专利名称：全景远程网络安全监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机网络多媒体技术，具体地说是一种实现实时全景远程网络安全监控系统。
本发明可以通过如下措施达到一种全景远程网络安全监控系统，由监控前端设备、控制中心设备、客户终端三部分组成，它能够实现图景的摄像、传输、控制、显示、修正五个功能，使全景远程网络安全监控系统集成，达到全数字化、全网络化，媒流体在网络内(LAN，WAN)以及互联网上共享，所述的监控前端设备包括摄像机、镜头、云台、视频服务器等部分，视频服务器作用是负责接受模拟摄像机的信号，完成模拟信号转换为数字信号以及数据压缩的功能，并在网络中输出数字视频流，使视频、音频、控制信号直接通过网络视频服务器与网络连接，镜头采用了先进光学技术制造的180度特珠凸镜头，相比同类视频监控产品的镜头，监控范围扩大了，图像质量也更加清晰、稳定，因为监控前端是担负着图像监控系统的数据采集和控制命令的执行部分，因此是整个系统重要组成部分，视频服务器中设有WEB嵌入式服务器软件，图像的传输在现有的网络资源进行，而不需要像以往的监控系统那样铺设同轴光缆增加设备，网络的传输线路有PSTN、ISDN、DDN、ADSL、城域网、广域网等几种方式，由于传输通道不同，网络带宽必然不同，但本系统软件的优点为即使在窄带下，用户也可以方便的看到远程的实时图像。
所述的控制中心设备部分主要是指中心服务器，采用在服务器端实行并行计算方法软件，解决在大量图形修正处理过程中实时视频速度问题，它能控制传输视频流，它是视频监控系统的核心部分，关系到系统的整体性能，承担着与用户和前端设备的接口任务，它接收到摄像机传来的图像，通过分配用户权限，进行一系列操作，如用户登录、优先权分配，图像实时监控，并对录像进行存储、检索、回放等，控制中心是整个系统的中枢部分，由于采用的是网络化和数字化技术，本发明更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理，从而实现无人值守；用户通过网络平台实现了远距离监控，即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果；先进的软件系统不仅在可以在很短的时间内便可完成传统视频监控中大量的数据分析，更重要的是得到了全景的实时视频图像流，大大提高了监控效率，范围和水平，同时获得更为逼真、清晰的图像与更为便捷、实用的监控管理和维护。
所述的客户终端部分功能是对监控对象进行实时监控开发观察实时全景视频图像的软件，可同时展示水平和垂直方向180度景象，采用新殊学算法开发图形几何变形修正软件，解决静态图形和动态图形变形修正处理方法，根据用户权限不同，不同的用户可选择自己权限范围内的摄像机，可实现监视画面的多画面分割、画面的全屏显示、主从界面显示等，管理员权限的级别高的用户还可对摄像机、云台、镜头进行全面控制，除此之外，用户还可对录像设置与操作，进行文件的检索、录像的回放、快速拍照、磁盘的管理等。
本发明的优点效果1、采用特殊而又简单的专用球形镜头，使得光学景像可视范围达180度，无盲点，这种特殊专用镜头还没有在现有的监控系统上用过2、解决在大量图形修正处理过程中实时视频速度问题。采用在服务器端实行并行计算方法3、客户端开发观察实时全景视频图像的软件同时展示水平和垂直方向180度景象，4、采用新殊学算法开发图形几何变形修正软件，解决静态图形和动态图形变形修正处理方法，5、全景远程网络安全监控系统集成，达到全数字化、全网络化，媒流体在网络内(LAN，WAN)以及互联网上共享。
图2是全景远程网络安全监控系统框架图。
图3是全景远程网络安全监控系统中监控前端设备的运行控制流程图。
图4是全景远程网络安全监控系统中控制中心设备的运行控制流程图。
图5是全景远程网络安全监控系统中客户终端的运行控制流程图。
图6是全景远程网络安全监控系统中在客户端得到全景图(部分处理结果)。
图7是监控前端设备结构示意图。
