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、通訊和圖像處理技術(shù)，通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字圖像，可為實現(xiàn)遠程圖像監(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)揮計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，建成高效可靠的遠程視頻監(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、多點對多點的遠程實時編碼組播（廣播）和監(jiān)控、遠程遙控攝像機的功能。

　　本文的設(shè)計思想是讓物資主管部門根據(jù)工作需要，用計算機遠程監(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的計算機上，主管部門工作人員通過辦公室里的計算機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，因為要進行圖像自動對比，必須保證攝像機不移動，不變焦，不拉伸，讓攝像機長期絕對準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——解擾設(shè)備——互聯(lián)網(wǎng)——加擾設(shè)備——倉庫主機——庫房分機——攝像槍／云臺等組成。硬件拓撲結(jié)構(gòu)為樹型結(jié)構(gòu)（見圖１）。

　　３．１管理層多媒體計算機軟件設(shè)計

　　采用圖形式的菜單形式，按樹形拓撲結(jié)構(gòu)安排。具體到某一庫、某一庫房的攝像機為末端。如要查看某一具體庫的圖像，用鼠標點選該庫對應(yīng)的攝像機，就可以對該攝像機進行方向（云臺控制）和圖像的清晰度調(diào)整（焦距、景深調(diào)整），并將圖像長期進行保存，以便日后檢查進行圖像對比。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，圖像播放軟件等進行設(shè)計。人機界面友好、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倉庫主機軟硬件設(shè)計

　　倉庫主機起一個統(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。它負責(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，還負責(zé)向倉庫管理計算機提供信息。倉庫計算機的管理控制軟件基本同主管部門的計算機一樣，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，在主機上可以切斷與互聯(lián)網(wǎng)的連接。

　　３．３庫房分機

　　庫房分機，從互聯(lián)網(wǎng)的角度看，它是一個計算機終端，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價格便宜，選用模擬攝像機，配以視頻卡將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息進行傳輸。
　　
　　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攝像機的控制

　　攝像機的焦距、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的控制信息都由一對線路傳輸，攝像機／云臺處安裝以單片機為主組成的解碼器。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、傳輸距離遠等特點。

　　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。遠程監(jiān)控系統(tǒng)可對鏡頭進行光圈、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)動進行全方位的遠程控制。
　　
　　智能化的遠程網(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)用戶對遠端網(wǎng)點進行網(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，遠程監(jiān)控采用數(shù)字化處理技術(shù)，將攝像機的圖像信號轉(zhuǎn)換成計算機所能處理的數(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)視頻會議的壓縮標準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壓縮標準，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壓縮標準，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是國際標準化組織ＩＳＯ／ＩＥＣ下的一個制定動態(tài)視頻壓縮編碼標準的組織，它為視頻壓縮編碼技術(shù)的標準化、實用化作出了巨大貢獻。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。從而達到本地和遠程都可通過計算機控制鏡頭的目的。

　　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，直接放大顯示該倉庫攝像機的布置圖，任意調(diào)閱圖像。

　　５．３遠程控制功能
通過專用終端程序可實現(xiàn)對前端快速球的遠程控制，以及對各倉庫數(shù)字硬盤錄像機的遠程參數(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圖像，均通過管理中心服務(wù)器進行身份認證、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)是計算機死記硬背的強大功能與ｆｌｉｐ－ｆｌｏｐ技術(shù)引導(dǎo)出的強大的人體反射現(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，都能達到這一水準，這是因為ＣＤＳ還能對照相設(shè)備的攝影參數(shù)進行矯正后再進行圖像比較。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。