世界各國(guó)都有自己的儲(chǔ)備物資倉(cāng)庫(kù)，它是出自戰(zhàn)略上的考慮，備戰(zhàn)備荒，在出現(xiàn)自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)，或者國(guó)家經(jīng)濟(jì)失調(diào)時(shí)發(fā)揮調(diào)劑作用。中國(guó)有１３億人口�煼鶈T遼闊，儲(chǔ)備物資倉(cāng)庫(kù)遍布各地，國(guó)家級(jí)的儲(chǔ)備物資倉(cāng)庫(kù)就有９００多個(gè)。數(shù)量這么龐大的戰(zhàn)略物資在儲(chǔ)存期間保質(zhì)保量，不是一件容易的事情，應(yīng)急救災(zāi)責(zé)任大如天。但是，在儲(chǔ)備物資倉(cāng)庫(kù)仍有一些不法分子置人民的利益于不顧，監(jiān)守自盜、私自倒賣(mài)、私自調(diào)包、以次充好、以少充多，摻雜使假的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。如食品倉(cāng)庫(kù)倒賣(mài)食糖，物資倉(cāng)庫(kù)倒賣(mài)鋼材，防汛倉(cāng)庫(kù)倒賣(mài)防汛物資，一些糧庫(kù)，私自盜賣(mài)糧食，將好糧食賣(mài)出，購(gòu)進(jìn)一些飼料糧、陳糧、甚至是摻砂石的糧食。有些倉(cāng)庫(kù)見(jiàn)到自己保管的物資市場(chǎng)價(jià)高時(shí)就倒賣(mài)出去，等到市場(chǎng)價(jià)低時(shí)，再購(gòu)入以搏取差價(jià)。這種現(xiàn)象的存在嚴(yán)重影響了國(guó)家重要物資的儲(chǔ)備安全，給國(guó)家的戰(zhàn)略安全造成了隱患，救災(zāi)援救物資出現(xiàn)問(wèn)題后果不堪設(shè)想。這一問(wèn)題已經(jīng)引起國(guó)家有關(guān)部門(mén)的高度重視，１９９９年國(guó)家內(nèi)貿(mào)部科教司以及國(guó)家知名物流專(zhuān)家多次提到這個(gè)問(wèn)題，除加強(qiáng)儲(chǔ)備物資倉(cāng)庫(kù)管理外，希望通過(guò)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)解決這個(gè)問(wèn)題，２００３年我們的方案得到國(guó)家科技部的大力支持，并通過(guò)了《國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)工作》立項(xiàng)。

　　２ 設(shè)計(jì)思想

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用、普及，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)及圖像壓縮處理技術(shù)以及傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，使得安全技術(shù)防范行業(yè)能夠采用最新的計(jì)算機(jī)、通訊和圖像處理技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字圖像，可為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控及聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)提供高效可行而且價(jià)格低廉的解決方案。對(duì)于銀行、電力等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)較好的部門(mén)，利用其現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與技術(shù)條件，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，建成高效可靠的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控與聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，為企業(yè)的安全防范、高效管理提供更有力的技術(shù)保障。

　　寬帶技術(shù)與數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展，為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了更加完美的解決方案。我們采用數(shù)字視頻實(shí)況組播（廣播）和監(jiān)控模塊相結(jié)合的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)，為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了全新的觀念和更廣闊的空間，實(shí)現(xiàn)了基于ＴＣＰ／ＩＰ的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)編碼組播（廣播）和監(jiān)控、遠(yuǎn)程遙控?cái)z像機(jī)的功能。

　　本文的設(shè)計(jì)思想是讓物資主管部門(mén)根據(jù)工作需要，用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)定期或不定期地對(duì)所轄物資倉(cāng)庫(kù)里庫(kù)存的物資進(jìn)行例行檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，以保證戰(zhàn)略儲(chǔ)備物資的安全保管。采取的技術(shù)手段是把儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)物資的圖像信息傳輸?shù)街鞴懿块T(mén)的計(jì)算機(jī)上，主管部門(mén)工作人員通過(guò)辦公室里的計(jì)算機(jī)來(lái)查看儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)物資的保管情況。方法是將初始入庫(kù)時(shí)的物資圖像保存在磁盤(pán)里（包括中間增、減、調(diào)整等引起的正常變動(dòng)），當(dāng)需要查驗(yàn)時(shí)，將即時(shí)圖像與保存的對(duì)應(yīng)圖像做比較，以判斷物資是否保持了原樣。在技術(shù)上，目前采用的是人工對(duì)比的方法，因?yàn)橐�進(jìn)行圖像自動(dòng)對(duì)比，必須保證攝像機(jī)不移動(dòng)，不變焦，不拉伸，讓攝像機(jī)長(zhǎng)期絕對(duì)準(zhǔn)確地固定在初始存圖像的位置上，對(duì)應(yīng)圖像稍有一絲移動(dòng)就無(wú)法自動(dòng)對(duì)比。視頻圖像人工對(duì)比已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，車(chē)輛進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)攝像功能，并將照片存儲(chǔ)在電腦里。出場(chǎng)時(shí)，電腦自動(dòng)將新照片和該車(chē)最后入場(chǎng)的照片進(jìn)行對(duì)比，監(jiān)控人員能實(shí)時(shí)監(jiān)視車(chē)輛的安全情況。

