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包格 指导教师王新年职称副教授 学位授予单位大连海事大学 申请学位级别工学硕士学科( 专业)信息与通信工程 论文完成日期2 0 1 2 年5 月答辩日期2 0 1 2 年6 月 答辩委员会主席 r e s e a r c ho nv i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mw i t h3 gm o b i l e p h o n e at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm ar i t i meu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g b y n g o m ay e k eb o r g e ad u m a s ( i n f o r m a t i o na n dc o m m u n i c a t i o ne n g i n e e r i n g ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f e s s o r w a n gx i n n i a n j u n e2 0 1 2 a b s t r a c t a b s t r a c t d u r 崦p a s ts i xd e c a d e s ，v i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m s ，u s i n gc l o s e dc i r c u i tt e l e v i s i o n ( c c t v ) ，h a su n d e r g o n ev a r i o u st e c h n o l o g i c a la d v a n c e s i n d e e d ，t h ev i d e os u r v e i l l a n c e p r o v i d e sas o l i dp h y s i c a la n dl o g i c a lf u n d a m e m a ls e c u r i t yi nm a n yf i e l d so fd a i l yl i f e n o w a d a y s ，v i d e os u r v e i l l a n c ei si n c r e a s i n g l yb a s e do nn e wt e c h n o l o g i e so fi n f o r m a t i o n a n dc o m m u n i c a t i o n i ti sp o s s i b l et oi m p l e m e n tav i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mb a s e do n 3 gn e t w o r k s ，b e c a u s et h et e c h n o l o g yo f3 gh a sb e e nd e v e l o p e d t h e s y s t e m m a i n l yi n c l u d e s t h r e ef u n c t i o n s ，w h i c ha r e m o n i t o r i n g ，v i d e o a c q u i s i t i o na n dt r a n s m i s s i o n , a n di n t r u s i o nd e t e c t i o n t h el a s to n ei st h em o s ti m p o r t a n t i nt h i st h e s i s ，a3 gm o b i l ep h o n eb a s e dv i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mw a sd e s i g n e da n d i m p l e m e n t e d t h em a i nc o n t r i b u t i o n sa r ea l sf o l l o w s 1 ) a no v e r v i e wo fs u r v e i l l a n c es y s t e m si sg i v e n b a s e do na n a l y s i so fe x i s t i n gs u r v e i l l a n c es y s t e m s ，e v o l u t i o no ft h es y s t e m si s g i v e n , a n dm a i ne l e m e n t so fa ni n t e l l i g e n ts y s t e ma r el i s t e do u t a ni n t e l l i g e n ts y s t e m n e e d ss u p p o r t sf r o mt e c h n o l o g i e so fc o m m u n i c a t i o n , c o m p u t e r ，i m a g ep r o c e s s i n g ，a n d e v e nr o b o tv i s i o n 2 ) av i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mb a s e do n3 gm o b i l ep h o n ei sd e s i g n e d t h ed e s i g n e ds y s t e mh a st h ef e a t u r e so fm o b i l i t y ，i n t e l l i g e n c ea n dr e a lt i m e i t c o n t a i n ss i xp a r t s ，w h i c ha r em a n a g e m e n tm o d u l e ，m o d u l eo fi n p u ta n do u t p u t ，c o d i n g a n dc o m p r e s s i o nm o d u l e ，c o m m u n i c a t i o nm o d u l e ，d a t a b a s e ，a n di n t r u s i o nd e t e c t i o n m o d u l e 3 ) a ni n t r u s i o nd e t e c t i o na l g o r i t h mi sp r o p o s e d a f t e ra n a l y z i n ga l g o r i t h m sb a s e do nd i f f e r e n c e sb e t w e e nc u r r e n t i m a g ea n d b a c k g r o u n d ，a ni n t r u s i o nd e t e c t i o na l g o r i t h mb a s e do na d a p t i v eg a u s s i a nm i x t u r e