图2是本系统的机构框架图，图2所示系统是由监控前端设备、以太网，控制中心和客户终端几部分组成。
监控前端包括摄像机、镜头、云台、视频服务器等组件，镜头采用了先进光学技术制造的180度特珠凸镜头，相比同类视频监控产品的镜头，监控范围扩大了，图像质量也更加清晰、稳定，因为监控前端是担负着图像监控系统的数据采集和控制命令的执行部分，因此是整个系统重要组成部分，视频服务器中设有WEB嵌入式服务器软件，视频服务器作用是负责接受模拟摄像机的信号，完成模拟信号转换为数字信号和以及数据压缩的功能，压缩格式为JPEG，并在网络中输出数字视频流，视频、音频、控制信号直接通过网络视频服务器与网络连接，视频服务器内置一个嵌入式Web服务器，采用嵌入式实时噪作系统，摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到内置的Web服务器，本系统视频服务器配置有4个视频输入端子；4个报警输入(光电隔离)；1个继电器输出；支持远程云台、摄像机控制；1个10Base-T或100Base-TX以太网络接口；2个RS-232/485/422数据端口；可支持TCP/IP、HTTP、FTP、SMTP、NTP、ARP、BOOTP、CHAP等网络协议；图像分辨率可达704×576(PAL)；具备四画面功能；图像格式为M-JPEG；可进行图像字符及时间叠加；支持IE 5.0以上的浏览器。
如图8所示，由镜头和工业摄像机组成，镜头设有壳体1，壳体1内设有镜面套筒2，镜面套筒2内的镜面采用凸状镜面3，显示为球状的一部分，镜面套筒2上设有镜面伸缩装置4，镜面伸缩装置4的作用是调节镜头的可视角度，壳体1内镜面套筒2后设有焦距调节装置5、光圈调节装置6，镜面2采用凸状镜面，壳体1、镜面套筒2、镜面3、可视角度调节装置4、焦距调节装置5、光圈调节装置6的结构、它们之间的相互连接关系以及镜面2、可视角度调节装置3、焦距调节装置4、光圈调节装置5在壳体1内的安装形式与现有生活用摄像机和照相机的技术相同，此不赘述，工业摄像机壳体7内设有CCD8、AD转化模块9，工业摄像机内的CCD8、AD转化模块9的结构、它们之间的相互连接关系、安装形式与现有技术相同，此不赘述，为了使本实用新型更加适用于通过网络和互联网来进行传递图像和声音，工业摄像机内设有WEB嵌入式服务器10，这样，工业摄像机的输出信号直扫可以进入以太网，而且可以多用户直接访问此摄像机，本实用新型镜头中采用凸镜代替了原来的平镜，凸镜的视野广阔，它包括的景象不仅是水平方向，而且还有垂直方向180度的视野，监控范围是现有技术的3-4倍，另外，工业摄像机内设有WEB嵌入式服务器，使本实用新型特别适用于通过网络和互联网来进行传递图像和声音，客户终端需要安装一个本发明自主开发的观察实时全景视频图像的软件，可同时展示水平和垂直方向180度景象，采用新殊学算法开发图形几何变形修正软件，解决静态图形和动态图形变形修正处理方法，从以太网得到视频信号后，便可以在界面上有多路图像接收、处理、显示，摄象机的控制，用户管理功能，图形录象、检索和回放等功能。
如图3所示本系统前端设备的运行控制流程图首先，摄像机从外界采集到视频信号，通过同轴电缆将信号传输到视频服务器，视频服务器的功能相当于＝计算机+视频压缩卡+WEB服务器+视频切换器+网卡+操作系统，视频服务器传送极高质量的M-JPEG图像，刷新频率最高可达到每秒25帧(PAL)。它提供了功能上包罗广泛的一体化解决方案，用于数据网络上的视频传输，直接连接到10/100兆的以太网络，一步到位，它使网络中的多个计算机能直接访问视频服务器中选择生动的视频图像。
视频服务器输出是用RS-232/485/422数据端口进入10/100兆的以太网.视频服务器支持TCP/IP、HTTP、FTP、SMTP、NTP、ARP、BOOTP、CHAP等网络协议。
如图4所示系统中服务器端控制中心运行控制流程图，中心服务器通过RS-232/485/422数据端口得到以太网传输的视频信号，中心服务器的技术参数是CPU 2.4G，内存512M主板SE7500CW2，SCSI*2 RAID 1，显卡ATI RAGE XL。
