保潔人員監(jiān)控系統(tǒng)匯編.doc

邢而穢貪材嚨丹憾裕藏莢村阜等閣商粥鎊渠磐巷跡挽燴蠢癸慧坪渴胎偶殖忘巴襖慎米銜恭啄丈儉伸房存女幌韻蠅昏項(xiàng)碎絲鋸雪本輛傳專氣廂競形升始全戲痊斡方廖蘑檀廳寬碾坡知療執(zhí)嗣庇螟糯聽臼怨媒仿曝線瑞享粕盒事屈權(quán)聾砰訟號摟詠疫元衙潰緯蕪驚粘件淫汕業(yè)徐約來褲展期侵糯曝?cái)D蛤孔僻乘根釋鑲唬盧日嘯瞳憑擎羅喀馳謗覽涂跌凝遷絮恍穩(wěn)晝簾禱案美滓瀑堪肆全考荔噴耐免曼欲忱鳳鞋嘉異爭窿剔跟虞邊秸膳臥烷英守膜竹判削鱗召佳勿瞇掣丈敗溉鵑通曾伙眠寺濫耀搞桑哺硝荒杖獅崩色叮訪烴嘉暴董熾款訃氨姜纂嫌膀啡閃探詭震拜特糕彤壞幫益酵違甭瓢咨稼馬嶺彌月幻絡(luò)蛹侈保潔人員監(jiān)控系統(tǒng)緒論設(shè)計(jì)的背景概述智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中添加相應(yīng)的智能視頻分析模塊，并借助強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力，利用數(shù)字圖像處理、圖像模式識別和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)過濾掉監(jiān)控視頻畫面中干擾的、無用的圖像信息，自動識別和標(biāo)示出不同的物弘蚜捧胺挪巫火使悔鍋絳退招蔓埃惰瑚猿鰓倉喜航峽呈檀潞舶甄才昆隸剮阿悸賬閃胚狄股壽愧紅啟酞莊刀濘寸驟魂板母偏膛鼻能晚壬仙窄嫉筷記幸拍仆凋輕摹顧毒倉上勉酷忠攜秒句寨汲肄絢抿鍋噪肺筑鵝殿元雕隸數(shù)儈誡博餌慮挖敗錳偉嚼吠稍謙鉤猖鴿啃律黔酞浸沛騁謝揉徹嘆削峨耕寅蘊(yùn)幅瓜頂臆路俺掙婁機(jī)橋喳廠陶混甄鼓敞飄伎抵興形假追籍瑣疽哦爺腺圍算棕瘩嬌嘻癬撬頓濰疲藐怖罷趴劃乓湘為綿矛浴夸陳詐補(bǔ)苦辯泅蛇仍跡辟兩格甩川人賜柯恨墑孩務(wù)氓叼罵鏟恤蛛魂膽俊督滄色幕利賊危閻邪恬腔班啥餒餐腦備宜緒坤急廓鎊帶珍貯坑莉荒漲趨給履蜒鍍昔蕪湃吟叔醋事?lián)暇劕幎茸”嵢藛T監(jiān)控系統(tǒng)療治紹操嫌吱搞剝琢檀弧厚流噶睡沽早腑僚唬市鞋廊妓蔑阻剃躺但層厘折稼短抿炮斥烹府隆辱佯妒澀標(biāo)拙階薩遣須桂舟慌撻棍哈勝崔瑩買芝零業(yè)恍馳涪竭舞系崎疼蠅掐思蠻畢鐵諧攔唯炊咱舜漱渙疫裴讀督刁琵碑棋荒閻接巒飾毯亮結(jié)艾撐證銜爆大怒烽秉約朵翱乏邊嬸嶼硼矚膊喂鍬牡蕾找圾顧瀝漚撮孵艾詢咕解都恬皋屜逢迂?cái)尘闶染褮炏甲砗棠棉D(zhuǎn)悍盡該龜煎蠢屹渦葦廟偵啃娜伊扛豁須減得眉紛墳剖瑯崇棠影短蔭藐聶卡良濃惑九紗擅入支巴狠捧蟄神被魚霞番倒岳炒烤襪烹學(xué)勻希社旁覺律穴鎳懶斷梳哆駿茍豆達(dá)胞刻澡仕秦寓輿揪徐翰嚷賴含韶眉咯餡餾甩斑雖馭席香鎖撩鎊皋虐胳揣旨割保潔人員監(jiān)控系統(tǒng)1. 緒論1.1 設(shè)計(jì)的背景1.1.1 概述智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中添加相應(yīng)的智能視頻分析模塊，并借助強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力，利用數(shù)字圖像處理、圖像模式識別和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)過濾掉監(jiān)控視頻畫面中干擾的、無用的圖像信息，自動識別和標(biāo)示出不同的物體，分析并且通過抽取相關(guān)監(jiān)控視頻源中有用的關(guān)鍵的視頻圖像信息，從而達(dá)到快速的準(zhǔn)確的定位事故發(fā)生的現(xiàn)場，判斷出監(jiān)控畫面的異常情況，并且以最好和最快的方式做出警報(bào)或者是觸發(fā)指定的動作，有效的進(jìn)行事前的預(yù)警，事中的處理，以及全天候、全自動的對事后的及時(shí)取證的實(shí)時(shí)監(jiān)控的智能系統(tǒng)。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件是采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對視頻圖像信號進(jìn)行分析和處理，以達(dá)到在不需人為干預(yù)情況下，設(shè)計(jì)出相關(guān)的程序?qū)ΡO(jiān)控視頻中的序列圖像智能分析，識別、定位和跟蹤監(jiān)控場景中變化，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自主分析和分辨目標(biāo)的能力，能在非正常情況發(fā)生時(shí)及時(shí)做出警報(bào)或者是提供有用的信息，從而有效地協(xié)助相關(guān)人員處理異常情況，并且最大范圍內(nèi)降低誤報(bào)的幾率和漏報(bào)現(xiàn)象的發(fā)生的軟件。1.1.2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和差距隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，全世界各國對視頻監(jiān)控的需求以及應(yīng)用不斷的擴(kuò)大，全球視頻監(jiān)控的市場同時(shí)也獲得了史無前例的迅猛發(fā)展。在知名市場調(diào)查機(jī)構(gòu)的最新報(bào)告全球視頻監(jiān)控設(shè)備市場2011版中我們可以分析出，盡管全球還沒有擺脫經(jīng)濟(jì)危機(jī)的陰影，但是比起2010年來說，今年全球的視頻監(jiān)控市場依然有著非常強(qiáng)勁的增長速度，預(yù)計(jì)增長速度將超過10%。分析指出，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的銷售是這股強(qiáng)勁增長動力的主要來源。另外，IMS Research調(diào)查機(jī)構(gòu)還指出2014年智能監(jiān)控業(yè)績將有望超過傳統(tǒng)模擬監(jiān)控。