m o d e li sp r o p o s e d ，a n dt h eb a c k g r o u n dc a nb ea d a p t i v e l yc h a n g e d a c c o r d i n gt ot h e e x p e r i m e n tr e s u l t s ，t h ea l g o r i t h m 、0 r k sw e l l 4 ) a v i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mb a s e do n3 gm o b i l ep h o n ei si m p l e m e n t e d b a s e do nt h ed e s i g no fas y s t e ma n da l g o r i t h m , a3 gm o b i l ep h o n eb a s e dv i d e o s u r v e i l l a n c e s y s t e m i s i m p l e m e m e d u n d e rt h e d e v e l o p i n g e n v i r o n m e n to f a b s t r a c t m i c r o s o t t n e t2 0 0 3 ，a n ds q ls e r v e ri su s e dt om a n a g er e l e v a n td a t a b a s e t h et e s t s h a v es h o w nt h a te a c hm o d u l eo ft h es y s t e mc a n c o n v e r g et ot h ee x p e c t e dr e q u i r e m e n t s a n dh a st h ep e r f o r m a n c eo fm o b i l i t y ，i n t e l l i g e n c ea n dr e a lt i m e k e yw o r d s ：v i d e os u r v e i l l a n c e ；3 gm o b i l ep h o n e ；i n t r u s i o nd e t e c t i o n ；r e a lt i m e c o n t e n t s c o n t e n t s 1 1 1 ：z ：z ：! ：! ：! s y s t e m s j j 2 2 1 1 h i s t o r yo f v i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m 2 2 1 2 c o m p o n e n t so f v i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m s 2 2 1 3 a r e a so f a p p l i c a t i o n so f v i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m 2 2 2 0 v e r v i e wo f m e t h o d si nm o t i o nd e t e c t i o n 2 2 2 1 t e c h n i c a lo f o p t i c a lf 1 0 wi nm o t i o nd e t e c t i o n 2 2 2 2 t e c h n i c a lo f c l u t t e ri nm o t i o nd e t e c t i o n 2 2 2 3 t e c h n i c a lo f f e a t u r ep o i n t si nm o t i o nd e t e c t i o n 2 2 2 4 m o t i o nd e t e c t i o na n di t sc o n s t r a i n t s 2 c h a p t e r3t h ed e s i g no f m o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m 2 3 1 p r e l i m i n a r yd e s i g no f t h es y s t e m 2 ：；：2 1 】j d e e d so f s y s t e m i 2 3 3 s p e c i f i c a t i o n sf u n c t i o n so f s y s t e m 2 ：；3 1 m o n i t o r i n g 2 ：；3 2 v m e oa c q u i s i t i o na n dt r a n s m i s s i o n 2 ：；3 3 i n t r u s i o nd e t e c t i o n 2 3 4 a r c h i t e c t u r eo f t h ep r o p o s e ds y s t e m 2 3 4 1 v i e wo f e a c hm o d u l eo f t h ea r c h i t e c t u r ei ns y s t e m 2 ：；4 2 m a i l a g e m e mm o d u l e 2 3 4 3 m o d u l eo f i n p u ta n do u t p u t 2 ：；4 4 c o d i n ga n dc o m p r e s s i o nm o d u l e 2 ：；4 5 c o m m u n i c a t i o nm o d u l e 2 ：；4 6 d a t a b a s e 2 3 4 7 i n t r u s i o nd e t e c t i o nm o d u l e 2 ：；5 d m af l o wi nt h es y s t e m 2 ：；5 i d m af l o wi nm o n i t o r i n ga p p l i c a t i o n 2 3 5 2 d a t af l o wi nv i d e oa c q u i s i t i o na n dt r a n s m i s s i o nu n i t 一2 c o n t e n t s 3 5 3 d a t af l o wi nd e c l a r a t i o no f i n t r u s i o n 2 3 6 w o r ke n v i r o n m e n t 2 3 6 1 h a r d w a r ee n v i r o n m e n t 2 3 6 2 s o f t w a r ee n v i r o n m e n t 2 3 7 s u m m a r y 2 c h a p t e r4i m p l e m e n t a t i o no f m o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m 2 4 1 m o d u l eo fi n p u ta n do u t p u t 2 4 2 c o d i n ga n dc o m p r e s s i o nm o d u l e 2 4 3 c o m m u n i c a t i o nm o d u l