主頁（http://m.by236.com）：試析監控圖像處理系統的軟件結構與軟件包

    當前，安防監控技術已從經典模式向以圖像處理、識別與跟蹤為核心的現代智能化模式轉變。因此，監控圖像的檢測、分析、處理、識別等智能化功能軟件的研發尤為重要。本文介紹監控圖像軟件系統的分層結構、基礎結構以及在Windows操作系統環境下設計菜單形式的圖像處理軟件包與圖像處理的一些常用算法等。以供編寫監控圖像處理系統軟件的研發者參考。

    隨著光電等現代科學技術的發展，以及現代信息社會的需要，安防監控系統已向著數字化、網絡化、智能化方向發展，安防監控技術已從經典模式向以圖像處理、識別與跟蹤為核心的現代智能化模式轉變。因此，監控圖像的檢測、分析、處理、識別等智能化功能軟件的研發尤為重要。

    監控圖像處理軟件的開發，首要的問題是要選擇所依賴的軟件平臺以及圖像硬件系統，即要選擇操作系統、編程語言、數據庫種類、圖像硬件系統等。顯然，這種選擇一定要注意先進性問題，如當Windows操作系統已經上市以后，就不要再去選用DOS操作系統；同樣，當Visual C++已經很流行的時候，就不要再去選用早期的Basic了。對于一個完整的監控圖像處理系統的研發者來說，監控圖像軟件系統所配接的硬件，正是自行研制的圖像硬件系統，因此還必須研制出適合這種圖像硬件系統的設備驅動程序等。

圖像處理系統的軟件結構
圖像軟件系統的功能
    在現在的面向計算機內存的圖像處理系統里，一般采用Windows操作系統、PCI總線、單屏操作方式，而且又融合了圖像通信技術。當前圖像軟件系統一般應具有以下功能：

1、圖像的輸入輸出
    圖像的輸入主要包括攝像機、掃描儀、數碼相機的圖像輸入；圖像的輸出主要包括打印機、視頻拷貝機、監視器的圖像輸出。要實現把輸入輸出設備嵌入圖像軟件系統以完成圖像輸入輸出的功能，就需要調用或安裝這些設備的設備驅動程序。

2、圖像文件的存儲與加載
    圖像文件的存儲是把幀存或內存的圖像儲存在磁盤上，圖像文件的加載是把磁盤中的圖像文件調入幀存或內存，這里有圖像文件格式問題，常采用通用的BMP格式等。

3、系統的管理
    系統的管理可以認為是對圖像硬件系統的工作狀態進行控制。如輸入通道輸出通道的切換、存貯體的選擇等。

4、圖像處理
    圖像處理的種類很多，常常以大類來作為一級菜單的內容，如灰度變換、圖像編輯、圖像量測、圖像增強等。

5、圖像的通信
    圖像的通信包括圖像的發送與接收，常常涉及圖像的壓縮與傳輸。一般分靜態圖像壓縮與傳輸以及動態圖像壓縮與傳輸。有兩種圖像數據源的圖像壓縮與傳輸：圖像數據來自硬盤；圖像數據來自硬件圖像系統。

圖像軟件系統的分層結構
    通常，圖像軟件系統是分層構造的，給出了圖像軟件系統的分層結構。圖中虛線框部分是圖像軟件系統，其中底層是硬件驅動層，主要解決和硬件的聯接問題，中間層是處理層，實現各種各樣的算法，最上面一層是數據的存儲和通信。

    一般來說，驅動硬件設備，可以采用以下三種方法：
?提供高級語言調用子程序；
?提供可安裝的設備驅動程序；
?提供通用的設備驅動程序。
在Windows操作系統里，用戶可以直接安裝打印機、掃描儀等設備的驅動程序。因為在Windows操作系統里，已經包含了許多外設的設備驅動程序，這對用戶來說是很方便的。
圖像軟件系統的硬件設備驅動程序
圖像軟件系統的硬件設備驅動程序要完成如下任務：
?對PCI總線上設備配置空間的操作；
?對SAA7146內部寄存器的操作；
?對視頻前端子系統的初始化；
?對PC硬件中斷的維護；
?視頻圖像數據緩沖區的獲得；
?視頻圖像的實時顯示；
?軟件總體結構和特殊功能的實現。

    從整個系統的數據處理流程可以看到，位于主機內的圖像數據緩沖區是數據流從外部專用硬件平臺到主機內部通用處理平臺的中轉環節。外部圖像數據經PCI總線接口控制芯片寫到緩沖區內，而內部的軟件需要從緩沖區讀數據，進行處理和顯示。

    視頻圖像數據的顯示問題，目前都是利用WindowsAPI函數SetDIBitsToDevice實現圖像數據從緩沖區到顯示設備之間的傳送。絕大多數顯卡的硬件功能支持SetDIBitsToDevice，當硬件不支持時，Windows將提供經軟件模擬的SetDIBitsToDevice函數。由于有統一的規范，不需要關心所選用的顯卡的具體細節，同是顯示模式的問題也迎刃而解了。由于圖像數據的傳輸由顯卡的硬件完成，所以能達到很好的效果。

Windows圖像軟件系統的基礎結構
    在Windows操作系統且采用單屏方式的條件下，要對圖像進行處理，就必須將圖像裝入內存。當物理內存不足時，系統通過內存分頁交換，利用硬盤空間模擬內存。應用程序使用統一的系統內存管理，代碼簡單，維護方便，還具有自動伸縮性。

    圖像作為一個處理對象放到內存中，必須使用數據結構來描述它，這就是圖像數據結構。對于任何一個圖像應用程序來說，圖像數據總是應用程序數據的核心部分。

    應用程序的所有功能幾乎都是圍繞它進行的。如文件讀寫、掃描、拍攝、處理、顯示、打印等，都需要建立、訪問圖像數據，實際上都是以圖像數據結構核心為中心的。即使是最簡單的圖像顯示軟件，也需要圖像文件讀取和圖像顯示兩大部分。

    一個圖像軟件系統，包括不同的圖像處理算法、圖像顯示、掃描儀或攝像機支持、圖像采集卡支持、圖像文件格式轉換等，都涉及到圖像數據結構。如果我們建立了一個以圖像數據結構為核心的Windows圖像軟件系統的基礎結構，就建立了一個完整的軟件圖像環境。

    圖像基礎結構包括圖像數據結構核心和圍繞此核心構造的周邊模塊。圖像數據結構核心是居于中心位置的。周邊模塊包括圖像文件格式支持、圖像顯示、圖像處理等。
    在設計過程中，要注意以下幾個問題：
(中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮)