基于达芬奇技术的视频采集系统设计-第2章

第2章 视频监控系统分析

2.1 系统需求分析

建筑工地时刻需要将安全排在第一，需要监管人员能够亲临现场进行检查，但由于建筑工地地形复杂、人员混乱，有时又为赶工期，工人安全防范意识下降，如果监管人员错过了一些不太明显的异常险情，一旦出事，后果不堪设想，这给监管人员造成了巨大压力。因此通过视频监控系统使监管人员在监控中心就可以对建筑工地进行安全监控，可以随时掌握施工现场的各种安全状况，能够及时发现事故苗头，将事故防患于未然，这相当于监管人员有了一双“千里眼”。建筑视频监控系统代替了原始的人为监控，提高了建筑工地监管的安全水平和工作效率，实现了建筑工地监管的革命性飞跃。

本文在第一章中介绍过四种视频监控系统，综合它们各自的优缺点，基于达芬奇技术的视频监控系统优势比较明显，该系统的硬件电路设计简单，软件开发灵活多变，可以满足市场各种新功能的需求。所以，本系统采用基于达芬奇技术的视频监控系统对建筑工地的特殊要求进行系统设计。

由于建筑工地需要监控的场景很多，对视频监控系统的需求量较大，所以，为了控制成本，本文设计了四路视频实时采集系统，使用四个摄像头与核心系统组成视频监控系统，但是，由于是四路视频信号同时采集，对系统的处理能力要求比较高，为降低系统数据的处理量，本系统设定采集视频格式为Half-D1格式，分辨率为360*576，可以节省一半的数据量。

系统设计主要分为三大部分，分别是视频采集、视频编码以及视频传输。视频采集需要视频解码芯片将摄像头采集到的模拟信号转化成数字信号,同时为满足建筑工地远距离传输的需求，采用网络传输的方式，而通常网络带宽有一定限制，所以需要在传输之前进行视频编码压缩。具体的功能要求有以下几点：

1. 完成4路视频实时采集； 2. 视频分辨率为360*576； 3. 编码算法使用H.264； 4. 网络传输采用UDP协议传输；

5. 视频图像确保完整与清晰。 系统的性能要求如下：

1. 4路视频同时采集，达到25帧/秒的帧率； 2. 视频率不超过2Mbps。

此外，在设计系统时，不仅要考虑到系统本身的功能实现，还要考虑到实际应用中所要满足的一些技术指标，比如：实用性、实时性、可扩展性等。

1. 实用性

系统设计时不仅要考虑到能够达到预设目标，同时要结合能够应用的场合来完成整个系统的设计，不能只是追求技术上的超前，实用才是系统设计的最基本原则。另外，也要使系统和系统软件都有比较好的易操作性和学习性，通过对用户简单的培训介绍，就能够掌握产品的使用方法。

2. 实时性

实时性需要系统在设计时满足一定条件，比如高于每秒25帧图像显示，人眼看到的视频就是流畅的，否则，视频会有卡顿，影响观感。因此，视频监控系统要确保输出每秒25帧以上的视频图像，同时要满足视频编码与视频传输这两个基本要求。实时性通常也是在实际应用中一个非常重要的指标。

3. 可扩展性

随着达芬奇技术的不断发展，在满足基本功能的前提下，对产品质量也提出了更高的要求，一个好的系统不仅要满足目前市场的要求，还要满足一定的可扩展性，使系统更加灵活的升级各个子模块，扩展系统的功能、或者提高系统的性能。

2.2 系统总体方案设计

本文基于达芬奇技术设计了一款功能完善、成本低廉、同时可多路输入的视频监控系统，主要使用到的技术有达芬奇技术、嵌入式技术、图像处理技术以及网络传输技术。系统首先通过4个摄像头采集外界图像，将光信号转换成电信号传输到视频解码芯片内部，然后输出数字图像信号进入达芬奇系列芯片内，经过编码压缩后，通过网络将数字视频数据传输到远端上位机进行视频显示。系统的总体设计方案如图2.1所示。