《基于JPEG的网络视频监控系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于JPEG的网络视频监控系统.pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、现代计算机总第二七_兰兰竺!基于J P E G 的网络视频监控系统黎志1 周海河2(1 昆明理工大学计算中心，昆明6 5 0 0 5 1；2 昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明6 5 6 0 5 1)擅善：嘉现了&q-J P E c 压缩的辊蜻苴拉系统，采用运动检剥算击，根糖谩定的时闻间隔耙捕获的逞甘田乍保存为J P g 格式的田片并且可以耙保弃的田片扫括为一十撕文件赛现自动上传和内王W e b t 务暑宴琨逢垃通过匝潮览暑骨同。关词：J P E G；视董监控；逢萄牲嘲0引言网络视频监控与传统监控系统比较有明显的优势：依托W A N L A N 网络，传输不受地域、距离限制；无须重复布线施工
2、要求较低：数字化存储易于保存等。本文结台工程实际对视频监控系统进行分析研究实现了一个基于v 阿r v i d e oF o rW i n d o w s)的系统使用W i n l N e t 和S o c k e t 技术实现实时图像的传输；借鉴开放源码J p e g L i b 实现图像的转换和压缩。整个系统模型扩展性较好，主要功能模块可复用。1系统涉及的关键技术及创新点1 1T P E G 压缩技术J P E G 定义了两种压缩算法：一种是离散余弦变换，另一种是空问预测(D P C 哟。D O T 算法偏重于图像的视觉效果空间预测偏重于无失真编码。D C T 算法原理包括两个部分：编码器和
3、解码器。在编码器中8 x 8 像素取样经过F D C T(正向离散余弦变换)成为8 x 8 的D C T 系数阵列。这些系数经过8 x 8 的量化矩阵量化后再经过系数到代码的转化成为一系列信息保持转换的代码。在解码器中D C T 系数经过与和编码器同级别的反量化再经过I D c T f 反离散余弦变换)将8 x 8 的D C T阵列转换成8 x 8 的像素取样值。D P C M 算法原理同样也包括两部分：编码器和解码器。在编码器中先产生一个预测值，然后计算取样值与预测值的差值再将这些差值经过差值转化器转换成代码。在解码器中。代码值被被转换成差值再将差值与相应的预测值相加产生一十辖出值其中这个输
4、出值的失真是在差值计算的差值恢复过程中产生的。1 2 F n 接口S d U I m a g e(S T l)应用程序接1 3 可以用于从视频捕获设备获取图像。它的优点在于硬件无关性。典型的使用S T 的方法是通过T W A I N 或I s I S 控制图像获取设备，并且使用拉模型(p 曲m o d e l)，拉模型的原理就是首先要定位数据源然后应用程序使用T W A I N 或I S I S 来从设备获取数据。S T l 支持两种数据获取方法：推模型(p u s I lr o o d e l)和拉模型。和拉模型不同的是图像设备通知应用程序它们的状态然后应用程序使用标准的接口入T w A I
5、 N 获取数据。推模型获取数据的优点在于大大简化了用户模型使得用户直接和图像获取设备进行交互。在推模型下要做的只是激活图像捕获设备来初始化图像捕获。S T I 的体系结构如图l 所示：匝1S T I 的体系结构1 3 视频存储视频监控系统中信息存储是一十重要和有待解牧稿日期：2 0 0 7-0 6 2 6 謦稿日期：2 0 0 7-0 0 一1 2作者两舟：摹忐(1 9 7 7 一)男四川人，讲师，研宽方由为计算机一戽、一鼻多雉体M O D E R NC O MP U T E R2 0 0 7 q9 4 万方数据开发寨钠决的问题。本文分析了目前视频监控系统中信息存储方面存在的不足提出了一种信息
6、存储方法在软件实现上运用了运动目标检测算法。基于该方法的视频监控系统只记录有动目标存在时的图像并把捕获的图像转化成j p E 格式进行压缩，解决了视频监控系统需存储大量视频信息的问题。本系统采用基于背景动态更新的背景差法背景更新的原理如下：视频序列记录了视频目标一爱时问的运动和变换信息因此可以对图像中各个像素点糟时间轴的变换规律进行分析根据统计规律在整个序列中挑选合适的点对背景进行恢复。定义圈像序列为I(x，y j)，其中x,y 代表空间坐标，i代表帧数f i=I N)N 为序列总帧数。序列的灰度值为s k y 山，则视频帧差(v F M)反应了相邻帧之间的灰度变化：V r M“J 渤=(：；