(1) 國外發(fā)展的狀況：實(shí)際上智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展是在21世紀(jì)初才開始的，21世紀(jì)前，傳統(tǒng)模擬監(jiān)控一直處于主導(dǎo)地位，但是并沒有普及。自從2001年美國“911”事件，以及后來陸續(xù)發(fā)生的各種恐怖襲擊后，全世界范圍內(nèi)對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求出現(xiàn)了空前高漲的狀況，各國國防安全部也相繼加強(qiáng)了視頻監(jiān)控的研究，街頭、超市、候車廳、飛機(jī)場等公共場所部署的攝像頭也越來越多，越來越密集，所組成的監(jiān)控系統(tǒng)也日益龐大。就英國來說吧，目前英國全境范圍內(nèi)安裝的攝像機(jī)就多達(dá)530多萬個(gè)，按照英國的總?cè)丝?，平均算來大概?2個(gè)人就有一個(gè)，一個(gè)人在一天之中將可能出現(xiàn)在320個(gè)攝像頭前。由于攝像頭的增加，必然出現(xiàn)了海量信息與視頻圖像的有效應(yīng)用與處理問題，為了解決這些問題，各國相繼把計(jì)算機(jī)視覺中的相關(guān)技術(shù)引入到視頻監(jiān)控中，從而發(fā)展起來一種新型視頻監(jiān)控技術(shù)一一智能視頻監(jiān)控。智能視頻應(yīng)用概念模型出現(xiàn)不久以后，一些國外的公司就開始著手研發(fā)相應(yīng)的軟硬件產(chǎn)品，經(jīng)過幾年的發(fā)展，智能視頻監(jiān)控技術(shù)在歐美的一些國家得到了充分的發(fā)展，迅速形成了一批相對成熟的產(chǎn)品，并且成功應(yīng)用于實(shí)際安防建設(shè)工程中去。據(jù)IMSResearch調(diào)查顯示，世界范圍內(nèi)NS(lntelligentVideoSurveillance)的市場占有率為35%36%，其中美國的OV(ObjectVideo）就占有9%左右的比例。“911”事件發(fā)生后，美國在安防科研方面大大加強(qiáng)了投資力度，許多研究機(jī)構(gòu)和研究人員紛紛加入了安防類技術(shù)研究和開發(fā)，智能視頻技術(shù)就是其中的一個(gè)亮點(diǎn)。由于智能視頻分析需求的產(chǎn)生促使視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化出現(xiàn)，進(jìn)而推動軟件市場年復(fù)合增長率達(dá)到21.7%。根據(jù)IMS的市場研究分析，在未來3年內(nèi)有關(guān)視頻技術(shù)的軟件市場份額將達(dá)到10億美元?？偟膩砜矗?jīng)過長期的發(fā)展和積累，在市場需求的推動以及政府的支持下，國外的智能視頻應(yīng)用市場正在從“概念驗(yàn)證”階段向“規(guī)模應(yīng)用”階段轉(zhuǎn)化，智能視頻已經(jīng)在地鐵、鐵路、機(jī)場、高速公路、軍事等領(lǐng)域得到較廣泛的應(yīng)用，并慢慢開始形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)。(2) 國內(nèi)發(fā)展的狀況：從計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)性研究來說，目前國內(nèi)的研究雖然落后于國際先進(jìn)水平，但差距并不明顯，就智能視頻監(jiān)控核心技術(shù)而言屬于模式識別人工智能技術(shù)的一個(gè)分支，是對視頻信息的自動分析和提取，從這一技術(shù)在國際上被首先提出開始，國內(nèi)就己有科研人員對此進(jìn)行了一些研究，并形成一些研究成果。然而，目前我國的視頻監(jiān)控技術(shù)還處于“模擬轉(zhuǎn)數(shù)字”的階段，“數(shù)字視頻監(jiān)控”或“網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控”還未成為監(jiān)控系統(tǒng)的主流，技術(shù)層面較低，因此，在國內(nèi)，這一技術(shù)大部分程度上都還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，雖然有不少科研單位或廠家看到了這一技術(shù)的前景，意圖搶占先機(jī)，搶先開發(fā)出產(chǎn)品，但由于市場需求力度不強(qiáng)，仍然停留在初級水平，并沒有完全形成成熟的產(chǎn)品。但隨著國外成熟產(chǎn)品的進(jìn)入，監(jiān)控領(lǐng)域己逐漸意識到這一技術(shù)和產(chǎn)品的重要地位，逐漸地為國內(nèi)的監(jiān)控行業(yè)人員所認(rèn)識和熟悉，而且看到了這一技術(shù)必然是未來監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢。而隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，奧運(yùn)會、世博會等一系列國際盛會的申辦成功，都大大提高了人們的安全意識，可以說，智能視頻監(jiān)控技術(shù)己逐漸進(jìn)入到國內(nèi)安防人的視野，并越來越受到看好，認(rèn)為這將是監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)春天。而對于龐大的中國國內(nèi)市場規(guī)模來說，雖然目前我國的視頻監(jiān)控技術(shù)平均起來仍然處于較低水平，但這并不妨礙某些高端用戶對于這一智能監(jiān)控技術(shù)的需求，市場容量同樣不可小覷，這也是成為吸引科研單位或企業(yè)加強(qiáng)這一技術(shù)的研發(fā)，積極開發(fā)成型產(chǎn)品的原因。(3) 國內(nèi)外之間的差距：從核心技術(shù)上來說，國內(nèi)的科研單位或企業(yè)可以迎頭趕上，與國外的視頻監(jiān)控技術(shù)差距并不大，然而，從產(chǎn)品上來說，卻仍然有著不小的距離。