要使网络视频监控体系智能化,其最重要的产品形状便是使网络摄像机智能化。这样,所监控的视频图画,经过前端智能网络摄像机的剖析辨认后,可只将有反常的图画传输到后端去记载与显现,因而可大大减轻网络的担负。但怎么使高清网络摄像机(1280×1024)的充裕CPU资源,嵌入哪些智能视频剖析与辨认的软件算法到网络摄像机中,是现在国内外安防学者研讨的要害之一。
众所周知,拾取所监控的光电图画要靠摄像机,而模仿摄像机只能传输单向的视频信号,其功用受制于DVR和操作员的水平。但网络摄像机能够传输全双工的数字化信息,并能够与体系内的其它设备有用集成,使它们能够在一个分布式、可扩展的环境下到达更高的功用水平。网络摄像机能够与多个运用体系并行通讯,以完成各种不同的功用,例如侦测画面中的运动状况,或发送不同格局的视频流等。带有IP地址的摄像机愈加便利组网,由于它不需求进行额定的模/数转化,也不需求在摄像机端装置发送设备,所以摄像机的尺度将会越来越小,而这也更便于荫蔽,是安防监控体系所需求的。
网络摄像机将传统摄像机和电脑的功用整合到了一同,它不只将视频信号数字化并紧缩,还具有一个网络接口。其视频经过IP网络传输,并记载在装有视频办理软件的规范PC上。用网络摄像机组成的网络视频体系是一个实在的网络视频体系,相同也是一个彻底数字化的体系,由于没有运用任何的模仿设备。所监控场景的视频信号,从网络摄像机继续不断地经过IP网络进行传输,不管阅读者所在何处,摄像机都能给阅读者供给安稳的图画质量。因而,网络摄像机最适于运用在安全城市的网络安防监控体系中,而要建设成智能网络安防监控体系,首战之地的应使网络摄像机智能化。这样,所监控的视频图画,经过前端智能网络摄像机的剖析辨认后,可只将有反常的图画传输到后端去记载与显现,因而可大大减轻网络的担负。但如将智能软件算法悉数参加前端网络摄像机中,由于其自身的CPU资源有限,往往需求进步前端设备的装备或许运用专用的视频剖析仪器一起效果,这样会使设备的体积与本钱大大添加,因而也不是用户所需求的。
由此,怎么充分利用网络摄像机的充裕CPU资源,嵌入哪些智能视频剖析与辨认的软件算法到网络摄像机中,是国内外安防学者研讨的要害之一。本文介绍一种新的单路高清IP网络摄像机的功用模块计划、并在此根底上嵌入智能功用组成智能网络摄像机,文中还介绍了其组成计划、规划准则与要害等。
高清IP网络摄像机的功用模块解决计划与一般的摄像机比较,网络摄像机的内部主要是添加数字化处理与数字视频紧缩以及网络接入功用,行将数字化的视频信号转化成契合网络传输协议(如TCP/IP协议)的数据流,以便送到网上传输。因而,一台网络摄像机能够被看作是一台摄像机和一台电脑的结合体。它能够捕获印象并直接经过IP网络进行传输,然后使授权用户能够经过规范的依据IP的网络根底构架,在本地或许长途地址完成观看、存储和办理视频数据,或许监听该摄像机内置麦克风搜集的现场声响。
由于网络摄像机上还有通讯(COM)接口,使网络摄像机具有操控数据的捕获及转化功用。由于经过COM接口可与外接的解码器相衔接。因而,网络就任一授权用户的PC机,就可经过网络传输经由摄像机COM口,对其外接的解码器发送指令,使摄像机云台与镜头依据需求动作。一起,该COM接口也能够早年端承受数据,并传输到网络上的任一台PC机上。
网络摄像机上还有报警(ALARMI/O)接口。这种报警信号接入端子能够接纳由各类报警传感器传来的开关量信号,并对其进行编码,然后送入TCP/IP网络,经过运用软件对该报警信号进行各种联动呼应设置(如发作声、光报警与进行报警录像等)。
由于每台网络摄像机都具有自己独立的IP地址,能够直接衔接到网络,并内置Web服务器、FTP服务器、FTP客户端、Email客户端、报警办理、可编程才能以及其它很多的功用。网络摄像机无需与PC机衔接,也能够独立运转,并可安顿在任何一个具有IP网络接口的地址。除了视频信息之外,网络摄像机还能够经过同一网络衔接去完成更多其它的功用,并传输其它一些有用信息,如视频移动侦测、音频、数字化输入和输出(可用于完成报警联动,如触发警报或激活现场照明等)、用于传输串行数据或进行PTZ设备驱动的串行端口等。网络摄像机中的图画缓存,还能够保存并发送报警发生前后的视频图画。
