。系统的主要特点如下：(1)由于模拟视频监控系统采用同轴电缆的方式传输信号，传输距离受到限制，且模拟视频监控占用的带宽大，灵活分配带宽的能力弱；(2)监控员长时间盯着监视器易产生视觉疲劳，可能产生误判和漏判；(3)存储在录像带上的信息不能长时间地保存，对大量的视频资料也不能进行方便地检索和查询；(4)不能与报警系统联动，不能对前端进行控制，且价格昂贵、操作管理复杂、很难实现较大系统的要求。
1.4效益分析
用计算机作为监控的中心，并且把多媒体技术、网络技术、视频技术应用到监控上，已经完全超越出传统保安监控的范畴，所引入的思想理念带动了高新技术的发展和社会的进步。
1.4.1良好的发展前景
二十一世纪是监控系统全面进入到计算机网络的时代，废弃传统系统，选择以嵌入式系统为核心的多媒体监控管理系统，为今后向更高、更远的发展奠定了基础。基于嵌入式系统，我们可以不断地将最新、最好的科技引进来，更有利于与时代接轨。将目前监控仅用于安防的目的，向更高的更远的方面发展，融合环境监测、消防安全、自动化控制、网络通讯、智能管理等多方面，使之成为一个整体，相互依托，势必会创造出强大的生产力，促进企业的不断发展。
数子图象保存设备(DVR，Digital Video Recorder)在监控业界，已渐渐展露商机，使用者对DVR的需求日增，DVR单机产品未来势必将完全替换常规长时间录放影机,而嵌入式DVR单机产品更稳定、更简易的操作系统，以及低成本、结构简单的特性，将成为远程监控系统中的重要角色，必定拥有广阔的市场前景。
1.4.2强大的威慑力
安全的可靠的监控系统通过计算机智能化管理，使报警布局更加趋于合理。计算机将安防工作做得有条不紊，避免了任何疏漏，并充分利用多媒体特性，结合实时捕捉、视频报警、硬盘录像等技术，使防范工作更安全，更周到，更方便，对罪犯起到了强大的威慑力，能更有效地防止犯罪；严密的计算机监控网络，跨越地域时空，实时跟踪每一个监控现场；迅速的反映能力，能更有效地打击犯罪。
1.4.3减轻保卫强度
保卫工作看似简单，但很繁琐，艰巨，责任重大。多媒体监控管理系统的高度智能化，进一步把保卫人员从枯燥无味的工作中解脱出来，在提高安全性的同时，减轻了工作强度：其独特的网络功能，免去了领导安全检查的辛劳；结合可视化编程技术，良好的操作界面，提高操作员的操作兴趣，更加有利于人机配合监视，提高安全性。
1.4.4可观的经济效益
数字视频监控系统的远程访问能力为业主和经理提供了一个商业管理工具，可用于贵重物品的管理和重要人员的有效时间管理。一天24小时的远程可视能力也改善了监控系统值班人员的生活质量。这样，使得数字视频监控系统的潜在市场要比模拟视频监控系统大得多。餐饮业、银行业、老年银发族护理、婴幼儿看护业都需要这种远程访问数字视频监控系统。有了它，作为白领阶层如果无法经常在家照顾父母，只要将其PC机插入任何电话线，再拨通受口令保护的自己的数字视频服务器，就可以在外实时看到家里所发生的一切。
2 系统方案
2.1设计目标
在嵌入式系统上完成一个较为完善的视频监控系统，包括了视频捕获、视频处理、视频浏览、视频传输，视频报警等功能。对所监控视频的本地实时浏览。
由于对图像的处理消耗系统资源巨大，所以视频监控系统一般都是基于DSP设计。使用不带DSP的平台的设计则一般采用感应器触发拍照。这种方式，只是检测到开始拍照，无法进行实时监视。课题研究如何使用摄像机现场实时监控摄录场景情况，然后根据图像数据判断是否发生了图像变化，不仅可以自动监测、记录监控区域发生异常的情况，还可以对监控场景进行连续监视，满足了实时监控的需要。并且系统建立在非DSP平台上，兼容于大多数ARM架构的嵌入式处理器。
用户流程图
图2-1 系统用户流程图
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