图书馆网络视频监控系统设计_王立荣

图书馆网络视频监控系统设计

王立荣

(唐山学院图书馆　河北063000)

【摘要】　介绍了视频监控系统的现状,针对图书馆管理和服务的具体需求,论述了图书馆网络视频监控系统的设计方法。

【关键词】　图书馆　视频监控　DV R 【分类号】　T N 949.2

The Design of Digital Video Monitor System Based on LAN in Library

Wang Lirong

(L ibrary of T angshang College ,H ebei 063000,China )

【Abstract 】　T his paper intr oduces the actuality o f monito r sy st em and discusses t he desig n o f digit al v ideo mo nito r system based on L A N in L ibr ar y.

【Keywords 】

　L ibrar y D igital video m onito ring DV R (Dig ita l V ideo R eco rder ) 收稿日期:2004-03-17

视频监控系统是综合运用计算机、多媒体、工业控制和人工智能等技术的高科技产物,是保证公共财

产的安全,提高防范能力,规范人们行为最为有效的方法。随着现代技术在图书馆的应用,图书馆服务方式也发生了重大改变,对图书馆管理提出了更高的要求。为了满足图书馆开放式、多样化的服务要求,进一步强化图书馆的安全保障,视频监控系统作为重要的辅助管理手段,应当成为现代图书馆建设的重要组成部分。本文介绍了视频监控系统的现状及发展趋势,结合图书馆的实际,论述了图书馆数字监控系统的设计实现方法。1　视频监控系统概述

视频监控系统是一种综合安全防范系统,以其直观、方便、信息丰富等特点广泛应用于许多场合。目前,视频监控系统处在模拟系统逐渐向数字系统过渡的阶段。传统的模拟闭路电视监控系统的缺点是:传输距离小(小于1000米);信号容易产生衰耗、畸变,抗干扰性差;无法联网,只能以点对点的方式监视现场,布线工程量大;视频信号存储耗费大量的存储介质,且查询取证繁琐等。90年代末,随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展,数字视频监控系统迅速崛起。数字视频监控的优点正好克服了模拟闭路电视监控的局限性。数字化视频监控系统优

点是:可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据,基本上不受距离限制,信号不易受干扰,图像品质和稳定性好;数字视频可利用计算机网络联网,无须重复布线;数字化存储经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中,查询十分简便快捷。

目前数字视频监控系统有两种类型,一种是以数字录像设备为核心的视频监控系统(DVR),另一种是以嵌入式视频Web 服务器为核心的视频监控系统。以数字录像设备为核心的视频监控系统又可分为两类,一类是嵌入式数字监控录像系统,另一类是基

于PC 机组合的计算机多媒体工作方式系统。前者将图像采集与数字录像及操作系统集成于一体,在保密性、安全性方面性能较好,而且投资小,操作简单,但在网络功能、音视频同步等方面的功能较差。该系统多用于保密性强,监控点少的场合。后者的结构为:兼容机(或工控机)+视频采集卡+普通(或较可靠)的操作平台+应用软件。这种视频监控系统综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等设备的众多功能,功能完善且可方便实现系统集成。该系统利用视频压缩卡和通信接口卡,通过现有局域网,可将这些信息传到一个或多个监控终端,从而实现网络监控功能。 嵌入式Web 服务器网络视频监控系统,采用嵌入式实时多任务操作系统。嵌入式Web 服务器将视频压缩和Web 功能集成到一个体积很小的设备内,

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摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过内部总线传送到内置的Web服务器。压缩后的视频信号通过标准通讯接口,可以直接连入局域网或广域网。网络用户可以直接用浏览器(如IE或Netscape Navigator等)观看服务器上的图像,授权用户还可以控制摄像机云台的动作或对系统进行配置。这种监控系统具有布控区域广阔、系统扩展能力强、可组成非常复杂的监控网络,以及性能稳定可靠,无需专人管理等优点。