e 2 4 4 d a t a b a s e 2 4 5 i n t r u s i o nd e t e c t i o nm o d u l e ；2 4 5 1 a l g o r i t h mo f i n t r u s i o nd e t e c t i o n 2 4 5 2 m a n a g e m e n to f i n t r u s i o n d e t e c t i o n 2 4 5 3 e x p e r i m e n tr e s u l t so fi n t r u s i o nd e t e c t i o nm o d u l e 2 4 6 p r e s e n t a t i o no f m a n a g e m e n tm o d u l e 2 4 6 1 s o f t w a r ee n v i r o n m e n t 2 4 6 2 c h o i c eo f p r o g r a m m i n gl a n g u a g e 2 4 6 3 m a i ni n t e r f a c eo f a p p l i c a t i o n 2 4 7 s u m m a r y 2 c h a p t e r5s u m m a r v a n dw o r ki nf u t u r e 2 a c k n o w l e d g e m e n t 2 研究生履历2 中文摘要2 c h a p t e r1 in t r o d u c tio n 1 1p r o bi8 1 1 1d e s c rip tio n t h ev i d e os u r v e i l l a n c eb e g a ni ne n g l a n di n19 7 0 s ；t h e yw e r ed e s i g n e dt og i v ea d e c l a r a t i o nw h e ns o m es u s p i c i o u sp e o p l ee x i s t e di nt h ep l a c e su n d e ro b s e r v a t i o n 1 1 a t i n s t ，t h ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m sw e r es i m p l ym a d eu po fc a m e r a sa n dm o n i t o r s ，a n d o fc o u r s e ，m o n i t o r e db yh u m a nc a l l e dg u a r d i a n t h ei n s t a l l a t i o no fc a m e r a sh a da g o a l t od e t e c td a n g e r o u ss i t u a t i o n s ，f o re x a m p l e ，t e r r o r i s t s s u d d e na t t a c k s ，a n do n c et h e s i t u a t i o nw a sd e t e c t e d ，t h eg u a r d i a n sw o u l dc a l l p o l i c ea n ds e c u r i t y u s u a l l yt h e r e w o u l db em a n yc a m e r a sa n dt h a tm e a n tt h e r ew o u l db em a n ym o n i t o r sa tt h es a m et i m e i tw a sat o u g hj o bf o rt h ew a t c h e r s ，w h i c hm a d et h ee a r l ys y s t e m sl o we f f i c i e n c ya n d h i g hc o s to n e s 【2 】 l a t e ro n , t h et e c h n o l o g yo fc o m p u t e rs c i e n c ea n di m a g ep r o c e s s i n gm a d et h e s y s t e m sm o r ea n dm o r ei n t e l l i g e n t i a l t h e r em i g h tb em o r ec a m e r a sa n dm o n i t o r s ， h o w e v e rf e w e rg u a r d i a n sw e r en e e d e d ac o m p u t e rw i t hs p e c i a ls o f t w a r ew o u l db e e n o u g ht op l a yt h ep a r to fh u m a n sr o l e t h e yh a v em a d eag r e a ts u c c e s ss u p p o r t e db y t h ep u b l i c ，b e c a u s et h e s y s t e m sw e r e m e a n tt om a i n t a i nt h es a f e t yo fp u b l i c s p o s s e s s i o n s 3 】【4 】 n o w , p e o p l eg r a d u a l l yc a r ea b o u tt h es a f e t yo fb o t hp u b l i ca n dp r i v a t e 5 1 i n d i v i d u a lp o s s e s s i o n sa r ea l s oi m p o r t a n t t h e r e f o r e , as y s t e ma p p l i e dt of a c t o r i e sa n d f a m i l i e si sn e e d e d f i r s t ，t h ed e s i g n e r so ft h es y s t e ms h o u l df i g u r eo u tt h a t ，w e n , t h e r e a r em a n yb i gd i f f e r e n c e sb e t w e e ns a f e t yi no u rh o u s e sa n do f f i c e s f o re x a m p l e ，i nt h e f a c t o r y , t h eb o s s e sc a l lb u i l dat e a mt oe n s u et h es y s t e m s r u n n i n gw e l l b u tm a n yo f u s a r eb u s yw o r k i n ge v e r y d a ya n dh a v en oe x t r am o n e yt ob u i l du po u ro w ns a f e t yo f f i c e av i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mt h a tc a nr e p o r tt h es i t u a t i o ni nas t y l eo fr e a lt i m e ，m o b i l e a n da u t o m a t i o nw i l lc o m p l e t et h em i s s i o n 1 2 t a k e na p p r o a c h ad e c a d eb e f o r e ，s c i e n t i s t sh a v ea l r e a d ym a d et h es y s t e ms m a r t e r a l lw es h o u l d d oi st om a k et h es y s t e mw i t hah i g h e ri qa n dg i v ea w i n go fm o b i l i t yt ot h es y s t e m - l - m o n i t o r s ? 