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智能监控系统是目前监控行业的发展趋势,它以数字视频监控为基础,借助于计算机强大的数据处理功能,对视频画面中的海量数据进行高速分析,过滤用户不关心的信息,能够为监控者提供有用的关键信息。其应用广泛,在入侵检测、交通控制、站台安全检测、可疑行为检测等场合中得到了大量应用。其具体实现也因其应用目的、不同模块的选择及其组合有较大差异。
智能监控系统主要包括三个模块:压缩编码模块,传输模块和计算机视觉模块。压缩编码模块对于图像压缩而言,JPEG是目前的主流,而JPEG2000的高效性能将有逐渐取代JPEG的趋势。对于视频压缩,目前较常见的有H.264、MPEG4和H.263.其中H.264以其高效的压缩性能和良好的网络亲和力已成为目前的主流。对于视频编码的网络传输,RTP/RTCP作为标准得到了广泛的应用,而对于无线传输,串口通信协议的控制是必须。对于计算机视觉模块来说,运动检测和运动跟踪是其较核心的内容,这些内容已经到了广泛的关注和研究,但目前为止还没有一种算法能够满足所有应用要求。
本文在文章组织上按照图像视频压缩、图像视频传输、运动检测和运动跟踪展开。但在具体内容中包括两条主线,一条为实际项目中涉及的串口摄像头的设计与实现,其完成了的功能是基本的定时传送和按需传送压缩图像给客户端,主要工作是JPEG baseline在DM642上的实现、串口通信协议的设计和实现基于PC端调试程序的设计和实现。做为智能监控系统的前端实现,该应用目前有良好的市场价值,并且在连续发送时,后接传统运动检测模块和跟踪模块能作为低帧速的智能监控系统。
另一条是基于H.264的视频监控系统的设计和实现,其中完成的功能是H.264在DM642上的压缩编码,通过RTP/RTCP协议传输给客户端,客户端解码图像的同时进行计算机视觉处理,主要工作是RTP/RTCP协议在DM642上的实现,PC端的实时解码播放,以及内建的运动检测和跟踪模块的算法设计与实现。运动检测模块采用了背景减法和时间差法的混合算法,能够检测背景移除情况的发生,从而导致了后面背景更新的选择更新方法的产生。运动跟踪算法利用了前面接收的H.264码流中提取的运动向量,提出了反向索引图概念,利用该图完成了前后两帧对应MBR的对应关系的检测,从而完成了运动跟踪过程。