根据以上分析可知,DVR优势在于本地录像及控制功能和高性价比上,特别是在前端摄像机较多,且网络带宽不富裕的条件下,适合选用DVR方式;嵌入式Web视频服务器方式的优势在集中监视和远程管理上。对于图书馆而言,选择技术较为成熟,价格适中的基于PC组合的数字录像机为核心的数字系统较为理想。这种监控系统可满足图书馆的实际监控需要,即可在本地实现监控,又能在局域网内的终端实现实时监控功能。在高校中,作为校园监控系统的一部分,可通过校园网对图书馆视频监控系统实现监控管理。

2　视频监控系统设计

规划设计视频监控系统时应遵循如下原则:

(1)先进性和实用性相结合原则。在图书馆监控系统设计中,既要避免片面追求最新技术而造成过高的费用,又要避免因追求低费用,选择技术落后产品而造成系统投入使用不久便面临淘汰的局面。

(2)可扩充性原则。设计本系统时,应充分考虑图书馆目前需要和长远发展需要,使其具有可扩充性。

(3)可靠性原则。在系统设计和设备规划中,应当准备尽可能多的方案,从中遴选出最优的方案,以充分满足可靠性的要求。

(4)经济性原则。在保证系统可靠、技术上先进的基础上,科学合理地规划设计方案和施工步骤,争取使用最少的投入建设出先进实用、安全可靠的监控系统。

2.1　监控系统功能

根据图书馆的实际需要,系统应具备以下功能:

(1)支持报警输入、输出和多云台、镜头的控制、外接的各种报警器及联动报警设备功能,这样在发生事故时,控制摄像机到预定的位置并自动启动录像机进行录像。

(2)视频监控处理功能。视频监控处理应当包括视频数据的实时解压播放、视频数据存储传输、历史视频录像的回放、视频警报区设置、警报实时分析与处理等功能,具有矩阵切换功能和多画面处理显示功能。

(3)网络视频监控功能。在图书馆局域网的客户端,登录的用户都可根据不同的权限,对不同的监控点实现控制。同一个监控点也可以根据不同的优先级别来控制。而且计算机还可以接受各种报警信息,输出继电器控制信息,按照预先编好的程序自动执行各种报警联动。

(4)系统查询和视频数据管理功能。系统查询主要有录像查询,历史报警查询等。系统可将摄像机记录的画面全自动压缩并保存在计算机的硬盘上。数字录像机可实现不断刷新硬盘,将过期资料清除而将新的资料保存下来。

2.2　视频监控系统结构

视频监控系统主要由前端、监控管理(监控主机DVR)和监控终端组成。其结构示意图如图1所示。前端监控由云台、摄像机其它传感器设备组成。前端的视频、音频等信号直接通过线路传送到视频监控信号采集卡,经转换处理后由监控主机处理并存储。前端设备还包括温度湿度传感器、烟敏传感器、水泄露报警装置等,用于监测温湿度、烟火及水泄露情况;监控主机接收来自前端的视/音频及报警信号,并实现监控系统的功能;终端为网络中的计算机,通过对网络中的用户授权管理,用户可通过局域网上任一台计算机登录到监控主机,根据不同权限对监控进行监视、查询、

录像回放等。

图1　视频监控系统结构示意图

2.3　硬盘录像机(DVR)选型

硬盘录像机是监控系统的核心,其质量的直接关系到系统的运行。选择硬盘录像机时除了要满足上述的监控功能处,主要考虑图像质量、压缩方式、每秒处理图像的总帧数和稳定性4个方面。

(1)图像质量。图像质量是评价数字录像机产品质量的核心问题。图像质量可以从图像清晰度、灰度、色彩还原、实时性能等方面加以评价。最常见的图像格式有176×144、352×288、704×576三种。

(2)压缩方式。压缩方式是D VR的核心技术,压缩方式很大程度上决定着图像的质量、压缩比、传输效率、传输速度等性能,它是评价DV R性能优劣的重要指标。适合目前压缩方式主要有H.261/H.263标准和M P EG等标准。H.261/H. 263在录像延续时间上比较有优势,但在图像质量、压缩比和变速率录像等方面低于M PEG;M P EG是压缩运动图像及其伴音的视音频编码标准,它采用了帧间压缩技术,仅存储连续帧之间有差别的地方,从而达到较大的压缩比。M P EG现有

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