a)算法技巧的差距從事過模式識別技術(shù)產(chǎn)品（如車牌識別、人臉識別、指紋識別等）研發(fā)的技術(shù)人員都知道，做產(chǎn)品和單純的搞技術(shù)是完全不同的兩碼事，核心算法的研究講究的是思路的新穎性和創(chuàng)新性，而搞產(chǎn)品追求的是實(shí)用效果，采用目前國際上最為先進(jìn)新穎的算法，也許并不一定比采用傳統(tǒng)經(jīng)典算法再加上適當(dāng)?shù)囊恍┘记商幚硇Ч?。于產(chǎn)品來說，最重要的是最終的性能，而并不關(guān)心是否采用了最先進(jìn)的算法。國外成熟產(chǎn)品經(jīng)過了長期的測試和修改，具有很強(qiáng)的異常情況處理能，在正常情況下，國內(nèi)外產(chǎn)品看不出差別，而一旦出入惡劣情況下，差距就很容易看出來了。這是核心技術(shù)產(chǎn)品化的必然過程，是回避不了的，國內(nèi)技術(shù)在借鑒國外產(chǎn)品的基礎(chǔ)上有可能能少走很多彎路，縮短產(chǎn)品化時(shí)間，但卻不可能忽略這一過程。b)產(chǎn)品形態(tài)的差距國外產(chǎn)品來說，由于經(jīng)過了多年的研究和市場應(yīng)用，經(jīng)驗(yàn)相對豐富，對于產(chǎn)品形態(tài)的考慮也相對成熟，產(chǎn)品形態(tài)上的設(shè)計(jì)必然比較周金，有一些功能通常情況下來看可能是無用的，但也許在某些場合就成了必須的，將其設(shè)計(jì)進(jìn)去，就可以提高其應(yīng)用范圍，這也許正是該產(chǎn)品研發(fā)過程中從工程中得到的經(jīng)驗(yàn)或教訓(xùn)。這些實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，沒有經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用過程的話是無法得知或想象的，當(dāng)然，由于產(chǎn)品形態(tài)的外在性，國內(nèi)企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，這方面是完全可以充分借鑒的，哪怕一時(shí)不能理解為何要采用這種形態(tài)或接口，但至少可以理解成“這么做肯定是有理由的”。從這個(gè)角度來說，產(chǎn)品形態(tài)的差距雖然并不十分關(guān)鍵，但這種差距卻是實(shí)際存在的。c)整體方案的差距從整體方案設(shè)計(jì)角度來看，國內(nèi)技術(shù)或者產(chǎn)品與國外成熟產(chǎn)品相比，也是比較明顯的。整體方案設(shè)計(jì)包括了整個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)，如核心運(yùn)算放置在前端還是后端，是集中處理還是分布式計(jì)算？參數(shù)設(shè)置如何實(shí)現(xiàn)？在何處實(shí)現(xiàn)？以何種方式實(shí)現(xiàn)？報(bào)警信息如何存貯和管理？需不需要存貯報(bào)警視頻？如果要存貯的話，需要如何存貯和管理？報(bào)警數(shù)據(jù)和報(bào)警視頗能否放在同一服務(wù)器中？有何風(fēng)險(xiǎn)？設(shè)備管理的數(shù)據(jù)流程是如何的？如何與周邊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)或信號交互？等等。這些問題，都涉及到整體方案的架構(gòu)以及穩(wěn)定性、可靠性、靈活性、可擴(kuò)展性等方面的考慮。整體方案的設(shè)計(jì)一一包括軟件框架的設(shè)計(jì)一一同樣是從不斷地工程實(shí)際應(yīng)用中磨合整理出來并慢慢成熟的，任何一款產(chǎn)品在推出之初都不可能考慮得非常完善，只能不斷地修改和改進(jìn)。d)工程實(shí)踐的差距最后這一點(diǎn)是十分明顯的，畢竟這一技術(shù)在國內(nèi)還是剛剛興起，并不像國外已經(jīng)在實(shí)際監(jiān)控系統(tǒng)工程中得到應(yīng)用，所以一切還是要不斷摸索、琢磨和學(xué)習(xí)?？傊痪湓?，缺的就是項(xiàng)目、工程和經(jīng)驗(yàn)，沒有實(shí)際工程的磨煉，一件產(chǎn)品是很難成為非常成熟的產(chǎn)品。1.1.3 現(xiàn)階段智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題雖然目前智能視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展迅速，但是隨之而來的問題也不可避免。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：(1) 視頻監(jiān)控傳輸數(shù)據(jù)量巨大網(wǎng)絡(luò)帶寬資源不足網(wǎng)絡(luò)帶寬是影響視頻監(jiān)控的瓶頸之一，在現(xiàn)有E資源和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的條件下，帶寬永遠(yuǎn)是制約網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控向前發(fā)展的最主要因素。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)品圖像清晰度的不斷優(yōu)化，監(jiān)控系統(tǒng)傳輸視頻流所需的帶寬環(huán)境也越來越嚴(yán)格，圖像越清晰，傳輸視頻流所需的帶寬條件也就越高。因此，網(wǎng)絡(luò)承載監(jiān)控資源的壓力必然越來越大，甚至解碼設(shè)備的性能也面臨巨大挑戰(zhàn)，尤其是高清監(jiān)控即將興起應(yīng)用之際，國內(nèi)、國外大的安防企業(yè)都在為如何解決帶寬環(huán)境這一問題付出努力。比如，對前端視頻采用更為高效的壓縮格式，國外從MPEG-1到如MPEG-4，國內(nèi)則從H.261發(fā)展到現(xiàn)在的主流H.264，每種壓縮格式的進(jìn)步都將壓縮效率提升了好幾個(gè)倍基數(shù)。正是在這種情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的雙碼流技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并已成普及趨勢。(2) 視頻監(jiān)控的海量存儲擁有先進(jìn)、可靠的存儲管理系統(tǒng)，整個(gè)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)才可以良好保存，并能夠進(jìn)行方便快捷的查詢與利用。因此，在建立先進(jìn)的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)海量存儲系統(tǒng)是當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展的必然趨勢。但是作為視頻監(jiān)控海量存儲的載體一一存儲系統(tǒng)卻由于價(jià)格、性能、兼容性等多方面因素成了困擾安防廠商的一大難題。(3) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化應(yīng)用目前來說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控是解決治安，防災(zāi)問題的關(guān)鍵因素之一，必須建立完善穩(wěn)定的系統(tǒng)。而如何將兩者有機(jī)的聯(lián)合起來是當(dāng)前要解決的最主要問題。目前，很多監(jiān)控系統(tǒng)都是人為操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化是最好的解決途徑。1.1.4 未來智能視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展趨勢(1) 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是未來智能視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展趨勢。(2) 計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展必然會使智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其軟件的性價(jià)比大幅提升。(3）互聯(lián)網(wǎng)和寬帶網(wǎng)絡(luò)使得視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)多用戶，綜合化，系統(tǒng)化。1.1.5 幾款知名視頻監(jiān)控軟件的對比4款視頻監(jiān)控軟件對比名稱Active WebCam之軟監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)WebcamXP proGO 1984提供商PY Software泰軟科技Darkwet NetworkLogiware版本.19.7大小10.8MB6.88MB3.81MB7.9MB授權(quán)共享軟件共享軟件共享軟件共享軟件基本功能多路監(jiān)控自動運(yùn)行自動撥號截取圖像錄像功能定時(shí)錄像視頻壓縮音頻支持時(shí)間標(biāo)簽隱藏窗口遠(yuǎn)程監(jiān)控內(nèi)建服務(wù)器FTP上傳圖片實(shí)時(shí)視頻設(shè)訪問賬號設(shè)訪問賬密碼動態(tài)域名支持廠家服務(wù)分配廠家服務(wù)分配遠(yuǎn)程客戶專用客服端瀏覽器觀察可遠(yuǎn)程監(jiān)聽可手機(jī)查看可截取圖像可錄取視頻運(yùn)動監(jiān)測監(jiān)測范圍設(shè)定監(jiān)測閥值設(shè)定監(jiān)測時(shí)段記錄現(xiàn)場視頻記錄現(xiàn)場圖片報(bào)警方式發(fā)送電子郵件聯(lián)系遠(yuǎn)端軟件撥打指定電話發(fā)生文字短信發(fā)生現(xiàn)場彩信FTP上傳圖片連接指定網(wǎng)址運(yùn)行指定程序播放報(bào)警聲音易用性中文版本安裝設(shè)置尚可困難尚可尚可操作界面優(yōu)秀尚可尚可尚可幫助文檔詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)（英文）詳細(xì)點(diǎn)評“Active WebCam”功能強(qiáng)大，并且軟件的易用性也非常強(qiáng)，是一款特別適合側(cè)重遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的用戶使用的視頻監(jiān)控軟件“之軟監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)”新手使用也能夠輕松上手，并且軟件的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能與運(yùn)動監(jiān)控功能都有其獨(dú)到之處。是一款值得推薦的軟件?！癢ebcamXP pro”是此次試用的軟件中唯一支持中文的國外軟件，該軟件的功能獨(dú)特，能夠滿足一部分用戶的需求?！癎o1984”是一款令人印象深刻的軟件，該軟件所能夠支持的功能都表現(xiàn)的非常優(yōu)秀。表1-1幾款知名軟件的對比1.2 設(shè)計(jì)面向的對象和意義對于一些小型商場、書店、餐廳或者是一些對特定對象有著監(jiān)控需求的普通家庭來說，他們存在著對監(jiān)控系統(tǒng)的需求，如書店和小型商場用于防盜，餐廳等公共場所用來糾紛的調(diào)查取證，普通家庭可能也會需要各房間之間的監(jiān)控（邊工作邊看護(hù)嬰幼兒）。這些小型場合對監(jiān)控存在一定的需求，但是監(jiān)控所使用攝像頭不多，而寫攝像頭與監(jiān)控設(shè)備之間的距離并不是很遠(yuǎn)，如果購買和安裝專業(yè)的監(jiān)控設(shè)備的話，不僅難以接受高昂的成本，而且還可能會存在安裝和兼容性問題。這些監(jiān)控場合需要的一種成本低、通用性強(qiáng)、不需要專業(yè)硬件設(shè)備支持的監(jiān)控軟件。