摘要

隨著工業化的程度愈高，傳統之監視系統己受到嚴厲的挑戰，監視器結合個人電腦之影像分析技術已受到相當之關注，並漸漸普及。但由於目前影像監視器(CCD Camera)依賴個人電腦工作之程度相當高，使其無法獨立行使其應有之功能。因此，本研究主要針對如此之劣勢，提出一有效且可行之監控技術，期望結合工業界之Ethernet埋入式控制器與數位影像感測器於一體，建立一具獨立執行影像監督控制功能的影像監控模組，並經由此模組與資料庫服務系統整合，架構一網路遠端影像監控分散式系統，藉以提升影像監視系統在應用上之範圍與功能。而經由本研究實驗系統的實現，使用者將能夠透瀏覽器，如：IE、NetScape…等，從Web伺服器來進行遠端影像監督之工作。除此之外，本研究亦以VB程式語言完成了遠端即時影像監控系統的程式設計。其中，影像伺服系統的遠端影像傳輸率約為7 ~ 8 frames/sec。

關鍵詞：影像監控模組、網路遠端影像監控分散式系統。

Abstract

According to the development of industry, conventional surveillance system has not already satisfied by the demand today. The combination application of the CCD camera and image analysis technology in personal computer could enhance the functionality and more and more get a lot of attraction on it. Therefore, CCD camera is gradually popular in people live and industry application. However, CCD camera depends on the process ability of personal computer very much. Furthermore, it can’t work well independently on the application. Based on these problems, this paper proposes an effective monitoring technique to establish an image servo module through using the embedding Ethernet controller with CMOS image sensor. The “image servo module” can execute independently the designate image monitor work. Eventually, an “Internet-based remote visual monitoring system” was built by integrating “image servo module” and “database service system” to widely promote the application on surveillance system. From the experiment system, user can use the IE explore or Netscape to supervise the internet-based image monitor system from web-server. In addition, a real-time monitor system based on VB program tool was also developed for any computer to monitor or setup the remote image server module to achieve the designated work. The transfer speed of Internet image server system is 7~8 frames/s.

Keywords：image servo module, Internet-based remote visual monitoring systems

目 錄

目 錄…………………………………………………………………..Ⅰ
圖索引…………………………………………………………………..Ⅲ
表索引…………………………………………………………………..Ⅴ
摘 要……..……………………………………………………………Ⅵ

第一章 緒論
1-1 前言……………………………………………………………1
1-2 動機與目的……………………………………………………2
1-3 文獻回顧………………………………………………………3
1-4 論文架構………………………………………………………5

第二章 影像伺服監控系統
2-1 網路遠端監控…………………………………………………6
2-2 影像伺服監控系統架構………………………………………8
2-3 通訊標準與架構……………………………………………..10
2-3-1 通訊標準……………………………………………….10
2-3-2 通訊架構……………………………………………….14
2-4 視訊壓縮……………………………………………………..15
2-4-1 靜態視訊壓縮………………………………………….15
2-4-2 動態視訊壓縮………………………………………….17

第三章 資料庫應用系統
3-1 資料與資料庫管理系統……………………………………..19
3-2 資料庫系統之優點…………………………………………..20
3-3 系統架構與組成……………………………………………..21
3-3-1 多層式開放系統架構………………………………….21
3-3-2 系統組成……………………………………………….24

第四章 實驗系統規劃與設計
4-1 影像監控伺服系統之設計…………………………………..29
4-1-1 系統層—影像擷取系統設計………………………….30
4-1-2 系統層&操作層—即時影像監控系統設計…………..36
4-1-3 系統層&資料層—遠端影像資料存取系統設計……..48
4-2 資料庫應用系統之規劃與設計……………………………..50
4-2-1 伺服網頁與資料庫之連線…………………………….51
4-2-2 網頁之安全認證與權限管理………………………….52
4-3 影像監控整合系統之運作…………………………………..53
4-3-1 實驗系統……………………………………………….53
4-3-2 實驗系統執行結果…………………………………….55