7、：，扛I sc t 弘“t，-S(x,y,i)I其中，阁值T 用来驱除噪声。对固定的像素(x，v 1。V F M(x v j)可以表示为帧数i 的函数，它记录了像素点O q)沿时间轴的变化曲线。可以根据V F M(x y i)是否大于零将这条曲线分殷将检测到的静止部分用集合 j k 1 j M J 表示，其中A j 各段的起点和终点分别是S r j 和E N j。在每一个像素点对应的集合 A j l 中，挑选最长的静止分段并记录该分段中点所对应的帧号为M(x，y)。最后用M k y)帧处的灰度值来填充图像中相应的位置。即：M k y)=秽y)+E N(x,y)2B(x，y)；s(x，Y，M(x
8、，y*其中s T(x y)和E N(x 神分别对应最长静止分段的起点和终点。B(x，y)为重建的视频背景。2系统的具体实现分析以下介绍几个主要模块的具体实现2 1 视频采集模块通常采用的开发手段是使用“V i d e ol o wW i n d o w s矾”开发包，通过这种方法可以方便地实现对视频的处理但是它有几个局限：程序控制复杂并且不能保证正确的结果：捕获条件依赖于A V I C a p 窗1 2：1 的W Mv I S I B L E 消息。即窗口的可见性；大多数的捕获设备的驱动程序都有内部的缓冲队列(丘f o)因此在抓取单独的帧时，不能提供令人9 5满意的时间精确性。针对以上的局限性
9、本系统在v F W 的基础上自行设计了一个C A v i C a D 类封装了对视频的处理能够处理实时的视频要求具有通用性。具体的使用方法如下：(1)创建C A v i C a p 类的实例；(2 1 调用C r e a t e 成员函数创建一个A V I C a p 窗口；f 3 1 调用G e t D r i v e r B L i s t 成员函数选择可用的驱动蠛：f 4 1 调用S e t F r a m e S i z e 和S e t B i t R e s d u t i o n 设定要求的帧率和色彩空问：(5)如果要直接访问图像数据，则需要使用S e t F r a m e C
10、 a l l b a c k 选择回调函数当新的帧被捕获的时候就调用回调函数捕获设备的驱动程序传递一个V I D E O H D R 结构体指针给回调函数V I D E O H D R 的成员变量I p D a t a 就指向图像数据的缓存；f 6)调用S t a r t P r e v i e w 程序根据调用s e I P I E-v i e w R a t e 设定的帧率进行视频捕获。2 2 视频传榆模央视频传输模块是视频监控系统中重要的组成部分视频传输质量的好坏直接决定了视频监控系统的效果它要保证视频在I n t r a n e l I n t e m e t 上传输的质量。程序使用W
11、 i r d N e t 和S o c k e t 技术来实现自动上传和远端访问功能具体的流程图如下：际菊面赢石启动两络传，服务器开始监听是否有客户连接成功向客户端发送数据断开网络连接选择网传模式压弧 玎1 n客户端请求连接服务器客户端显示出错信息客户端请求断开连接型图2 自动上传和近端访问流程图2 3 视频存储模斑采用运动检测算法系统根据设定的时同间隔把捕获到的运动图像保存为j p g 格式的图,q-，并且可以把保存的图片归档为一个a“文件通过这种方式可M O D 肌NC o M P U T E R2 0 0 7 9理代计算机尊彗二n七囊v 万方数据囊代计算机盛董二上七I-以大大节省存储空问
12、。在开源代码U GJ P E G 库的基础上实现了J p e g F i l e 类通过这个类可以实现读和写J P 图像。C W n t e A v i 类实现把捕获的图像添加到4 v i文件中将捕获的帧添加到a v i 文件的方法如下：B O O LC W f i m A V I：A d d F m n mf B I T M A P I N F O-H E A D E R p b i h B M P,V O I D p B i 13 结语本文通过对J P E G 压缩标准的研究实现了一个网络视频监控系统具有自动上传和通过H 1 T P 的方式远程访问并改进了视频监控系统信息存储方法该方法能有
13、效记录下人们感兴趣的信息减少了存储介质的浪费，也方便了信息的检索及存取取得了很好的效果。考文t【I】屠添翼，石跃详槐顿监控系统中的图像采集和视期有效存储计算机应用研究2 0 0 5(8)：2 4 1 2 4 2【2】曹莉华胡晓峰视鞭压螭标准的进展世界网络与多群体2 0 0 0 0)：1 8 2 1【3】张明慧等基于视频图像的实时测量技术的实现擞计算机信息2 0 0 4(3)：5 7 5 8【4】扬枝灵等编著V i s u a lC+数宇图像获取处理及宴践应用北京：人民邮电出版杜N e t w o r kV i d e oS u r v e i l l a n c eS y s t e mB a
14、 s e do nJ P E GL IZ h i l Z H O UH a l h e 2(1 C o m p u t e rC _,e n l e r,K u m i n gU n i v e n i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y K u n m i n s6 5 0 0 5 h2 S c h o o lo fI n f o m m t i o nE 哂n r i-l ga n dA u t o m a t i o n,K u m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c
15、h n o l o g y K u n m i n g6 5 0 0 5 1)R e a l i z e s。v i d e os u r v e i l l a n c e 岬h 酬o nJ P E c 删0 n，嘶哑m o t i o nd e t e c t如i t I-皿M a l d i 哩t ot h eP 酬s e t t i n gu p M mm o t i o n 眦4 妒c a p m r e di ss a v e df o rj 雎f o r ma n dc a nb es m v e df o r“dm r e M i z e s 肌1 0 蝴血nu p l o a
16、 d 蛐dt h eW e bS e r v e rI m i t-i n m 岫B f a r e I l dv i s i tb y 皿J P E G；V i d e oS u r l e i l l a n c e；M o t i o nD e t e c t(上接第8 2 霄)N e t w o r kV i d e oS t r e a mS m o o t hP l a y b a c kB a s e do nP r e d i c t i o nZ H A N G G e(D e p 日帆to fC o m p u t e ra n dI n f o r m a t i o n
17、E n g _ 唧d“岛H 咖I n s t i t u t eo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,Y u e y o m g4 V m 0 6)A b 蚰c I：T I l f o u g hR 州吨a n do p t i m i z i n gt h eo p e nc o d e sw i t hM i c m o f tV i s u a lC+，r e a l i z e*v i d e op l a y e rw i t hd o u b l eb u f f e rs t t u c t m ep m t t y p e,B yu
18、s i n gt h eM P E G-4 自m i T l gf i l e d“gd a t a I。e x p e r i m e n t su n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s i n c h&l o c a lp l a y b a c ka n dt e a ln e t w o n km T e a mp h y b a c k T h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o w 血nt h ef o r e c a s t i n gm o d e lc a nm o o t hm u
19、l t i m e d i a 自m 商p l a y b a c k，a n di m p r o v et h eq u a l i t yo fp l a y b a c k K e y w o r d s：D c 呻d i 唱V i d e oS t r e a m；V i d e oP h y l m c kM O D E R NC 0 1 4 P U T E R2 0 0 7 99 6 万方数据基于JPEG的网络视频监控系统基于JPEG的网络视频监控系统作者：黎志，周海河，LI Zhi，ZHOU Hai-he作者单位：黎志,LI Zhi(昆明理工大学计算中心,昆明,650051)，周海河,ZHOU Hai-he(昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明,650051)刊名：现代计算机（专业版）英文刊名：MODERN COMPUTER年，卷(期)：2007(9)参考文献(4条)参考文献(4条)1.杨枝灵 Visual C+数字图像获取处理及实践应用2.张明慧 基于视频图像的实时测量技术的实现期刊论文-微计算机信息 2004(03)3.曹莉华;胡晓峰 视频压缩标准的进展 2000(07)4.屠添翼;石跃详 视频监控系统中的图像采集和视频有效存储期刊论文-计算机应用研究 2005(08)本文链接：http:/