2 ) i ft h e r ea r ea n yd i f f e r e n c e s ，a r et h e yb r o u g h tb yo b j e c t sm o v i n g ? 3 ) i ft h eo b j e c t sa r em o v i n g ，a r et h e yh u m a n s ? 4 ) i ft h e ya r eh u m a n s ，ad e c l a r a t i o ns h o u l db eg i v e no u t ，t h et i m eo fi n t r u s i o n a b o v ea l l ，a3 gm o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e ma tl e a s tm a i n t a i n st h r e e p a r t s 1 6 】： o n ep a r ti st oc a p t u r ei m a g e sa si t si n p u t s ，a n o t h e rt od e t e c tt h ei n t r u s i o n sa si t sj u d g i n g p a r t ，a n dl a s to n et os e n di n t e r e s t i n gi n f o r m a t i o nt ou s e r sv i a3 ga n di n t e m e ta ss y s t e m o m p m s ，a n dt h es y s t e ms h o u l db es t a b l e ，a c c u r a t ea n dr e a lt i m e 1 3 r eie v a n c e e v e nt h o u g hw el i v eah a p p yl i f e ，t h e r ea r es t i l lm a n yc r i m i n a l sa r o u n dt h ew o r l d 【1 7 】l a w sp r o t e c tu si ne v e r y w a y ，b u ti t si m p o s s i b l et os e n t e n c eo re v e nc a t c ht h eb a d g u y sw i t h o u te f f e c t i v ee v i d e n c e s c a m e r a sa r ev e r yu s e f u lt o o l st ou r g es t r a t e g i e s o u r s o c i e t yn e e d sv i d e om o n i t o r i n g ，a n dt h en e e d sb r e e dt h ei n d u s t r yo fc a m e r a s n o w ， c a m e r a sc a nb ep r o d u c e dm a t u r e l y ，p e r f e c t l ya n dw i t hh i g hr e s o l u t i o n 1 8 1 a sm e n t i o n e di n 1 1 ，c o m p u t e rs c i e n c ed e v e l o p ss of a s tt h a ta n y o n ec a n i m p l e m e n ta p p l i c a t i o n sw i t hal a p t o pa sl o n ga st h e yk e e pw o r k i n go nt h e m b e s i d e s ， t h et e c h n o l o g yo fc o m p u t e rv i s i o ne v e nc a nr e b u i l d3 do b j e c tf r o m2 d p h o t o s 19 1 ，a n d t h a tm a k et h ei n t r u s i o nd e t e c t i o nm o r ee a s i l yt ob ei m p l e m e n t e d t o d a y s3 ga n dh i g hs p e e do fc p u s c a l c u l a t i o ng u a r a n t e et h es y s t e mr u n n i n gi n r e a lt i m e a ni 1 1 a l l ，n om a t t e ri nt h e o r y ，t e c h n i c a ls u p p o r t so fd a t at r a n s f e r r i n go r h a r d w a r ei t e m s ，t o d a y ，t h em o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mb a s e do n3 gc a nb e a c h i e y e d 1 4 m e t h o d o i o g y t h em a i ng o a lo ft h i sp a p e ri st od e s i g nam o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mb a s e d o n3 gb yg a t h e r i n gu s e f u li n f o r m a t i o na n da n a l y z i n gt h ef u n c t i o n so ft h es y s t e m , a n d t h e ni m p l e m e n tt h es y s t e m t h ep u r p o s eo ft h i sp a p e ri sb a s e do nt h r e eq u e s t i o n s ： 1 ) h o wt oa c q u i r ev i d e o sa n dt r a n s m i tt h ev i d e of l o wt oc o m p u t e r ? 2 ) h o wt om a k et h ec o m p u t e rd e t e c ti n t r u s i o nl i k eah u m a n ? 