中心服务器的功能有视频信号分流，安全权限等级检查，图像修正，本发明独立开发几何变形软件，以修正由于凸镜造成的边缘几何变形问题(关于几何变形软件中所用的算法和逻辑框图，我们将在软件知识产权，版权申请中详细阐述)。
这里本系统有2点创新特征1、图像边缘显示无几何变形，2、在实时视频信号中动态修正图形不影响视频信号的传输速度，每秒处理图形最高达到25帧，中心服务器的功能若能够完成，将处理后的实时视频信号用TCPIP协议在局域网内通讯传输到客户段PC机，图5是客户终端的运行控制流程图，客户终端是由若干个PC机组成，其技术参数是PIII800以上，256M，20G硬盘，(推荐磁盘阵列)，VGA显示卡，支持1024×768分辨率，客户端软件有这些功能1)实现用户管理功能，如果是，进入步骤2，2)实现多格式显示，修正图像显示，多用户访问，如果是，进入步骤33)实现录像功能，如果是，进入步骤4，4)实现检索文件并回放功能，如果是，完成设定的用户全部功能，如图6所示全景远程网络安全监控系统中在客户端得到的全景图(部分处理结果)，这个全景图显示的是水平方向180度和垂直方向180度的视野，并且经过专用软件处理，显示图象无几何变形，监控范围无盲点，这在我们国家现有的监控技术(拥有独立自主知识)中没有任何的报道，由于采用的是网络化和数字化技术，我们的产品更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理，从而实现无人值守；用户通过网络平台实现了远距离监控，即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果；专门开发的应用软件使用户可以在PC界面上看到全景实时修正的视频图像流，大大提高了监控效率，范围和水平，同时获得更为逼真、清晰的图像与更为便捷、实用的监控管理和维护。
本系统可以运行在不同的网络带宽情况，而且都可以看到实时视频图，使本系统具有广泛的适应性、实用性和可靠性。
网络技术参数
视频图像质量技术参数
*最高速率指的是单用户、单视频源。**隔行扫描图象。***四画面图象指的是一个视频服务器上的四个视频源组成一幅图象。
权利要求
1.一种全景远程网络安全监控系统，由监控前端设备、控制中心设备、客户终端三部分组成，它能够实现图景的摄像、传输、控制、显示、修正，使全景远程网络安全监控系统集成，达到全数字化、全网络化，媒流体在网络内(LAN，WAN)以及互联网上共享，其特征是所述的监控前端设备由镜头和工业摄像机组成，镜头内设有镜面套筒，镜面套筒内的镜面采用凸状镜面，镜面套筒上设有镜面伸缩装置，工业摄像机内设有WEB嵌入式服务器。
2.根据权利要求1所述的一种全景远程网络安全监控系统，其特征在于所说的控制中心设备设有服务器端实行并行计算方法软件，解决在大量图形修正处理过程中实时视频速度问题。
3.根据权利要求1、2之一所述的一种全景远程网络安全监控系统，其特征在于所说的客户终端部分设有观察实时全景视频图像的软件，可同时展示水平和垂直方向180度景象，采用新殊学算法开发图形几何变形修正软件，解决静态图形和动态图形变形修正处理方法。
全文摘要
本发明提供一种全景远程网络安全监控系统，系统包括特殊的凸镜，摄像机，视频服务器，中心服务器，PC机和独立自主开发的计算机软件，凸镜是一种球形状镜头，它可以采集到全景的景象，摄像机通过同轴线传输模拟信号到视频服务器，视频服务器完成模数转换，输出数字图像，通过网络通讯传到中心服务器，在中心服务器上进行图像处理，然后按照用户权限网络通讯传到客户端，这样在计算机界面上可以看到全景实时视频图像，无盲点，全景图像不仅是包括水平方向而且还包括垂直方向上的经过几何变形修正的图像，本系统结构简单，操作、运行和维护方便、可靠，适应不同的网络带宽，具有很强的实用性。
文档编号G06F9/44GK1479462SQ0311251
公开日2004年3月3日 申请日期2003年6月4日 优先权日2003年6月4日
发明者朱晓阳 申请人:威海克劳斯数码通迅有限公司