　�。� 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)主要由管理層多媒體計(jì)算機(jī)——解擾設(shè)備——互聯(lián)網(wǎng)——加擾設(shè)備——倉(cāng)庫(kù)主機(jī)——庫(kù)房分機(jī)——攝像槍?zhuān)�云臺(tái)等組成。硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖１）。

　�。常�１管理層多媒體計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)

　　采用圖形式的菜單形式，按樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)安排。具體到某一庫(kù)、某一庫(kù)房的攝像機(jī)為末端。如要查看某一具體庫(kù)的圖像，用鼠標(biāo)點(diǎn)選該庫(kù)對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)，就可以對(duì)該攝像機(jī)進(jìn)行方向（云臺(tái)控制）和圖像的清晰度調(diào)整（焦距、景深調(diào)整），并將圖像長(zhǎng)期進(jìn)行保存，以便日后檢查進(jìn)行圖像對(duì)比�？紤]到檢查時(shí)是以某庫(kù)圖像的清晰度為主，設(shè)計(jì)時(shí)采用最多四畫(huà)面為一組，以便快速檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑情況時(shí)切換成單畫(huà)面作對(duì)比檢查。

　　軟件設(shè)計(jì)擬在Ｗｉｎｄｏｗ９８或ＷｉｎＮＴ狀態(tài)下，再結(jié)合組態(tài)軟件，圖像播放軟件等進(jìn)行設(shè)計(jì)。人機(jī)界面友好、直觀，全中文、圖形化界面，無(wú)須記憶煩瑣的功能鍵盤(pán)，極易操作，使用人員幾乎不需要任何培訓(xùn)，就能操作使用。
　
　�。常�２倉(cāng)庫(kù)主機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)

　　倉(cāng)庫(kù)主機(jī)起一個(gè)統(tǒng)一指揮和中轉(zhuǎn)的作用，類(lèi)似網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器與交換機(jī)。它負(fù)責(zé)ＩＰ地址的分配與來(lái)往信號(hào)的切換，它除了向互聯(lián)網(wǎng)傳送信息外，還負(fù)責(zé)向倉(cāng)庫(kù)管理計(jì)算機(jī)提供信息。倉(cāng)庫(kù)計(jì)算機(jī)的管理控制軟件基本同主管部門(mén)的計(jì)算機(jī)一樣，只是它只管理本庫(kù)的信息。為了圖像信息的安全，在主管部門(mén)不檢查庫(kù)存情況時(shí)，在主機(jī)上可以切斷與互聯(lián)網(wǎng)的連接。

　�。常�３庫(kù)房分機(jī)

　　庫(kù)房分機(jī)，從互聯(lián)網(wǎng)的角度看，它是一個(gè)計(jì)算機(jī)終端，從圖像監(jiān)控的角度看，它是一個(gè)集中控制臺(tái)，是圖像傳輸與控制的核心設(shè)備。

　�。常�４圖像的采集與傳輸

　　在庫(kù)房環(huán)境一定的情況下，一般４個(gè)攝像頭基本可以滿足要求。我們?cè)O(shè)計(jì)為４路視頻輸入（當(dāng)然特殊倉(cāng)庫(kù)可以選擇８路、１６路等），采用４畫(huà)面分割方式�？紤]到目前模擬攝像機(jī)價(jià)格便宜，選用模擬攝像機(jī)，配以視頻卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息進(jìn)行傳輸。
　　
　　倉(cāng)庫(kù)的圖像信息是靜止圖像，設(shè)計(jì)時(shí)擬采用靜止圖像壓縮技術(shù)。目前應(yīng)用較多的有ＪＰＥＧ、Ｍ－ＪＰＥＧ，小波變換ｗａｖｅｌｅｔ等技術(shù)，小波變換是基于結(jié)構(gòu)的壓縮方法，處理較容易，可獲得比ＪＰＥＧ更大的壓縮，可以很好地處理靜態(tài)圖像的傳輸。

