图像监控技术的研究与应用

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摘要：随着社会技术水平的不断提高以及人们安全防范意思的日益增强，可靠、实时的图像监控成为现代社会经济发展、社会进步在重要保证。以电子计算机技术、现代信息技术以及网络技术为基础，图像处理技术在监控领域发挥重要中作，而其又是图像监控技术的关键技术，因此图像监控技术成为社会发展中重要的安全技术之一。该文通过分析图像监控系统的发展历程以及图像监控技术的优势和独特之处，发现并探讨图像监控系统的关键技术，并分析其在现实生活实际用途和应用。

关键词：图像；监控技术；现实应用

中图分类号：TP317文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012) 03-0677-02

随着技术水平的不断提高，社会公众对安全防范的要求和意识也是不断提高，对某些关键重要区域、场所和对象实施可靠和实时的监控越发有其必要性和现实意义。从人们的需求而言，传统的声控报警、红外感应报等形式已不能很好的适应人们的要求，而信息量更加丰富、表达更为确切和直观的图像监控方式则受到人们越来越多的关注和重视，并已广泛应用于银行、交通、码头、商业大厦、机要部门、工业自动化、智能家居等诸多领域和场所。

1图像监控技术发展概述

1.1图像监控技术内涵

图像监控技术发展的一般思想是通过依靠安装在现场的图像传感器或者视频设备，由监控设备终端（如本地计算机，可携带智能终端等）通过网络传输系统，进而完成对分散式分布的现场的监视与控制。计算机技术、图像信号处理技术、监控技术以及通信网络技术的发展为图像监控技术的出现提供基本的技术和思想的支持，使其出现成为必然。

一般而言，图像监控技术是一个整体发挥其效力和作用的系统，图像监控技术系统组成部分主要有通信媒体、硬件系统和软件系统；从其发挥效用的过程而言，图像监控技术系统是由图像采集、图像输入、图像处理、图像输出、图像管理以及系统控制等单元构成，是一个集网络通信技术、计算机技术、图像处理技术等现代技术于一体的综合系统。

1.2图像监控技术发展历程

图像监控系统的发展水平一般是于同时代的图像处理技术水平相一致的。因此，根据图像处理技术发展的不同水平，可以将图像监控系统的发展分为三个阶段：

1）模拟图像监视阶段。在图像监控出现初期，一般技术均是采用黑白图像监视，并且缺少必要的控制措施，缺乏控制能力，功能单一、画面质量低，但由于其方便性以及技术的不断改进，被广泛应用于保安、生产管理等场合。前期其运行的主要模式是用模拟方式传输，直接使用单一视频电缆将模拟信号传输到控制中心，监视点也需要通过手动方式实现切换，选择监视点图像并在显示器显示；在此之后，开始采用模拟射频调制的方式传输视频信号，从不同的射频载波汇集指多路器并通过一条电缆输入至中心控制室，从而达到减少电缆数量并实现在单一地点传输多台视频机器图像信号的要求。现阶段的控制器多采用模拟电路与中、小规模数字集成电路，方式功能简单，可靠性差，易受干扰，系统寿命短。

2）数字化图像监视阶段。计算机技术以及数字化技术的发展，使的图像处理方式由模拟信号向数字信号方向转变，高度发展的计算机技术也被应用到图像信号处理中。技术的发展为图像监控技术提供了强大的数据处理系统以及高清的显示方式，为图像监控技术发展提供新的契机。此阶段虽然具有较高的稳定性和良好的人机界面，但是其控制与切换仍然采用的是传统单片机方式，尤其是其是基于传统模式而非现代计算机技术进行的系统设计，只是在原有基础之上进行改进，计算机多数只起到外部监控的角色，因此并不能将其称为现代的数字图像监控技术系统。在这个阶段，并没有对传统单片机系统的缺陷进行革命性改进，通信协议在此时也并没有统一的开放式的国际标准，加之受到计算机本身运行能力的限制和数字视频所需的巨大数据处理量，这些因素导致在此阶段组建大型监控系统难度很大。

3）多媒体网络图像监控阶段。图像监控技术的发展，使其客户要求不仅限于传统的数据、文本、图形等信号，更是希望有全方位、多角度、立体化的观测信息的产生，对高质量视频、音频等要求更甚，而且随着监控范围的扩大和监控终端的增加，对图像监控技术提出了新的要求。计算机软硬件技术的飞速发展，以及数字视频压缩编/解码技术的日益成熟与图像终端微机水平台的支持,多媒体网络图像监控成为现实。在多媒体网络图像监控的诸多功能要求不仅可以通过软件编程实现，还可以借助于具备高速处理能力的计算机芯片来实现，使得现代实现了以低成本实现监视系统的数字化、集成化、智能化。不仅如此，现代网络信息技术的成熟，为多媒体信息的交互和共享提供了新的空间和支持，数字化和多媒体图像监控技术得到更好的发展。

2现代图像监控技术的关键环节及优势

2.1数字式图像监控技术的关键环节

现代图像监控技术就是指以计算机技术、多媒体技术、数字化技术以及网络技术等为基础的数字式多媒体图像监控技术，是以上多种技术的综合体，是为实现实时、可靠的图像监控所形成的网络系统。因此，稳定可靠的数字图像监控系统需要在实现音视频编/解码、网络信号、控制系统等符合技术要求的同时，充分考虑支持以上硬件系统的软件的稳定、实用、实时等的要求。

