基于MB90092型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

隨著監(jiān)控現(xiàn)場的擴展和探頭數(shù)量增多，在監(jiān)控端的圖像顯示系統(tǒng)中，經(jīng)常需要接收外部數(shù)據(jù)并把相關(guān)的信息實時地連同圖像顯示在監(jiān)控屏幕上，以便使用人員知道該圖像信息以何種方式來自何處及與之相關(guān)的信息，時間，地區(qū)徽標，實時數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。但是對于監(jiān)控人員而言，監(jiān)控端遭到攻擊是一個值得擔(dān)心的問題，因此，改善技術(shù)方案和增強安全性是對目前狀況提出的一種迫切要求。監(jiān)控人員希望所看到的是得到驗證的真實圖像，無論時間、環(huán)境、探頭位置、角度和焦距都必須得到保證。在遠程監(jiān)控場合，有關(guān)重要部門的監(jiān)控者往往對于接收圖像的實時性和真實性不完全放心，尤其是如果對高科技對象實時監(jiān)控，那么，當(dāng)監(jiān)控者因故臨時離開監(jiān)控臺一段時間后，由于不知道被監(jiān)控方是否對監(jiān)控系統(tǒng)進行了攻擊，故而往往有確認探頭工作正常和所見圖像真實性的要求。

筆者引入對抗的概念設(shè)計了一種具備安全性保障的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用了在屏幕上疊加動態(tài)偽隨機符號的方法防止系統(tǒng)在運行時監(jiān)控頭被拆卸。一旦線路被拆動，主監(jiān)控端給出的確認標識將不再顯示，從而檢測出被監(jiān)控方高科技人員隨意拆動監(jiān)控頭系統(tǒng)的行為，有效防止了因信號傳輸線路被隨意改動而導(dǎo)致偽圖像的引入，本系統(tǒng)能在一些要求高且監(jiān)控背景不具有環(huán)境特征的特殊場合應(yīng)用，例如在背景為藍天、白墻和曠野等特殊場合及一些重要部門。

2 圖像疊加的原理及設(shè)計思路

為了達到圖像疊加的目的，必須先了解圖像傳送的原理，目前電路技術(shù)中采用順序（輪流）傳送像素的方法。在發(fā)送端按照各個像素的行列位置逐個發(fā)送到接收端，在接收端的顯示屏幕上，各個像素也是一個一個顯現(xiàn)的。所以，如果想在接收端得到預(yù)期的影像，發(fā)送端與接收端必須同步。所謂疊加，就是保證經(jīng)視頻信號提取電路分理出的行和場信號與所需疊加的圖像信號符合同步要求的條件下，在視頻信號相應(yīng)的位置疊加圖標信號的電平。

為了防止被監(jiān)控對象私自改動線路和引入虛假圖像來迷惑監(jiān)控者，本設(shè)計引入了對抗的思路：一是設(shè)計的監(jiān)控頭附加電路采用偽隨機序列編碼顯示各種類型的圖形或字符，而遠程監(jiān)控中心也采用與之相對應(yīng)的偽隨機序列編碼來檢測各種類型的圖形或字符，由于各探頭所使用的編碼均不相同，所以可防止非法調(diào)換監(jiān)控頭。二是采用硬件視頻信號檢測電路，能檢測出在運行過程中傳輸線路與監(jiān)控頭設(shè)備可能發(fā)生的分離現(xiàn)象，從而采取相應(yīng)措施。

3 系統(tǒng)設(shè)計

本文介紹的圖像疊加應(yīng)用系統(tǒng)采用了3塊主要電路：89C52型單片機、MB90092型專用字符疊加電路和LA7806型同步分離器。其中，MB90092對模擬視頻輸入信號進行字符及圖形疊加并產(chǎn)生混合信號，89C52處理待顯字符圖標及報警；LA7806實現(xiàn)行信號和場信號的分離。

3.1 硬件電路的設(shè)計及模塊

本視頻圖像疊加系統(tǒng)探頭部分附加的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。其主要工作原理是89C52按照控制要求向MB90092發(fā)送控制命令，如顯示控制和VRAM寫地址控制等，而探頭發(fā)出的視頻信號經(jīng)LA7806分離出行和場同步信號后與原視頻信號一同輸入MB90092；MB90092根據(jù)單片機的指令讀取字庫MBM29F040中的字符并將圖像信號、疊加字符、符合消隱脈沖及復(fù)合同步脈沖按一定比例混合在一起，送出視頻輸出信號。由于線路被拆斷會導(dǎo)致視頻輸入/輸出信號的中斷，所以單片機還通過檢測LA7806，其是否有場同步來判斷視頻輸入信號的有無，通過輸出視頻信號檢測電路來判斷視頻輸出信號的有無。對于異常情況，89C52將收到中斷請求，隨后向MB90092發(fā)出停止顯示字符命令，以便向中央監(jiān)控室報警。