基于IP网络智能视频内容监控系统 【技术领域】
本发明涉及一种监控系统，具体是一种基于IP网络智能视频内容监控系统，属于视频监控领域。
背景技术
当前的视频监控技术，经过了从模拟技术向数字技术的发展，在压缩率和画面质量上都有了很大的提高。随着新技术和新需求的出现，监控技术在传输和处理上有了新的发展方向，特别是随着视频分割技术的成熟，视频监控系统的智能化，成为研究的热点。视频监控系统的智能化要求视频监控技术能够有一定的智能性，能够分析采集到的视频的内容，识别出事先定义的某些简单的行为，提供相应的告警提示，帮助监控人员，提高监控地可靠性。更进一步，在某些不适合人类工作的场合下，能从视频内容中分析出可疑的行为，并作记录以通知有关监控人员做出反应。
经文献检索发现，在网页http：//www.sensuo.com/video.htm上，提到由北京深索科技公司推出的一套功能完备的视频监控系统，是目前一种较先进的监控系统。该系统包括：本地监控端、中心监控端以及摄像头、麦克风等外围设备。该系统的本地监控端与中心监控端都是运行有监控软件的PC机，本地监控端负责对视频信号进行MPEG-4编码和传输，中心监控端负责对视频数据流解码回放。该系统的摄像头、麦克风通过信号线与本地监控端连接，本地监控端和中心监控端通过局域网进行连接。
但它只是被动地将所有的信息都集中于监控中心，呈现给监控人员。监控系统本身虽然有一定的报警功能，但自动化程度不高，没有能力对监控场所发生的大多数突然事件做出及时的判断和反应，一切都依赖于监控人员事后的观察和判断，常常会忽略某些监控细节，另外该系统只适用于局域网。
【发明内容】
本发明针对目前传统监控技术存在的不足和缺陷，提供一种基于IP网络智能视频内容监控系统，使其通过采用视频监控的智能化技术，实现对监控场所突发事件及时的智能化判断和反应。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：现场监控端，远程监控端以及管理中心服务器。现场监控端是位于监控现场的独立的嵌入式设备，负责本地采集、编码、回放、存储和分析识别告警；远程监控端是具有远程监控功能的PC机，负责向服务器发出请求，通过认证后接收视频流和告警信息，完成远端解码和回放，并可以动态改变本地监控端的配置；监控管理中心服务器是一个支持多种网络平台的独立设备，负责用户的管理、身份认证和监控配置，这三个部分之间通过网络进行连接。
现场监控端是一个独立的嵌入式设备，包括：MPEG-4视/音频处理设备、显示设备与扬声器、摄像头与麦克风。摄像头与麦克风通过信号线与MPEG-4视/音频处理设备连接，MPEG-4视/音频处理设备、显示设备与扬声器之间通过总线接口单元连接。
MPEG-4视/音频处理设备是硬件核心部分，包括：视频采集模块、音频采集模块、MPEG-4编码器、静态随机存取存储器和视频分析模块。其连接方式为：麦克风与音频采集模块的信号输入端通过信号线连接，音频采集模块的信号输出端通过信号线与MPEG-4编码器连接，摄像头与视频采集模块的信号输入端通过信号线连接，视频采集模块的信号输出端通过信号线分别与视频分析模块、MPEG-4编码器连接，静态随机存取存储器通过信号线与MPEG-4编码器进行连接，视频分析模块和MPEG-4编码器通过总线接口单元与显示设备和扬声器进行连接。
视频采集模块、音频采集模块、视/音频编码模块实现本地视音频采集、编码、传输、回放和存储；视频分析模块实现视频内容分析、识别和告警。音频采集模块将麦克风输入的音频数据进行处理后输入MPEG-4编码器，视频采集模块把从摄像头输入的视频数据进行A/D转换和编码预处理，视频采集模块输出的视频数据分为两路，一路进入视频分析模块，一路进入MPEG-4编码器，然后视频分析模块和MPEG-4编码器与显示设备和扬声器进行连接。
远程监控端是现场监控端的逆过程，通过在PC机上运行具有远程监控功能的软件来实现。通过PC机的网络接口完成接收视频流和告警信息，根据网络条件进行流量控制，对视频流进行解码回放，同时也提供图形界面的用户远程参数配置。对于远程监控端所采用的PC机并无特殊要求，但最低配置应为P3-800，64m内存。
本发明系统使用时，首先远程监控端在管理中心服务器登陆，管理中心服务器验证用户身份，显示可用现场监控端，通过网络建立现场监控端与远程监控端的安全连接，两端的通信包括视/音数据和配置控制指令通信，现场监控端采集视/音频数据，现场监控端采集的数据按MPEG-4标准压缩，重新打包成媒体流发送并保存在本地，现场监控端采集的数据经过视频分析模块，分析是否有物体被移动，远程监控端接受打包压缩的媒体流，解压缩后回放，远程监控端接收视频分析模块的告警信息，显示存储信息，远程监控端可以在权限允许范围内根据需要通过监控管理中心服务器来调节现场监控端的参数设置和工作方式。