1）音视频编/解码技术。对现代数字图像监控技术而言，实现图像信号的实时传输是必要而且必须的要求，是其基本功能之一。而原始的图像、音视频信号需要巨大的存储空间，如果在未经编/解码技术处理的情况下，实现实时传输对传输带宽有很高的要求，从经济、管理等角度而言都是不合理的。因此，需要音视频编/解码技术对原始图像、音视频资料进行处理，减小存储容量需求和带宽要求。现代应用于图像监控技术的主要有H.261、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、小波变换等编解码技术。

2）网络传输技术。传统的图像监控技术是“点―点”的模式，而现代图像监控技术需要有覆盖式的数字网络图像监控系统，该系统要求能够实现通过网络实时传输到不同的监控点或者监控控制室，这就对网络传输技术提出很高的要求。如何保障数据传输的稳定性、安全性、可靠性和实时性，都是网络传输技术所要解决的问题。多媒体远程图像监控系统的出现，使其在现代数字图像监控系统中广受欢迎，并且随着技术的发展，多媒体远程图像监控系统会在数字图像监控系统中获得前所未有的发展。

3）远端设备控制技术。数字图像监控系统需要对远端设备,如摄像机、云台、报警检测装置等进行控制。系统的主要控制功能包括：对前端装置执行云台上下俯仰、左右旋转运动；对镜头光圈、聚焦和变倍进行调节控制；对云台运动和镜头设置进行按预置为快速定位；执行摄像机定日期或定时间巡回扫描等控制操作。

4）系统软件技术。系统软件是多媒体图像监控技术发展的核心，是进行图像监控处理的关键技术。随着图像监控技术要求的提高，其核心软件系统必须具备良好的人机结合界面，操作界面实现图形化，以方便用户操作。软件的实现应采用最新的模块化技术,便于系统升级、扩展和维护,这也是衡量图像监控系统软件的一个重要指标。

2.2现代图像监控技术的优势

现代基于多媒体的数字式多媒体图像监控技术的主要优势在于：一是图像监控自动性，传统模拟图像监控技术需要人为手工操作，而现代数字式图像监控技术通过计算机系统实现目标监控的自动性；二是图像监控系统化，以多媒体计算机为控制中心，通过系统软件实现控制界面的可视化及控制环境的多媒体化，可以方便地实现智能化控制，是一个综合的、智能化的监控系统；三是图像监控模块化，整个系统实现模块化管理，将视频模块、云台镜头控制模块，行动输出模块等通过计算机集中管理，是一个以软件为核心的系统，具有灵活的管理模式，便于操作和升级。

3图像监控技术的特点

数字化监控技术自从推出，便表现出来强大的活力和竞争力，迅速打开前所未有的市场，在其使用过程中，主要表现出以下四个方面的特点，这些也是数字式多媒体监控技术能获得飞速发展和广泛应用的主要原因：

1）资料存储方面。数字式多媒体图像监控技术，顾名思义，采用多媒体数字压缩技术，可将音视频资料完全数字化存储，与传统图像监控的录像带相比，不仅具有安全性高、画面质量高等优点，更是在存储量和存储空间方面占有绝对优势。

2）资料检索方面。完善的数据库索引功能使得数字化远程监控系统能够方便、快捷帮助用户在极短时间之内查询到所需要的影像资料，并进行资料的分析和测评使用，这是传统图像监测所不能及的。

3）网络功能方面。现代技术的发展缘由是计算机技术的不断开发，网络功能也不例外。多媒体图像监控技术的发展也是由于计算机技术的支持，将网络功能和多媒体图像监控技术结合，通过计算机系统加以整合，使得多媒体图像监控在完成数字处理的同时，能实现信息的实时传输和共享，达到共享监控的目的，从而更加适应各种用户的要求。

4）智能化方面。图像监控系统的智能化要求可以使其在现实应用中更加符合用户的心理、生理需求，能实现在特定条件下对其他设备设施的自动控制，对特定对象（如报警事件）等进行自动检测并生成有关结果分析。同时，图像监控技术的智能化不仅表现在预警方面，更体现在监控软件界面友好,人机交互方便,操作简单等方面。

4图像监控技术的应用及发展趋势

4.1图像监控技术的应用

社会经济的发展以及人们对安防和预警要求的提高，图像监控技术的应用范围将会越发广泛，用途也从最原始的监视和记录场景逐渐扩大，向控制、预警、自动化处理等方向发展。

现代图像监控技术系统在国民经济和社会发展中应用广泛，尤其是在涉及国民经济安全、私人财产安全以及涉及机要或者其他部门机构的预警和安防等方面，并逐渐向火灾预警、机床操控预警以及道路安全及交通监视等方向发展。4.2图像监控技术发展趋势

我国现在图像监控技术进步明显，但仍然存在技术协议不统一、智能化开发程度不足等缺陷，在未来图像监控技术的发展中，统一传输协议、基本技术规定和硬件设施匹配，使得不同技术能够共同发挥作用，借鉴长处；图像监控技术在未来发展中最为重要的就是其智能化程度的提高，这也是其发展的必然趋势，尤其在预警和安防过程中，实现自动动态监控、智能化判断并作出正确及时的反应和处理将显得极为重要。

参考文献：

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