　　３．５攝像機(jī)的控制

　　攝像機(jī)的焦距、景深與云臺(tái)的方向控制采用總線方式，即一棟庫(kù)房的所有攝像機(jī)的控制信息都由一對(duì)線路傳輸，攝像機(jī)／云臺(tái)處安裝以單片機(jī)為主組成的解碼器�？刂菩畔⒌膫鬏敳捎茫遥樱�４８５協(xié)議，這種傳輸方式，具有抗干擾強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。

　�。常�６加密、解密與加擾、解擾

　　重要物資倉(cāng)庫(kù)圖像信息的安全傳輸是非常重要的，在設(shè)計(jì)時(shí)除了通常的軟件加密、分配密鑰、自設(shè)密碼外，還需要對(duì)圖像進(jìn)行加擾、解擾處理。

　　加擾、解擾技術(shù)是保證圖像傳輸安全的重要技術(shù)手段，在付費(fèi)電視傳輸中已經(jīng)被廣泛地采用。目前比較常見(jiàn)的有ＤＥＳ、ＩＤＥＡ、ＡＥＳ、ＲＳＡ算法等。國(guó)內(nèi)已有一些單位在研究用這些算法生產(chǎn)產(chǎn)品，如能滿足要求，我們傾向于現(xiàn)在的加擾、解擾產(chǎn)品。

　　４ 系統(tǒng)的技術(shù)性能及特點(diǎn)

　　本系統(tǒng)分辨率可達(dá)３５２×２８８以上，采用ＭＰＥＧ－Ⅰ方式壓縮，每路圖像傳輸帶１．５Ｍ左右。錄相系統(tǒng)具備動(dòng)態(tài)感知檢測(cè)。存儲(chǔ)時(shí)間大于７天，重要圖片采用ＭＪＰＧ方式存儲(chǔ)，可用光盤(pán)刻錄永久保存。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)鏡頭進(jìn)行光圈、焦距、景深距離的控制等操作。對(duì)云臺(tái)可做全方位控制。系統(tǒng)可以對(duì)云臺(tái)的上下左右的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行全方位的遠(yuǎn)程控制。
　　
　　智能化的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理。系統(tǒng)提供支持ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口，充分滿足局域網(wǎng)內(nèi)用戶對(duì)遠(yuǎn)端網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的統(tǒng)一集中管理，并交互使用數(shù)據(jù)、圖表、視頻等多種信息。 
　　
　　本系統(tǒng)結(jié)合目前比較先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即：圖像壓縮和傳輸技術(shù)、圖像控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。這是構(gòu)成本系統(tǒng)的主要核心技術(shù)。

　�。矗�１圖像壓縮和傳輸技術(shù)（ＢＺ－ＶＣ）
　　
　　遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)碼錄像系統(tǒng)的關(guān)鍵是圖像的數(shù)字化處理和圖像壓縮技術(shù)，其核心是圖像壓縮算法。與傳統(tǒng)的電纜模擬傳輸或光纜模擬傳輸不同，遠(yuǎn)程監(jiān)控采用數(shù)字化處理技術(shù)，將攝像機(jī)的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所能處理的數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或其它媒介將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)或數(shù)字化設(shè)備上，然后再將數(shù)據(jù)還原成圖像。數(shù)字化圖像可在同一線路上傳輸多路圖像信息。
常用的壓縮算法有：
◆用于網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議的壓縮標(biāo)準(zhǔn)Ｈ．２６３系列，圖像分辨率３５２�潱玻福浮�
◆ Ｍ－ＪＰＥＧ動(dòng)態(tài)圖像壓縮方式，壓縮比為１０－－－３０：１，圖像分辨率６４０�潱矗福啊�
◆ ＭＰＥＧ－１活動(dòng)影像壓縮方式，ＶＣＤ壓縮標(biāo)準(zhǔn)，壓縮比為 １０——５０：１，圖像分辨率為３５２�潱玻福�。
◆ ＭＰＥＧ－２活動(dòng)影像壓縮方式，ＤＶＤ壓縮標(biāo)準(zhǔn)，壓縮比為 １０——３０：１，圖像分辨率為７４０�潱担保�。
　　
　　視頻壓縮編碼的理論基礎(chǔ)是信息論，壓縮就是從時(shí)域、空域兩方面去除冗余信息，本系統(tǒng)采用的是ＭＰＥＧ編碼。ＭＰＥＧ是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ＩＳＯ／ＩＥＣ下的一個(gè)制定動(dòng)態(tài)視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的組織，它為視頻壓縮編碼技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用化作出了巨大貢獻(xiàn)。如針對(duì)１．５Ｍｂｐｓ傳輸率的ＭＰＥＧ－１、針對(duì)ＨＤＴＶ的６Ｍｂｐｓ以上傳輸速率的ＭＰＥＧ－２都已取得了應(yīng)用，并創(chuàng)造巨大的商業(yè)價(jià)值。

