1.引言

1.1视频监控系统的发展历程及应用研究现状
视频监控系统的应用与研究始于早期的模拟闭路电视监控，随后数字信号处理技术及网络通信技术日新月异的发展，使得数字化、网络化的监控系统迅速崛起。如今飞速发展的嵌入式技术再次提升视频监控系统的性能，使其逐步向分布式、集成化的方向迈进。纵观其发展历史，大致可分为以下几个阶段：

第一阶段，模拟视频监控系统。20世纪90年代前普遍使用的视频监控系统是以模拟设备为主的闭路电视监控系统。该监控系统主要由摄像头、视频矩阵主机、监视器终端、模拟视频磁带录像机等部分组成：摄像头采集图像的模拟信号通过视频传输线直接输出到监视器上，利用视频矩阵主机和键盘对系统进行功能控制及拍摄通路切换，通过长时间模拟视频磁带录像机实现录像功能，使用模拟光端机和模拟光纤进行模拟视频信号的远距离传输。
第二阶段，基于计算机的多媒体监控系统。该系统主要由远端的若干摄像头、多媒体处理终端，通信网络以及一个或多个监控中心组成。前端多个摄像头获取图像信息后，通过各自的传输线路汇接到计算机上，计算机对多媒体数据进行处理，并通过通信网络将图像信息传送至监控中心。
第三阶段，基于嵌入式技术的视频监控系统。这种监控系统的主要原理是基于嵌入式操作系统，将摄像头采集的视频信息进行数字化处理，利用高效的压缩芯片对数字信号进行压缩编码，并通过以太网进行传输通信。该系统不再需要处理模拟视频信号的计算机，而是通过专门的模数转换芯片将模拟视频信号直接转换成数字信号，系统集成度高，而且成本低、性能稳定，具有广泛的应用空间。

比较以上三代视频监控系统，可以发现，最初的模拟视频监控系统有诸多局限性，如：
u 模拟信号在远距离传输的过程中会产生衰减且抗干扰性较差，因而传输距离
有限；
u 有线模拟视频监控没有接入网络，监控终端只能以点对点的方式监控现场，实现现场全方位的多点监控将使得布线工程十分庞大；
u有线模拟视频信号数据以录像带为存储介质，使得查询取证工作较为繁琐。第二代基于计算机的多媒体监控系统虽然功能较强，便于现场操作，但是系统结构复杂，成本较高，计算机需要专人管理，不便于维护。

而第三代基于嵌入式技术的视频监控系统可以较好的克服以上两代监控系统的缺点：
u布控区域广阔。嵌入式视频监控系统接入以太网，采用数字信号进行通信，突破了传输介质和模拟信号衰减的局限，扩展了布控区域。
u系统扩展能力强。所有设备都以IP地址为标识，增加新的设备只需为其分配新的IP地址即可。
u系统低功耗、低成本且集成度高，无需专人管理维护，适合无人值守的监控环境。
u采用数字化技术，便于多媒体数据的传输与存储。
目前，视频监控系统在国内外都得到了产业化的应用。2001年美国”911事件”，以及后来的西班牙马德里列车连环爆炸和英国伦敦地铁大爆炸等恐怖袭击的发生使得全世界范围对视频监控系统的需求空前高涨。英国全国范围内已安装摄像机420多万台，平均每14人一个，一个人一天中可能出现在多达300台摄像机前（英国《TheDailyMail》）；美国著名的SuperBowl体育馆使用了先进的数字视频监控技术，场内分布的高清摄像头使得警方监控人员对场馆内的情况一览无余，协助警方应对各种突发状况。在中国，为了提高防范、打击各种违法犯罪行为以及应对突发事件和恐怖袭击事件的能力，广州和上海相继在全市进行了社会治安视频监控系统建设，全面建立起”社会防控体系”；2011年底武汉市正式启用城市视频监控系统，分布全市大街小巷的25万个视频监控与公安局联网共享，组成城域级的全数字化监控系统，为公民的安全生活保驾护航；2008年的北京奥运会中，视频监控系统被广泛应用于交通调度、各大体育场馆以及奥运村，为各国友人在北京的比赛和游览提供安全舒适的服务。
在视频监控系统的研究方面， 美国国防部先进研究项目局(DARPA)资助卡内基梅隆大学与戴维 SARNOFF 研究中心进行合作，联合研制视频监视与监控系统VSAMZ（ Visual Surveillance and Monitoring），目标是开发自动视频理解技术，以解决未来战争中人力监控费用昂贵、非常危险或者人力无法实现等场合的监控难题，目前已处于试用阶段。此外，IBM的S3(Smart Surveillance System) 项目组 、Intel 的IRISNET(Internet-scale Resourse-intensive Sensor Network Services)项目组等分别在分布式智能视频监控系统的不同研究领域处于国际领先地位。国内也有不少高校、科研机构与企业致力于数字视频监控相关的技术研究和系统开发，如北京航空航天大学计算机系与山东中创软件工程股份有限公司合作，成立了中创软件-北航数字化技术联合实验室，联合进行视频监控系统的开发与研究。

1.2 课题背景

课题来源于门禁系统，在家的住户安装有客户端，楼底下的摄像头作为服务器，当有人选择某个住户门牌号时，楼上的客户端打开，让住户可以通过LCD屏幕观察下面来访人员的相貌，以辨别是否开门。

1.3课题研究意义