3 ) h o w t ot r a n s m i ta l a r ms i g n a l st ot h ec u s t o m e r sb y3 gn e t w o r ka n di n t e r n e t ? t oa n s w e rt h e s eq u e s t i o n s ，o u rw o r kh a sb e e no r g a n i z e da sf o l l o w s 3 1 ) f i r s t l y , i no r d e rt oa b s o r bs o m ee x p e r i e n c e sf r o m t h ee x i s t e dv i d e os u r v e i l l a n c e s y s t e m s ，w es h o u l do v e r v i e wt h ep r i n c i p l e sa n da r c h i t e c t u r e so ft h e m , e s p e c i a l l yh o w t h e yd e t e c tt h em o v i n go b j e c t s 2 ) t h e n , a c c o r d i n gt ot h ek n o w l e d g ew e v eg o t ，w ep r o p o s ead e s i g no ft h e m o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mb a s e do n3 gt h ed e s i g ni n c l u d e sad e t a i ld e s c r i p t i o n o ff u n c t i o n s ，a r c h i t e c t u r eo ft h es y s t e m , a n dh o wt h ed a t af l o w sa m o n gm o d u l e s 3 ) t h i r d l y , b a s e do nt h ed e s i g no ft h i ss y s t e m , w eg i v et h ei m p l e m e n t a t i o na n d s o m er e s u l t sf r o me x p e r i m e n t s 。 4 ) f i n a l l y , w el a yo u to u rw o r k ss h o r t l y , d r a wac o n c l u s i o no nt h er e s e a r c h , a n d i d e n t i f yt h ew o r k i nf u t u r e 1 5 0 u t | r e i nc h a p t e r1i n t r o d u c t i o n ，t h et h e s i sm a i n l yg i v e so u th o wt h es y s t e md e v e l o p si n h i s t o r y ，a n da c c o r d i n gt o t h ee x i s t e dt e c h n o l o g i e sa n ds y s t e m s ，t h et h e s i sa i m st o i m p l e m e n tt h es y s t e mb ya n a l y z i n g ，s t u d y i n gr e l e v a n tk n o w l e d g ea n dd e s i g n i n gt h e s y s t e m i nc h a p t e r2r e l e g a t e dw o r k ，t h i sp a p e r 血s t l yg i v e so u ta no v e r v i e wo nd i f f e r e n t v i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m sf r o mt h ep o i n to ft h e i rd e v e l o p i n gh i s t o r ya n dt y p i c a l c o m p o n e n t so ft h e m t h e nt h et h e s i sa n a l y z e s s e v e r a lk i n d so fm e t h o d si nm o t i o n d e t e c t i o n i nc h a p t e r3t h ed e s i g no fm o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m , t h et h e s i sf i r s t l y p r o v i d e sf u n c t i o n so ft h es y s t e m , a n dt h e nd e s i g n st h es y s t e m sa r c h i t e c t u r ea n dd a t a f l o w a f t e rt h a t ，t h es y s t e m sw o r ke n v i r o n m e n t s ，s o f t w a r ea n dh a r d w a r e ，a r es t a t e d i nc h a p t e r4i m p l e m e n t a t i o n , t h et h e s i sf i r s t l yg i v e so u th o wt h es y s t e m i s i m p l e m e n t e da n dt h e nl i s t so u tt h e r e s u l t sg e n e r a t e db yc o r em o d u l e s i nc h a p t e r5s u m m a r ya n dw o r ki nf u t u r e ，t h et h e s i sl a y so u tt h ef i n i s h e dw o r k s s h o r t l y ，d r a w sa c o n c l u s i o no nt h er e s e a r c h , a n dd i s c u s s e st h ew o r k i nf u t u r e 1 6 s u m m a r y i nt h i sc h a p t e r ，w ea i mt of r e do u th o wt h es y s t e mh a sd e v e l o p e di nh i s t o r y ，h o wt o i m p l e m e n tt h es y s t e mb a s e do i lt h ee x i s t e dt e c h n o l o g i e s ，a n dm a k et h er e a d e r st og e ta n o v e r v i e wo f t h i sp a p e r 5 c h a p t e r2r e ia