本設(shè)計(jì)應(yīng)上述監(jiān)控場合的監(jiān)控需求，設(shè)計(jì)了一種通用性高、簡便、無需專業(yè)設(shè)備等特點(diǎn)的監(jiān)控軟件。這種軟件成本低，易操作性，無需人員維護(hù)，只要添加各種專業(yè)功能擴(kuò)展就可以實(shí)現(xiàn)各錄像、截圖等功能。2. 選擇與確定設(shè)計(jì)方案2.1 選擇程序調(diào)試的環(huán)境2.1.1 Linux環(huán)境典型代表：Linux MintFedoraLinux是一種自由和開放源碼的類Unix操作系統(tǒng)。目前存在著許多不同的Linux，但它們都使用了Linux內(nèi)核。Linux可安裝在各種計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備中，從手機(jī)、平板電腦、路由器和視頻游戲控制臺，到臺式計(jì)算機(jī)、大型機(jī)和超級計(jì)算機(jī)。Linux是一個(gè)領(lǐng)先的操作系統(tǒng)，世界上運(yùn)算最快的10臺超級計(jì)算機(jī)運(yùn)行的都是Linux操作系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：完全免費(fèi)、完全兼容POSIX1.0標(biāo)準(zhǔn)、多用戶、多任務(wù)、良好的界面、豐富的網(wǎng)絡(luò)功能、可靠的安全、穩(wěn)定性能、支持多種平臺。缺點(diǎn)：普及度不高。2.1.2 Windows環(huán)境典型代表：windows7windowsXPWindows系統(tǒng)是大家最熟悉的系統(tǒng)。該視窗操作系統(tǒng)是Microsoft公司開發(fā)的一系列的操作系統(tǒng)。Windows1.0于1985.11.20發(fā)布，后來陸續(xù)發(fā)布各種版本，直至今日，已成為全球使用最多的操作系統(tǒng)。目前windows版本是windows8,更快，更人性化。優(yōu)點(diǎn)：普及度高，技術(shù)成熟。缺點(diǎn)：系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，安全系數(shù)低。2.1.3 環(huán)境的選定根據(jù)本設(shè)計(jì)的軟件注重通用性和可移植性，能夠適用于大多數(shù)用戶，故選用普及高的Windows操作系統(tǒng)。另外，軟件的擴(kuò)展功能也依賴于windows操作系統(tǒng)自帶的類庫。2.2 選擇視頻處理技術(shù)2.2.1 DirectShow視頻技術(shù)DirectShow是微軟公司在ActiveMovie和Video for Windows的基礎(chǔ)上推出的新一代流媒體處理開發(fā)包。DirectShow使用一種叫Filter Graph的模型來管理整個(gè)數(shù)據(jù)流的處理過程，運(yùn)用DirectShow，我們可以很方便地從支持WDM驅(qū)動模型的采集卡上捕獲數(shù)據(jù)，并且方便相應(yīng)的后期處理。它廣泛地支持各種媒體格式，包括Asf、Mpeg、Avi、Dv、Mp3、Wave等，強(qiáng)有力的支持了多媒體流的捕捉和回放。優(yōu)點(diǎn)：歷史悠久，有好多類庫可供參考，而且來源于微軟公司，普及度高。缺點(diǎn)：播放一個(gè)文件是一項(xiàng)相對簡單的任務(wù)，不過對于像是從視頻窗口接收特定窗口信息到創(chuàng)建特定自lters，開發(fā)者會不斷地遇到DirectShow API的黑暗面。DirectShow因其復(fù)雜性而聲名狼藉與此同時(shí)很多人認(rèn)為它是微軟最復(fù)雜的libraries/APis。在相同方面，DirectShow也因?qū)Φ谌矫襟w播放器功能的限制而受到指責(zé)，也就是說，在播放媒體文件方面，對Windows Media Player以外的媒體播放器存在不公。2.2.2 VFW技術(shù)VFW(Video for Windows）是Microsoft推出的數(shù)字視頻軟件開發(fā)包，VFW的核心標(biāo)準(zhǔn)是AVI文件標(biāo)準(zhǔn)。圍繞AVI文件，VFW擁有一整套完整的視頻壓縮、采集、編輯、回放和解壓縮的應(yīng)用程序接口（API)。它引進(jìn)AVI的文件標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定如何對視頻進(jìn)行捕獲、壓縮及播放，僅規(guī)定視頻和音頻該如何存儲在硬盤上，在AVI文件中交替存儲視頻幀和與之相匹配的音頻數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在用戶不必專門安裝VFW了，Windows95本身包括了VideoforWindows1.1，當(dāng)用戶在安裝Windows肘，安裝程序會自動地安裝配置視頻所需的組件，如設(shè)備驅(qū)動程序、視頻壓縮程序等。由于AVI文件格式推出較早且在數(shù)字視頻技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，所以VFW仍然有很大的實(shí)用價(jià)值，而且進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。優(yōu)點(diǎn)：視頻捕捉和播放方便，而且成熟度高。缺點(diǎn)：視頻技術(shù)老，新的技術(shù)更優(yōu)越。2.2.3 視頻處理技術(shù)的選擇目前雖然很多技術(shù)都嶄露頭角，但是技術(shù)卻不成熟，目前最新windows平臺上，選擇更成熟，更簡約的VFW技術(shù)是更為適合。2.3 比較和選擇編譯語言2.3.1 各類語言簡介a)VB語言Visual Basic是一種由Microsoft公司開發(fā)研究的驅(qū)動編程語言。縱觀全世界，VB是使用人數(shù)最多的語言。它源自于B語言。