吳建鋒1,羅小文2
　　(1.杭州派尼澳電子科技有限公司,浙江 杭州 310018; 2.杭州電子科技大學(xué) 電子信息學(xué)院,浙江 杭州 310018)

       摘要：為了加快圖像的傳輸速度,，提出了一種基于Web的圖像監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用了基于Lighttpd的Web服務(wù)器與Web客戶端建立連接并傳輸數(shù)據(jù)來加快圖像數(shù)據(jù)的傳輸,，另外對圖像進行選擇性存儲,，即只采集像素發(fā)生了變化的圖像，減少存儲的數(shù)鋸,，從而加快數(shù)據(jù)的傳輸,。系統(tǒng)通過USB圖像采集模塊采集圖像,由動態(tài)圖像檢測算法對圖像進行處理并存儲，客戶端通過Web服務(wù)器獲取存儲的圖像,。
　　關(guān)鍵詞：Web,；圖像；監(jiān)控系統(tǒng),；圖像傳輸　　

0引言
　　Lighttpd是德國人領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)的開源Web服務(wù)器,，具有內(nèi)存開銷低、效能好,、CPU占用率低等特點,，能為使用者提供高并發(fā)、快速靈活,、安全,、兼容性好并且專門針對高性能網(wǎng)站的Web服務(wù)器環(huán)境［1］。Lighttpd的吞吐率能達到120 req/s,而Apache的吞吐率一般只在30 req/s左右［2］,。圖像采用JPEG 2000標準和Motion JPEG 2000標準進行編碼,，加快圖像的傳輸同時減少誤碼率。JPEG 2000是國際標準化組織（ISO）發(fā)布的靜態(tài)圖像壓縮標準,，以離散小波變換（DWT）作為核心,，并可以在低碼率條件下提供更高圖像壓縮性能［3］。JPEG 2000壓縮碼流具有分辨率可分級性,、質(zhì)量可分級性,，并支持圖像漸進傳輸，具有較好的抗誤碼性能［4］,。Motion JEPG 2000標準進行圖像編碼的過程為：首先由連續(xù)的圖像幀逐幀地進行編碼,，將編碼得到的圖像數(shù)據(jù)組織在一起，并加入相應(yīng)的元素信息,，如碼流屬性,、時間戳、偏移量等,，形成標準的Motion JPEG 2000 文件碼流,，存儲為MJ2文件格式。解碼過程為：先從MJ2碼流中提取出圖像數(shù)據(jù),，再將每幀圖像數(shù)據(jù)進行JPEG 2000解碼,，從而得到解碼后的圖像序列［5］。
1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)
　　1.1Web客戶端結(jié)構(gòu)
　　Web客戶端由用戶登錄,、系統(tǒng)時間和日期的設(shè)置與顯示,、圖像顯示3個模塊構(gòu)成，如圖1所示,。用戶通過賬號和密碼進行安全登錄,，如果登錄成功則客戶端自動獲取當(dāng)前時間和日期并實現(xiàn)系統(tǒng)時間和日期的設(shè)置，同時顯示當(dāng)前的時間和日期,。設(shè)置時間和日期可使系統(tǒng)獲取有效時間的圖像,，圖像顯示可實現(xiàn)系統(tǒng)存儲的圖像按時間順序在客戶端進行顯示。

　　1.2服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)
　　服務(wù)器系統(tǒng)由4個層次構(gòu)成,，如圖2所示,。從底層向上依次是：圖像采集層、圖像處理層,、圖像存儲層,、Web服務(wù)器層。圖像采集層實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域進行圖像采集,，圖像處理層對圖像采集層采集的圖像進行處理來實現(xiàn)對圖像進行選擇性存儲,，圖像存儲層實現(xiàn)了對經(jīng)過圖像處理層處理過的圖像進行存儲，Web服務(wù)器層用于實現(xiàn)與Web客戶端進行交互,。
　?。?）圖像采集層通過USB接口進行圖像數(shù)據(jù)的傳輸。USB是通用串行總線的縮寫,，具有支持熱插拔,、傳輸速度快、兼容性好,、擴展方便等優(yōu)點［6］,，其電路圖如圖3所示。
　　

