世界各國都有自己的儲備物資倉庫，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，或者國家經(jīng)濟(jì)失調(diào)時發(fā)揮調(diào)劑作用。中國有１３億人口�煼鶈T遼闊，儲備物資倉庫遍布各地，國家級的儲備物資倉庫就有９００多個。數(shù)量這么龐大的戰(zhàn)略物資在儲存期間保質(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，在儲備物資倉庫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、私自調(diào)包、以次充好、以少充多，摻雜使假的現(xiàn)象時有發(fā)生。如食品倉庫倒賣食糖，物資倉庫倒賣鋼材，防汛倉庫倒賣防汛物資，一些糧庫，私自盜賣糧食，將好糧食賣出，購進(jìn)一些飼料糧、陳糧、甚至是摻砂石的糧食。有些倉庫見到自己保管的物資市場價高時就倒賣出去，等到市場價低時，再購入以搏取差價。這種現(xiàn)象的存在嚴(yán)重影響了國家重要物資的儲備安全，給國家的戰(zhàn)略安全造成了隱患，救災(zāi)援救物資出現(xiàn)問題后果不堪設(shè)想。這一問題已經(jīng)引起國家有關(guān)部門的高度重視，１９９９年國家內(nèi)貿(mào)部科教司以及國家知名物流專家多次提到這個問題，除加強(qiáng)儲備物資倉庫管理外，希望通過現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)解決這個問題，２００３年我們的方案得到國家科技部的大力支持，并通過了《國家科技基礎(chǔ)條件平臺工作》立項。

　　２ 設(shè)計思想

　　計算機(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)能夠采用最新的計算機(jī)、通訊和圖像處理技術(shù)，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字圖像，可為實現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控及聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)提供高效可行而且價格低廉的解決方案。對于銀行、電力等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)較好的部門，利用其現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與技術(shù)條件，充分發(fā)揮計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，建成高效可靠的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控與聯(lián)網(wǎng)報警系統(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，實現(xiàn)了基于ＴＣＰ／ＩＰ的點對點、點對多點、多點對多點的遠(yuǎn)程實時編碼組播（廣播）和監(jiān)控、遠(yuǎn)程遙控攝像機(jī)的功能。

　　本文的設(shè)計思想是讓物資主管部門根據(jù)工作需要，用計算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)定期或不定期地對所轄物資倉庫里庫存的物資進(jìn)行例行檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，以保證戰(zhàn)略儲備物資的安全保管。采取的技術(shù)手段是把儲備倉庫物資的圖像信息傳輸?shù)街鞴懿块T的計算機(jī)上，主管部門工作人員通過辦公室里的計算機(jī)來查看儲備倉庫物資的保管情況。方法是將初始入庫時的物資圖像保存在磁盤里（包括中間增、減、調(diào)整等引起的正常變動），當(dāng)需要查驗時，將即時圖像與保存的對應(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比的方法，因為要進(jìn)行圖像自動對比，必須保證攝像機(jī)不移動，不變焦，不拉伸，讓攝像機(jī)長期絕對準(zhǔn)確地固定在初始存圖像的位置上，對應(yīng)圖像稍有一絲移動就無法自動對比。視頻圖像人工對比已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如停車場管理系統(tǒng)，車輛進(jìn)出停車場時，自動啟動攝像功能，并將照片存儲在電腦里。出場時，電腦自動將新照片和該車最后入場的照片進(jìn)行對比，監(jiān)控人員能實時監(jiān)視車輛的安全情況。

　　３ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)主要由管理層多媒體計算機(jī)——解擾設(shè)備——互聯(lián)網(wǎng)——加擾設(shè)備——倉庫主機(jī)——庫房分機(jī)——攝像槍／云臺等組成。硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹型結(jié)構(gòu)（見圖１）。

　　３．１管理層多媒體計算機(jī)軟件設(shè)計

　　采用圖形式的菜單形式，按樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)安排。具體到某一庫、某一庫房的攝像機(jī)為末端。如要查看某一具體庫的圖像，用鼠標(biāo)點選該庫對應(yīng)的攝像機(jī)，就可以對該攝像機(jī)進(jìn)行方向（云臺控制）和圖像的清晰度調(diào)整（焦距、景深調(diào)整），并將圖像長期進(jìn)行保存，以便日后檢查進(jìn)行圖像對比。考慮到檢查時是以某庫圖像的清晰度為主，設(shè)計時采用最多四畫面為一組，以便快速檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑情況時切換成單畫面作對比檢查。

　　軟件設(shè)計擬在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。人機(jī)界面友好、直觀，全中文、圖形化界面，無須記憶煩瑣的功能鍵盤，極易操作，使用人員幾乎不需要任何培訓(xùn)，就能操作使用。
　
　　３．２倉庫主機(jī)軟硬件設(shè)計

　　倉庫主機(jī)起一個統(tǒng)一指揮和中轉(zhuǎn)的作用，類似網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器與交換機(jī)。它負(fù)責(zé)ＩＰ地址的分配與來往信號的切換，它除了向互聯(lián)網(wǎng)傳送信息外，還負(fù)責(zé)向倉庫管理計算機(jī)提供信息。倉庫計算機(jī)的管理控制軟件基本同主管部門的計算機(jī)一樣，只是它只管理本庫的信息。為了圖像信息的安全，在主管部門不檢查庫存情況時，在主機(jī)上可以切斷與互聯(lián)網(wǎng)的連接。