第五章 結論
5-1 結論…………………………………………………………..64
5-2 未來方向與建議……………………………………………..65

參考文獻………………………………………………………………..67





圖索引

圖1-1 網路遠端影像監控之分散式系統架構圖…...………………...3
圖1-2 Web-Based網路遠端影像監控系統架構圖……….…………..4
圖1-3 Web伺服器在連線數目增加時的系統負載關係圖…………..5
圖2-1 影像監控伺服系統架構………..………………………………8
圖2-2 TCP/IP通訊協定結構……...………………………………….10
圖2-3 網路設備於TCP/IP標準下的資料傳遞模式………..……….12
圖2-4 資料封裝架構圖………………………………………...…….13
圖2-5 資料解多工架構圖………………………...………………….13
圖2-6 影像伺服監控系統之系統通訊架構...……………………….14
圖3-1 資料庫系統之三層式網路架構…...………………………….22
圖4-1 影像伺服監控系統流程圖……………………………………30
圖4-2 泓格科技公司之I-7188E嵌入式控制器PC模組…………...31
圖4-3 宜霖科技公司之EVS100K數位影像量測器示意圖.……….31
圖4-4 CMOS之EVS100K電路角位示意圖..……………………….32
圖4-5 埋入式控制器I-7188E與數位影像量測器之整合電路示意.33
圖4-6 I-7188E影像讀取動作示意圖……………………………….34
圖4-7 Exp Tm1控制訊號………………………………………….....35
圖4-8 Exp Tm2控制訊號……………….....………………………....35
圖4-9 I-7188E讀取CCD影像資料之訊號示意圖………………....35
圖4-10 實驗系統之替代影像擷取系統………………………….….36
圖4-11 JPEG影像壓縮流程………………..……………...…………37
圖4-12 8 ×8資料單元矩陣區塊示意圖…...….…………………...39
圖4-13 Zig_Zag陣列順序…..………………….……………….…...44
圖4-14 遠端即時影像之ADO資料傳輸模式.……………………..46
圖4-15 即時影像監控應用程式設計流程…………………………..47
圖4-16 Winsock於應用程式所扮演之角色.………………………..48
圖4-17 JPEG影像資料透過ADO元件之存取示意圖……….…….49
圖4-18 資料庫應用系統運作流程…………………………….…….51
圖4-19 使用者登入網站之流程圖…………………………….…….53
圖4-20 實驗系統功能架構圖………………………………….…….55
圖4-21 使用者操作介面.…………………………………………….57
圖4-22 網路遠端影像監控之功能流程…..…………………………58
圖4-23 系統連線建立視窗………….……………………………….58
圖4-24 遠端即時影像監控操作畫面……..…………………………59
圖4-25 參數設定功能視窗………….……………………………….59
圖4-26 圖像品質比較
(a) JPEG壓縮後之圖像資料……………………………...….60
(b)JPEG壓縮前之圖像資料……………………….……..….60
圖4-27 網站之伺服網頁登錄畫面.………………………………….61
圖4-28 系統管理人員功能網頁……..………………………………62
圖4-29 客戶端使用者服務功能網頁.……………………………….62
圖4-30 網頁離線影像瀏覽…………..………………………………63







表索引

表1-1 影像擷取模組與伺服器間之負載關係表...…………………...5
表2-1 各類影像壓縮標準，針對24-bit全彩影像之壓縮率比較表…17
表2-2 各類影像壓縮標準，針對灰階影像之壓縮率比較表……….17
表4-1 I-7188E規格表…..…………………………………………….32
表4-2 亮度量化矩陣係數表………………….....…………………...40
表4-3 色度量化矩陣係數表…………………………………………40
表4-4 差值Bits數與差值內容對照表……………………………….42
表4-5 亮度DC差值的Huffman編碼表...…………………………...43
表4-6 色度DC差值的Huffman編碼表……………………………43
表5-1 微軟作業系統與LinuX作業系統之轉移關係對應表……….69

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