本发明的现场监控端和远程监控端之间的网络连接可以建立在任何支持TCP/IP协议的数字网络，或者ISDN线路上。两端的远程传输完全网络自适应，用户在不同的网络条件下都可以在远程察看监控系统上所能看到的任意监控通道。
本发明系统除了采用了先进的MPEG-4编码技术外，还设计出管理中心和特有的视频分析模块等，从而有机地结合了视频频内容监控技术、远程传输技术、信息安全技术、图像分析处理技术等多种技术，实现一个功能完善运行稳定可靠的智能视频内容监控系统，系统除了通过先进的图像处理技术实现实时监控，及时报警外，还对用户进行管理，在系统的安全保障下，使合法的用户能通过简易的操作就能运用系统强大的功能。
【附图说明】
图1是本发明系统结构示意图
图2是本发明现场监控端的硬件结构和总线接口示意图
图3是本发明工作示意图
【具体实施方式】
如图1和图2所示，本发明包括：现场监控端，远程监控端以及管理中心服务器。现场监控端是位于监控现场的独立的嵌入式设备，远程监控端是具有远程监控功能的PC机，监控管理中心服务器是一个支持多种网络平台的独立设备，这三个部分之间通过网络进行连接。
现场监控端包括：MPEG-4视/音频处理设备、显示设备与扬声器、摄像头与麦克风。摄像头与麦克风通过信号线与MPEG-4视/音频处理设备连接，MPEG-4视/音频处理设备、显示设备与扬声器之间通过总线接口单元连接。
MPEG-4视/音频处理设备包括：视频采集模块、音频采集模块、MPEG-4编码器、静态随机存取存储器和视频分析模块。其连接方式为：麦克风与音频采集模块的信号输入端通过信号线连接，音频采集模块的信号输出端通过信号线与MPEG-4编码器连接，摄像头与视频采集模块的信号输入端通过信号线连接，视频采集模块的信号输出端通过信号线分别与视频分析模块、MPEG-4编码器连接，静态随机存取存储器通过信号线与MPEG-4编码器进行连接，视频分析模块和MPEG-4编码器通过总线接口单元与显示设备和扬声器进行连接。
在现场监控端，系统进行视频源的采集，MPEG-4编码和通过TCP/IP连接传送到相应的远程监控端，同时还对采集到的视频信息进行背景提取、视频对像分割等处理，实时地监视监控现场的变化，并在不正常情况出现时，立刻向远程监控端发送报警信息，实现了智能监控。
在远程监控端，只有通过系统服务器的安全验证后，才能从服务器中得到本地监控端的状态列表和选取要监控的现场。在开始接收监视视频后，用户可在远程监控端通过图形界面直接选取要监控的物品，操作简单易用。
监控管理中心服务器提供完善的用户认证管理，根据不同用户权限，给予设置权限，不会泄漏信息。
音频采集模块将麦克风输入的音频数据进行处理后输入MPEG-4编码器，视频采集模块把从摄像头输入的视频数据进行A/D转换和编码预处理，视频采集模块输出的视频数据分为两路，一路进入视频分析模块，一路进入MPEG-4编码器，然后视频分析模块和MPEG-4编码器通过总线接口单元与显示设备和音频播放设备扬声器进行连接。
视频分析模块内置了先进的视频入侵联动报警功能，采用背景差运动分割和对象追踪匹配技术，能高效准确的侦测画面上的运动和背景对象变化，极少漏报和误报，且自然环境光照的缓慢变化不会影响侦测。
如图3所示是本发明工作示意图。系统的实施分别建立在三个端点上：现场监控端、远程监控端和管理中心服务器。
现场监控端除了独立的嵌入式设备外，只要安装摄像头和麦克风，和提供电源和网络接入(＞256k/s)即可。一方面通过MPEG-4编码器对捕捉的原始视/音频数据进行压缩，然后通过网络接口进行RTP打包、UDP/IP传输；另一方面对现场视/音频数据进行视频内容分析，通过网络接口传送告警信息。在现场监控端，还完成视频文件的存储和检索，同时提供用户界面和回放。
远程监控端是现场监控端的逆过程，通过在PC机上运行具有远程监控功能的软件来实现。通过PC机的网络接口完成接收视频流、音频流和告警信息，根据网络条件进行流量控制，对视频流、音频流进行解码回放，处理远程监控端主机同现场监控端嵌入式设备之间的通信，同时也提供图形界面的用户远程参数配置。
管理中心的设立，使系统的各部分紧密地连成一体，也为对整个系统的集中监管提供了方便。在管理中心中，一方面为远程监控端提供简洁的操作界面，为其提供本地监控端的状态信息，另一方面集中控制对本地监控端的操作，构成了远程监控端和本地监控端间的一道桥梁，同时，管理中心也会把系统运行中的各种信息记录下来，产生日志文件，为日后的维护查询提供了依据。
现场监控端和远程监控端的连接建立，必须通过管理中心服务器，通过安全认证，然后才能建立直接的视频流传输。而且两者必须保持同管理中心的控制连接，直到双方通信结束。