　　３．３庫房分機(jī)

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

　　３．４圖像的采集與傳輸

　　在庫房環(huán)境一定的情況下，一般４個攝像頭基本可以滿足要求。我們設(shè)計為４路視頻輸入（當(dāng)然特殊倉庫可以選擇８路、１６路等），采用４畫面分割方式。考慮到目前模擬攝像機(jī)價格便宜，選用模擬攝像機(jī)，配以視頻卡將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息進(jìn)行傳輸。
　　
　　倉庫的圖像信息是靜止圖像，設(shè)計時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、景深與云臺的方向控制采用總線方式，即一棟庫房的所有攝像機(jī)的控制信息都由一對線路傳輸，攝像機(jī)／云臺處安裝以單片機(jī)為主組成的解碼器。控制信息的傳輸采用ＲＳ－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。

　　３．６加密、解密與加擾、解擾

　　重要物資倉庫圖像信息的安全傳輸是非常重要的，在設(shè)計時除了通常的軟件加密、分配密鑰、自設(shè)密碼外，還需要對圖像進(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，在付費電視傳輸中已經(jīng)被廣泛地采用。目前比較常見的有ＤＥＳ、ＩＤＥＡ、ＡＥＳ、ＲＳＡ算法等。國內(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

　　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)具備動態(tài)感知檢測。存儲時間大于７天，重要圖片采用ＭＪＰＧ方式存儲，可用光盤刻錄永久保存。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可對鏡頭進(jìn)行光圈、焦距、景深距離的控制等操作。對云臺可做全方位控制。系統(tǒng)可以對云臺的上下左右的轉(zhuǎn)動進(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)用戶對遠(yuǎn)端網(wǎng)點進(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)。

　　４．１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)的圖像信號轉(zhuǎn)換成計算機(jī)所能處理的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)或其它媒介將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪慌_計算機(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�潱玻福浮�
◆ ＭＰＥＧ－２活動影像壓縮方式，ＤＶＤ壓縮標(biāo)準(zhǔn)，壓縮比為 １０——３０：１，圖像分辨率為７４０�潱担保病�
　　
　　視頻壓縮編碼的理論基礎(chǔ)是信息論，壓縮就是從時域、空域兩方面去除冗余信息，本系統(tǒng)采用的是ＭＰＥＧ編碼。ＭＰＥＧ是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ＩＳＯ／ＩＥＣ下的一個制定動態(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、實用化作出了巨大貢獻(xiàn)。如針對１．５Ｍｂｐｓ傳輸率的ＭＰＥＧ－１、針對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)價值。

　　４．２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的變化。通過矩陣將ＲＳ－２３２和多個云臺與解碼器相連，可控制云臺不同方向的轉(zhuǎn)動�熂扮R頭變焦、聚焦、和光圈的變化，可以和自動報警探頭連接使用。從而達(dá)到本地和遠(yuǎn)程都可通過計算機(jī)控制鏡頭的目的。

　　４．３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

　　５．１ＩＥ瀏覽功能
辦公終端可以通過ＩＥ瀏覽器任意點播某倉庫前端攝像機(jī)圖像。

　　５．２專業(yè)顯示功能
辦公終端可以配置專用的瀏覽程序，通過電子地圖為引導(dǎo)，直觀顯示各倉庫的分布情況，點擊某倉庫圖標(biāo)，直接放大顯示該倉庫攝像機(jī)的布置圖，任意調(diào)閱圖像。

　　５．３遠(yuǎn)程控制功能
通過專用終端程序可實現(xiàn)對前端快速球的遠(yuǎn)程控制，以及對各倉庫數(shù)字硬盤錄像機(jī)的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置。

　　５．４錄像功能
具有本地存儲錄像的功能。

　　５．５檢索功能
可以檢索錄像資料。

　　５．６用戶管理功能

　　所有辦公終端需要瀏覽某倉庫的某路前端攝像機(jī)圖像，均通過管理中心服務(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。

　　６ 結(jié)束語

　　視頻圖像對比是本文主要設(shè)計指導(dǎo)思想，但是，視頻圖像自動對比目前還屬于世界性難題，所以只能采用同屏人工對比方法。據(jù)網(wǎng)上消息，美國能源部Ｉｄａｈｏ國家工程和環(huán)境實驗室的科學(xué)家，開發(fā)出了能識別數(shù)字圖像上前后只有微細(xì)差異的圖像識別系統(tǒng)（Ｃｈａｎｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＣＤＳ），由Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、Ｊａｍｅｓ Ｌｉｔｔｏｎ Ｊｏｎｅｓ和Ｇｏｒｄｏｎ Ｌａｓｓａｈｎ共同開發(fā)的ＣＤＳ技術(shù)是計算機(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，無論是通過手持照像設(shè)備還是其它照相設(shè)備，都能達(dá)到這一水準(zhǔn)，這是因為ＣＤＳ還能對照相設(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，視頻圖像自動對比技術(shù)已經(jīng)離我們不遠(yuǎn)。