因而,IP网络摄像机可将获取的视频源在本地进行预处理、紧缩,然后经过IP网络进行远端传送与存储。其重要组成部分包含视频预处理、视频紧缩以及IP网络视频(Video-OverIP)功用。现在,IP摄像机的输入数据格局是:1路D1/25帧/s+1路CIF/25帧/s,这样一般可用1片CycloneⅡEP2C35和1片低本钱处理器来完成。
由于现在IP摄像机的分辨率正在由标清D1逐渐进化到高清(1280×1024),而且有必要进行本地实时紧缩,因而只能选用硬紧缩方法。假如选用多片DSP处理器,则将使体系本钱、集成度和功耗添加,而让用户无法承受;假如选用单片低本钱的FPGA器材,则功用又无法满意规划要求,但若选用单片高功用的Stratix系列FPGA器材,则可到达要求。由于这种器材是具有相对应的结构化ASICHardCopy系列器材,它还可进一步将本钱下降到1/10,并下降50%的功耗。
完成智能网络摄像机计划的组成与原理经过前述的选用单片高功用的Stratix系列FPGA器材的单路高清IP网络摄像机的功用模块计划,加上嵌入的智能软件算法模块即可组成智能网络摄像机。明显,一台智能网络摄像机,即由摄像镜头、CCD或CMOS成像器材、A/D与预处理部分、智能软件算法模块、编码紧缩模块部分与网络接口模块等六部分组成。
由图2可知,摄像镜头搜集所监控场景的光学图画,并将它们聚集成像到CCD或CMOS成像器材的感光面上,其转化输出的视频电信号经A/D改换与去除噪声、图画增强等预处理后,再送入嵌入智能软件算法的模块中。智能软件算法是智能网络摄像机最重要的部分,其算法的好坏、反常信号剖析辨认的精确与否是该摄像机能否有用的要害。当智能网络摄像机开端进入监控状况时,会把所监控场景的图画经编码紧缩经过网络传输到监控中心,然后就只将有辨认反常的信号,才经编码紧缩,经过网络接口送到网络中传输,这样就可大大节约网络带宽的资源。
由于经过视频紧缩后传输,会失掉一部分实在信息并发生一些噪音信号,这时用智能软件对紧缩后的视频进行剖析与辨认处理,相对会有更多的漏报警和误报警。而本计划的智能网络摄像机是对没有紧缩的原始图画进行方针提取,就明显没有上述问题。而且,它只要在呈现反常需预/报警的状况下,才需求把相关的视频发送到后端进行监督和记载,而一般状况下只需求经过网络传送很少的方针数据信息,这些方针数据信息的流量还不到视频流量的1/50,然后削减了对网络带宽的要求和耗费,削减了用户在网络方面的出资,而一起对网络条件不是很好的用户也带来了运用智能视频网络监控体系的或许。
因而,完成智能网络摄像机计划的要害是,挑选与规划好的智能软件算法,然后将其嵌入DSP或与FPGA中,以构成智能软件模块部分。
智能网络摄像机计划的规划准则及要害
完成智能网络摄像机计划的规划准则及要害主要有以下几点。
模块化规划
这儿所说的模块化规划,主要是使智能化功用模块化。个人认为,上节所述的可嵌入智能网络摄像机中的8个智能化功用,除前3个最基本的功用每个摄像机都需求而组成一个模块外,其他可独自组成。这样比较灵敏便利,能够依据实践监控地址的需求而选取不同的模块装入,然后可削减资金投入,工程商也乐意承受。因而,进行模块化规划不只能够给生产厂家带来便利,也十分合适实践中的需求。
牢靠性规划
任何产品均需进行牢靠性规划,即要求体系所规划的结构合理、产品经久耐用、体系运转安稳牢靠。这样,有必要进行EMC规划,要可抗EMI、防雷电及各种搅扰等,以便能习惯各种恶劣气候环境而不呈现毛病。
人性化操作规划
所谓人性化操作规划,即十分合适于人的简略便利的操作运用。如尽量选用
按键式操作,要有清晰的指示灯和喇叭提示,在它装置得荫蔽与高的状况下,还可运用遥控器,将日常操作会集在遥控器上。
有用化规划
所谓有用化规划,即体系十分有用,操作运用简略便利、环节少、易学。能主动地便利地进行功用设置,以及与防盗、防火、门禁等体系联动,主动化程度高,使体系能在实践或许发生受损害的状况下及时预/报警。此外,还要求有自检功用,并将自检成果守时上报给办理中心,承受办理中心监控,以便呈现毛病当即保护。
经济性规划
在考虑体系经济性时,除考虑下降体系的研制本钱、生产本钱外,还要顾及体系的运用本钱,即已包含运用期间的保护费、备件费等。
为取得较高的性价比,规划时不该盲目寻求杂乱高档的计划。在满意功用指标的前提下,尽或许选用简略的计划,由于计划简略,意味着结构简略、牢靠性高、本钱低。
在上述要素归纳考虑后,再挑选确认恰当的计划。