　�。矗�２圖像控制技術(shù)（ＭＸ３０１６）
　　　　
　　本系統(tǒng)的圖像控制意味著本地和遠(yuǎn)程端均可控制系統(tǒng)中的所有鏡頭和云臺(tái)的變化。通過(guò)矩陣將ＲＳ－２３２和多個(gè)云臺(tái)與解碼器相連，可控制云臺(tái)不同方向的轉(zhuǎn)動(dòng)�熂扮R頭變焦、聚焦、和光圈的變化，可以和自動(dòng)報(bào)警探頭連接使用。從而達(dá)到本地和遠(yuǎn)程都可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制鏡頭的目的。

　�。矗�３網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)
　　
　　建立在ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議基礎(chǔ)之上的圖像傳輸系統(tǒng)的線路可為ＤＤＮ、ＣＤＭＡ、ＨＤＳＬ、ＩＳＤＮ、ＡＴＭ、ＬＡＮ、ＷＡＮ、微波等。接口也可為Ｇ．７０３／Ｖ．３５／ＲＳ４４９／網(wǎng)卡等。

　　５ 系統(tǒng)功能

　�。担�１ＩＥ瀏覽功能
辦公終端可以通過(guò)ＩＥ瀏覽器任意點(diǎn)播某倉(cāng)庫(kù)前端攝像機(jī)圖像。

　�。担�２專(zhuān)業(yè)顯示功能
辦公終端可以配置專(zhuān)用的瀏覽程序，通過(guò)電子地圖為引導(dǎo)，直觀顯示各倉(cāng)庫(kù)的分布情況，點(diǎn)擊某倉(cāng)庫(kù)圖標(biāo)，直接放大顯示該倉(cāng)庫(kù)攝像機(jī)的布置圖，任意調(diào)閱圖像。

　�。担�３遠(yuǎn)程控制功能
通過(guò)專(zhuān)用終端程序可實(shí)現(xiàn)對(duì)前端快速球的遠(yuǎn)程控制，以及對(duì)各倉(cāng)庫(kù)數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置。

　　５．４錄像功能
具有本地存儲(chǔ)錄像的功能。

　�。担�５檢索功能
可以檢索錄像資料。

　�。担�６用戶管理功能

　　所有辦公終端需要瀏覽某倉(cāng)庫(kù)的某路前端攝像機(jī)圖像，均通過(guò)管理中心服務(wù)器進(jìn)行身份認(rèn)證、圖像切換和用戶控制權(quán)限管理，要求管理中心服務(wù)器具有合法固定ＩＰ地址。

　�。� 結(jié)束語(yǔ)

　　視頻圖像對(duì)比是本文主要設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，但是，視頻圖像自動(dòng)對(duì)比目前還屬于世界性難題，所以只能采用同屏人工對(duì)比方法。據(jù)網(wǎng)上消息，美國(guó)能源部Ｉｄａｈｏ國(guó)家工程和環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，開(kāi)發(fā)出了能識(shí)別數(shù)字圖像上前后只有微細(xì)差異的圖像識(shí)別系統(tǒng)（Ｃｈａｎｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＣＤＳ），由Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、Ｊａｍｅｓ Ｌｉｔｔｏｎ Ｊｏｎｅｓ和Ｇｏｒｄｏｎ Ｌａｓｓａｈｎ共同開(kāi)發(fā)的ＣＤＳ技術(shù)是計(jì)算機(jī)死記硬背的強(qiáng)大功能與ｆｌｉｐ－ｆｌｏｐ技術(shù)引導(dǎo)出的強(qiáng)大的人體反射現(xiàn)象相互結(jié)合后的產(chǎn)物。ＣＤＳ軟件對(duì)圖像排列的準(zhǔn)確性可以精確到比象素還小幾倍的水平，無(wú)論是通過(guò)手持照像設(shè)備還是其它照相設(shè)備，都能達(dá)到這一水準(zhǔn)，這是因?yàn)椋茫模舆�能對(duì)照相設(shè)備的攝影參數(shù)進(jìn)行矯正后再進(jìn)行圖像比較。我們深信在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，視頻圖像自動(dòng)對(duì)比技術(shù)已經(jīng)離我們不遠(yuǎn)。