       （2）圖像處理層和圖像存儲層通過JPEG2000標準和Motion JPEG 2000標準對圖像采集層采集的圖像進行編碼,、處理,、解碼,、存儲。具體流程為：首先判定當(dāng)前輸入圖像幀是否為第一幀圖像,，如果是第一幀圖像則由Motion JPEG 2000進行編碼得到MJ2碼流,，同時將MJ2碼流存儲下來作為下一幀圖像的MJ2碼流的參考碼流，具體處理過程如圖4(a)所示;如果不是第一幀圖像則將通過Motion JPEG 2000編碼得到的MJ2碼流與上一幀圖像的MJ2碼流進行比較,，當(dāng)兩幀圖像的MJ2碼流的差異大于或等于設(shè)定的閾值（由程序設(shè)定）,，則用當(dāng)前幀圖像的MJ2替換上一幀圖像的MJ2碼流作為下一幀圖像的MJ2碼流的參考碼流，同時由Motion JPEG 2000對當(dāng)前幀圖像的MJ2碼流進行解碼得到輸出圖像幀進行存儲,，如果兩幀圖像的MJ2碼流的差異小于設(shè)定的閾值,，則用當(dāng)前幀圖像的MJ2替換上一幀圖像的MJ2碼流作為下一幀圖像的MJ2碼流的參考碼流，具體處理過程如圖4(b)所示,。

　?。?）Web服務(wù)器層通過Fastcgi協(xié)議與Web客戶端建立連接并進行數(shù)據(jù)交互，Web服務(wù)器與客戶端交互如圖5所示,。
　　

2系統(tǒng)測試與分析
　　2.1圖像監(jiān)控測試與分析
　　測試人員在攝像頭監(jiān)控區(qū)域作一些動作,系統(tǒng)對這些動作圖像進行采集,、處理并將圖像存儲下來,通過智能手機Web客戶端獲取并顯示,如圖6所示。
　　

　　2.2圖像傳輸速度測試與分析
　　圖像傳輸速度的測試是通過筆記本電腦火狐瀏覽器的Firebug調(diào)試平臺中的網(wǎng)絡(luò)圖片來進行的,，如圖7所示,。
　　　　由圖分析可得圖片從服務(wù)器端傳輸?shù)絎eb客戶端所需的時間最小為27 ms，最大為137 ms,，平均所需的時間為64 ms,，所需時間在60~70 ms范圍內(nèi)所占的百分比為48%。
3結(jié)論
　　隨著移動智能終端的快速發(fā)展和Web技術(shù)的廣泛應(yīng)用,，圖像監(jiān)控系統(tǒng)需要順應(yīng)時代的發(fā)展,，將監(jiān)控終端應(yīng)用于移動終端來滿足用戶的需求。本文提出并設(shè)計了基于Web的圖像監(jiān)控系統(tǒng),，通過Web客戶端實現(xiàn)遠程監(jiān)控,。經(jīng)過測試該系統(tǒng)性能很好，Web客戶端訪問速度滿足用戶體驗,。
　　參考文獻
　?。?］ 楊小嬌. 輕量級高并發(fā)Web服務(wù)器的研究與實現(xiàn)［D］.南京:南京郵電大學(xué),2014.
　　［2］ 楊穎瑩. 高性能Web框架的分析與應(yīng)用［D］.北京:北京郵電大學(xué),2012.
　?。?］ 林子明,梁利平. HEVC靜態(tài)圖像壓縮與JPEG 2000性能比較與分析［J］. 電視技術(shù),2015,39(13):2023.
　?。?］ 李波,何亮. 基于JPEG2000的視頻壓縮技術(shù)研究［J］. 成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,34(2):170172,187.
　　［5］ 舒建. 基于Motion JPEG 2000的低碼率視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計［D］.成都：電子科技大學(xué),2012.
　?。?］ 王太曉,林曉煥,周靜雷. 基于STM32處理器的USB通信設(shè)計［J］. 微處理機,2015（1）:2528.