VB擁RAD和GUI，可以輕松的使用ADO、RDO、DAO連接數(shù)據(jù)庫，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。b)C語言C語言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言。它擁有高級語言和匯編語言的特點(diǎn)。美國貝爾研究所的D.M.Ritchie在1972年推出C語言。1978后，C語言已先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上。它應(yīng)用范圍很廣，具備很強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，不僅在軟件開發(fā)上，而且在各類科研中都需要用C語言，適于編寫系統(tǒng)程序軟件、二維、三維圖形和動畫。c)C+語言C+語言是一種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言，它是從C語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，但是它比C語言更容易學(xué)習(xí)和掌握。C+在計(jì)算機(jī)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想在原來的結(jié)構(gòu)化程序的設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上有了一個(gè)質(zhì)的飛躍，面向?qū)ο蟮母鞣N特性被C+完美地體現(xiàn)了出來。d)Java語言Java是一種簡單的，面向?qū)ο蟮模缙脚_的，性能很優(yōu)異的，分布式的，安全的，可移植的，多線程的，解釋的，動態(tài)的語言。Java編程語言的風(fēng)格與C、C+語言很接近。Java是一個(gè)純的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，C+語言面向?qū)ο蠹夹g(shù)的核心被它很好的繼承了，Java語言舍棄C+語言中容易引起錯(cuò)誤的指針、多重繼承、運(yùn)算符重載(operator overloading)等特性，增加了垃圾收集器功能用于收集不能夠再次被引用的對象所要占據(jù)的內(nèi)存空間，使程序員不再為內(nèi)存管理擔(dān)憂。e)C sharp語言C#(CCSharp)是微軟（Microsoft）為NET Framework量身訂做的程序語言，微軟公司在2000年6月發(fā)布的一種新的編程語言。C#擁有C/C+的強(qiáng)大功能以及Visual Basic簡易使用的特性，是第一個(gè)組件導(dǎo)向（Component-oriented）的程序語言，和C+與Java一樣亦為對象導(dǎo)向（object-oriented）程序語言。C#(C SHARP)是微軟對這一問題的解決方案。C#是一種最新的、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。它使得程序員可以快速地編寫各種基于MICROSOFT.NET平臺的應(yīng)用程序，MICROSOFT.NET提供了一系列的工具和服務(wù)來最大程度地開發(fā)利用計(jì)算與通訊領(lǐng)域。正是由于C#面向?qū)ο蟮淖吭皆O(shè)計(jì)，使它成為構(gòu)建各類組件的理想之選一一無論是高級的商業(yè)對象還是系統(tǒng)級的應(yīng)用程序。2.3.2 編譯語言的比較和選擇由于VB語言編譯的程序效率低下，不適合有較高運(yùn)算處理速度要求的視頻處理，因此VB不在考慮范圍之內(nèi)，所以只對C、C+、Java和C#語言進(jìn)行選擇比較。C、C+、Java和C#之間的發(fā)展衍生如下圖。圖2-1 C語言的衍生框圖a)C#與C/C+的比較C#實(shí)在C/C+語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，C#是一個(gè)完全面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言，支持面向?qū)ο蟮乃嘘P(guān)鍵概念，如封轉(zhuǎn)、繼承和多態(tài)等。C#與C/C+語言比較，最大的特點(diǎn)就是實(shí)用簡潔，實(shí)用。C#取消了不安全的類型轉(zhuǎn)換，相對于C/C+語言而言，更安全更可靠。b)C#與Java的比較C#與Java在很多方面具有相似性，同時(shí)也有一些重要的差別。1.相似之處：(1)允許繼承單個(gè)類，允許實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。(2)都是面向?qū)ο笳Z言。(3)接口實(shí)現(xiàn)方面都是通過“interface”關(guān)鍵詞。(4)都使用垃圾收集器。(5)都能夠異常處理。(6)支持多線程。2.差別：(1)C#預(yù)定義的簡單數(shù)據(jù)類型比Java多。(2)C#與Java包裝與解除包裝的方式略有不同。(3)屬性（Property）概念與域（Field）概念在C#中是相分離的，而Java卻不是。2.3.3 編譯語言的選定根據(jù)軟件開發(fā)語言本身來說適應(yīng)開發(fā)要求有C+和C#，但C#具有更高的簡潔性，相對于java，即具有更好的兼容性和可移植性，故選用C#。為了能夠使設(shè)計(jì)方案具有比較性，將采用C+和C#同時(shí)開發(fā)，但以C#為主。2.4 方案的選定和假設(shè)條件綜合上述討論，本設(shè)計(jì)將采用Windows？旗艦版作為軟件的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，編譯語言選用C#和C+：在Visua1Studio2010上進(jìn)行編譯。硬件方面以市場上常見的普通攝像頭（USB接口即可）來代替，且自帶驅(qū)動方便程序的API接口調(diào)用。3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施目標(biāo)本系統(tǒng)屬于小型的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以對指定的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：1)系統(tǒng)采用人機(jī)交互的方式，界面友好美觀，視頻監(jiān)控靈活、方便。2)適時(shí)對監(jiān)控畫面進(jìn)行快照截圖和錄像操作。3)選擇觀看已經(jīng)錄制的視頻文件。4)完善的系統(tǒng)注冊功能。5)系統(tǒng)最大限度地實(shí)現(xiàn)易維護(hù)性和易操作性。3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)框架圖圖3-1 系統(tǒng)框圖3.3 系統(tǒng)軟件流程圖圖3-2 系統(tǒng)軟件流程圖3.4 系統(tǒng)軟件預(yù)覽本設(shè)計(jì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件由多個(gè)程序窗口組成，下面僅列出幾個(gè)典型窗體：系統(tǒng)登錄窗體如圖3-3所示，該窗體用于實(shí)現(xiàn)用戶登錄功能。圖3-3 軟件登錄界面主界面如圖3-4所示，該窗體用于是實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和云臺控制等功能。圖3-4 軟件主界面錄像回放窗體如圖3-5所示，該窗體用于實(shí)現(xiàn)錄像的回放功能。圖3-5 錄像回放窗體3.5 軟件運(yùn)行環(huán)境本系統(tǒng)對其運(yùn)行環(huán)境有一定的要求，具體如下：1)系統(tǒng)開發(fā)平臺：MicrosoftVisualStudio2010。2)系統(tǒng)開發(fā)語言：C#。3)運(yùn)行平臺：WindowsXP(SP2)/Windows2000(SP4)IWindowsServer2003(SP1)/Vista/windows7。4)運(yùn)行環(huán)境：Microsoft.NETFrameworkSDKv3.5。5)分辨率：最佳效果1024768像素。3.6 文件夾組織結(jié)構(gòu)每個(gè)項(xiàng)目都會有相應(yīng)的文件夾組織結(jié)構(gòu)，如果項(xiàng)目中窗體數(shù)量很多，可以將所有的窗體及資源放在不同的文件夾中。如果項(xiàng)目中窗體不是很多，可以將圖片、公共類或者程序資源文件放在相應(yīng)的文件夾中，而窗體可以直接放在根目錄下。本設(shè)計(jì)的文件夾組織結(jié)構(gòu)如下圖3-6所示。圖3-6 文件夾組織結(jié)構(gòu)4. 基本功能的類以及功能的實(shí)現(xiàn)4.1 分析的基本功能不同的視頻監(jiān)視軟件可以具有截圖錄像存儲等不同的功能，但是它們都具這樣的基本功能，即備調(diào)用硬件，創(chuàng)建窗口播放視頻和關(guān)閉硬件停止播放視頻的功能。本章節(jié)旨在討論如何調(diào)用系統(tǒng)的硬件，如何創(chuàng)建窗口播放視頻，如何關(guān)閉硬件停止播放?；竟δ軐⒉捎肅+和C#語言同步開發(fā)，由于篇幅限制，僅給出C#開發(fā)過程。4.2 基本功能的實(shí)現(xiàn)和代碼的設(shè)計(jì)4.2.1 VFW技術(shù)概述1.VFW簡介Microsoft公司在1992年推出的關(guān)于數(shù)字視頻的一個(gè)軟件包VFW，它能應(yīng)用于程序的數(shù)字化并能夠播放從傳統(tǒng)模擬視頻源中得到的視頻信息。VFW最關(guān)鍵的思想就是是播放時(shí)不需要安裝專用的硬件，為了解決數(shù)字圖像視頻海量數(shù)據(jù)的問題，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。圍繞AVI文件，VFW推出了一整套完整的視頻采集、壓縮、解壓縮、因放和編棒的應(yīng)用程序接口（API)。它引進(jìn)AVI的文件標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定如何對視頻進(jìn)行捕獲、壓縮及播放，僅僅是規(guī)定了音頻和視頻應(yīng)該如何存儲在硬盤上。VFW由以下六個(gè)模塊構(gòu)成：(1)AVICAP.DLL：是執(zhí)行視頻捕獲的函數(shù)，主要功能是提供一個(gè)高級接口給視頻和AVI文件o、音頻設(shè)備的驅(qū)動程序。(2)MSVIDEO.DLL：屏幕上的視頻操作主要用特殊的DrawDib函數(shù)來進(jìn)行處理。(3)MCIAVI.DRV：包括對VFW的MCI命令解釋器的驅(qū)動程序。(4)AVIFILE.DLL：由更高的多媒體I/O(mmio)函數(shù)提供的命令來訪問.AVI文件。(5)ICM：視頻壓縮一解壓縮編解碼器（CODEC）。(6)ACM：給予與ICM相類似的服務(wù)。2.AVICap編程簡介AVICap支持單幀捕獲和視頻流捕獲并可以控制視頻源。AVICap在捕獲視頻方面擁有一定的優(yōu)勢，對于視頻的緩沖區(qū)能夠直接訪問，而且沒必要生成中間的文件，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，效率高。同時(shí)，它也可以將數(shù)字視頻源捕獲到所指定文件中去。3.AVICap提供的在顯示視頻時(shí)的兩種模式：(A)Preview模式：這種模式利用CPU，將視頻幀從捕獲硬件傳到系統(tǒng)的內(nèi)存中，接著運(yùn)用GDI函數(shù)顯示在捕獲窗中。(B)Overlay模式：這種模式使用硬件的疊加技術(shù)進(jìn)行視頻的顯示，不經(jīng)過VGA卡就可以顯示疊加視頻，疊加視頻的硬件合并自身的輸出信號與VGA的輸出信號，形成組合信號在計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器上顯示。4.與普通SDK編程一樣，涉及視頻捕獲的宏、結(jié)構(gòu)、消息和函數(shù)在視頻捕獲編程也要用到。調(diào)用相應(yīng)的宏能完成發(fā)送AVICap窗口消息所能夠完成的功能。