[发明专利]视频监控系统辅助设计与评估方法

说明书

本发明公开了面向视频监控领域的辅助设计系统物理拓扑模型并进行仿真评估的方法，涉及建模与仿真技术领域。本发明首先构建视频监控系统的评估模型，定义建模语言VSML，实现可视化建模工具，设计出逻辑正确的物理拓扑模型，生成对应的OTCL脚本文件；选取仿真软件NS2，并进行扩展，将OTCL脚本文件和外部视频流数据作为NS2仿真输入，利用扩展后的NS2仿真工具执行仿真，记录仿真过程数据，最后输出视频流数据。根据获取的仿真过程数据，依据评估模型统计评估结果。本发明通过可视化建模工具为视频监控系统领域设计人员提供便捷方法设计视频监控系统物理拓扑结构；评估结果从多方面对视频监控系统设计方案进行评估，更加全面以及符合用户需求。

技术领域

本发明涉及建模与仿真技术领域，具体地，涉及面向视频监控领域的辅助设计系统物理拓扑模型并进行仿真评估的方法。

背景技术

随着社会对安防体系的重视度越来越高和计算机以及网络的普及，视频监控技术得到了飞速发展。从第一代的模拟视频监控系统到第三代基于IP网络的视频监控系统，视频监控的技术框架与体系在不断的改变，用户对视频监控系统的功能与性能要求也更加个性化。视频监控系统的规模在逐渐变大，部署环境更加复杂，且视频监控系统的硬件种类多、性能属性也各不相同。传统的硬件架构部署后进行测试的风险高，能够在设计阶段对物理拓扑模型进行仿真验证的需求显得尤为重要。

现有的视频传输质量评估框架，例如Evalvid、myEvalvid、SVEF等，都主要对传输视频质量(清晰度)方面进行评估，无法评估网络性能、成本等用户关心的问题。同时，这些框架只能评估单点之间的视频传输质量，无法模拟复杂的视频监控系统物理拓扑中的传输。

建模与仿真技术的结合使用可以解决上述问题。基于视频监控系统设计方案的评估模型，面向视频监控系统领域可视化建模，辅助领域设计人员进行物理拓扑方案的设计；通过对所建模型执行仿真运行，获取各相关参数数据，分析并得到评估结果。

模型为系统提供了总体设计，能够从系统结构、组织、行为和动作四个方面描述系统。建模是对现实系统做出的一种描述、模仿和抽象，遵循的原则是：切合实际、结构清晰、精度适当以及尽量标准化。面向视频监控系统领域的建模服务于视频监控系统设计人员，通过提供可视化、易于使用的建模符号来简化系统的物理拓扑图的表达。同时，模型能够描述待评估属性并能够进行仿真运行。

Unified Modeling Language(UML)又称统一建模语言，是当前面向对象的标准化建模语言。其中，UML配置图(部署图)由节点和关系两部分组成，能够清晰地表示出系统软硬件之间的物理拓扑结构。但通常不直接使用UML进行视频监控系统设计方案的建模，因为UML不是针对视频监控系统特定领域的，其建模符号对领域设计人员而言不容易理解；另外，对于设计方案的个性化需求以及仿真需求，UML无法完全满足。

仿真是通过研究一个能代表所研究对象的模型来代替对实际对象的研究。随着科学技术的发展，实物实验已无法满足高效率、低成本的需求，计算机仿真很好地解决了这一问题。利用仿真软件，在其上运行待仿真的模型，通过对过程和输出信息进行分析，达到对实际系统的综合评估。对于视频监控系统而言，正是由于其复杂、成本高等特点，非常适合采用仿真的方式来评估其物理设计模型是否符合需求。

目前应用比较广泛的主流仿真软件有OPNET、NS2、MATLAB等，NS2作为一款开源软件，有着丰富的组件库和灵活的配置。由于采用c++开发，因此NS2的执行效率较高，扩展性较好。缺点在于入门难度较高、没有图形化界面。相对于OPNET等其他商用仿真软件，NS2成本低，应用度广，更加适合网络技术仿真研究。

发明内容