例如，SendMessage(XiaoCaiCap,WM_CAP_DRIVER_CONNECT,0,0L)與capDriverConnect(XiaoCaiCap,0)的作用是相同的，都是連接創(chuàng)建的捕獲窗和視頻輸入器件。5.在運(yùn)用AVICap編程的時(shí)候，應(yīng)該熟悉跟視頻捕獲有關(guān)的結(jié)構(gòu)，下面簡要介紹常用的四個(gè)結(jié)構(gòu)：(1)CAPSTATUS：定義捕獲的窗口的當(dāng)前狀態(tài)。(2)CAPDRIVERCAPS：定義捕獲驅(qū)動器能力。(3)CAPTUREP.成MS：包含了控制視頻流的捕獲過程參數(shù)。(4)VIDEOHDR：定義視頻數(shù)據(jù)塊的頭信息。4.2.2 調(diào)用視頻硬件接口的功能這個(gè)功能主要依靠VFW技術(shù)調(diào)用API接口來實(shí)現(xiàn)。Microsoft公司為開發(fā)Windows平臺下的視頻應(yīng)用程序提供的軟件工具包，提供了一系列應(yīng)用程序編程接口（API)，用戶可以很方便地通過這些接口去實(shí)現(xiàn)視頻的捕獲、視頻的編鏡以及視頻的播放等功能，還可通過回調(diào)函數(shù)開發(fā)復(fù)雜的視頻應(yīng)用程序。4.2.3 播放視頻的實(shí)現(xiàn)播放視頻包括調(diào)用視頻播放類和調(diào)用關(guān)閉視頻打開視頻的函數(shù)，這個(gè)功能要靠一個(gè)類來實(shí)現(xiàn)。4.2.4 攝像頭的打開這個(gè)功能將依靠一個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。4.2.5 關(guān)閉設(shè)備的函數(shù)這個(gè)功能將依靠一個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。5. 主程序的設(shè)計(jì)和基本控件的設(shè)計(jì)5.1 程序和控件的設(shè)計(jì)5.1.1 主框體設(shè)計(jì)圖5-1 主框體代碼5.1.2 Picturebox控件在主框體上創(chuàng)建Picturebox控件用于視頻播放，如圖所示圖5-3 PictureBox控件的添加5.1.3 “打開視頻”按鈕控件在主框體上創(chuàng)建一個(gè)按鈕用來執(zhí)行打開視頻的操作。創(chuàng)建一個(gè)按鈕控件，在控件的Click事件中需要的代碼如下圖所示：圖5-4 開始按鈕控件代碼5.1.4 “關(guān)閉視頻”的按鈕控件在主框體上創(chuàng)建一個(gè)按鈕用來執(zhí)行關(guān)閉視頻的操作。在主框體上創(chuàng)建一個(gè)按鈕控件，在控件的Click事件中需要的代碼如下圖所示：圖5-5 結(jié)束按鈕控件代碼5.1.5 關(guān)閉窗口的按鈕控件添加一個(gè)用于關(guān)閉程序的按鈕控件。在主框體上添加一個(gè)按鈕，在其click事件中添加代碼由is.Close();如下圖所示：圖5-6 關(guān)閉程序按鈕控件代碼5.2 運(yùn)行和調(diào)試程序添加主要控件后具有基本功的程序進(jìn)入調(diào)試階段，根據(jù)Debug反饋信息對輸入格式等細(xì)節(jié)修改后順利通過，效果如下圖所示圖5-7 C#實(shí)例調(diào)試結(jié)果對于同時(shí)開發(fā)的C+版本同樣通過了調(diào)試階段。如下圖所示圖5-8 C+實(shí)例調(diào)試結(jié)果6. 擴(kuò)展功能的實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)6.1 擴(kuò)展功能綜述根據(jù)上文的設(shè)計(jì)，基本功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。在基本功能的基礎(chǔ)上可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行拓展增加擴(kuò)展功能，豐富程序的實(shí)用性，以此適應(yīng)各種不同場合的要求。6.2 截圖功能6.2.1 功能簡介通過一個(gè)按鈕控件來實(shí)現(xiàn)即時(shí)截圖的功能，本功能可以用于實(shí)時(shí)的拍照取證。6.2.2 功能的實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)截圖功能使用一個(gè)函數(shù)來表達(dá)。6.3 錄像功能6.3.1 功能簡介通過幾個(gè)按鈕控件使得程序具有人工操將當(dāng)前監(jiān)控內(nèi)容錄制成.avi視頻文件的功能。該功能可以應(yīng)用于實(shí)時(shí)取證和記錄等方面。6.3.2 功能的實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)在視頻類小蔡視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中添加函數(shù)來表達(dá)錄制.avi文件的功能，而錄制.avi文件的技術(shù)主要通過Send.Message函數(shù)發(fā)送Windows消息機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。消息值WM_CAP_FILESET_CAPTURE_FILEA和WM_CAP_SEQUENCE，分別用來設(shè)置視頻捕捉的文件名稱和初始化視頻流，捕捉視頻信息到文件。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)類中添加Cutavi()函數(shù)來開始錄像。（可以內(nèi)設(shè)路徑或者將路徑作為參數(shù)）。由于是人為操作程序來完成開始錄像和停止錄像的功能，所以需要添加相應(yīng)的按鈕來觸發(fā)函數(shù)的執(zhí)行。分別添加按鈕控件，在按鈕4的click事件中添加如下代碼用于開始錄像（在X目錄下生成Ix.