基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统设计
冯梅+何强
摘 要： 传统视频捕获系统无法解决动态环境下视频区的图像大幅度波动问题，捕获的视频兴趣区误差较高。因此，设计基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统中的视频读取模块从Web摄像头获取基带视频并进行解密工作，解密后的基带视频被存储为VGA格式的动态环境视频，随后将其传输到自动捕获模块。自动捕获模块对动态环境视频进行编程控制和实时存储操作，并为用户计算机提供设备接口，以实现用户对动态环境下视频兴趣区的自动捕获。系统后台Web服务端对自动捕获模块获取的视频信息进行自主交互，完成视频信息的存储、处理和系统资源的管理。软件给出了动态环境下视频兴趣区的自动捕获目标函数，以及动态环境视频的读取语言。实验结果表明，所设计的系统拥有捕获误差低的优点。
关键词： Web； 动态环境下视频兴趣区； 自动捕获； VGA格式
中图分类号： TN948.4?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）08?0090?04
Design of Web?based automatic capture system in video interest area
in dynamic environment
FENG Mei1， HE Qiang2
（1. Engineering Training Center， Chengdu Aeronautic Polytechnic， Chengdu 610100， China；
2. College of Information Science & Technology， Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， China）
Abstract： The traditional video capture system cannot solve the problem of large image fluctuation in the video area in dynamic environment， and its video capture interest area error is high. Therefore， a Web?based automatic capture system in video interest area in the dynamic environment was designed. The video read module in the system obtains baseband video from Web camera and executes the decryption work. The decrypted baseband video is stored as VGA format video of the dynamic environment， which is then transmitted to automatic capture module. The automatic video capture module performs programming control and real?time storage operation of dynamic environment video， and provides the device interface for user's computer to realize the user′s automatic capture in video interest areas in dynamic environment. The autonomous interaction of video information acquired by the automatic capture module is conducted in the system backstage Web service end to independently complete the video information storage， processing and management of system resources. The automatic capture objective function in video interest areas in dynamic environment and the video read language the dynamic condition are given. The experimental result shows that the designed system has the advantage of low capture error.
Keywords： Web； video interest area in dynamic environment； automatic capture； VGA format
0 引 言
随着电子科技与Web通信的逐渐融合，动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统在军事、工业、科研等领域已得到广泛应用，并开始向着网络化和自动化的方向发展[1?4]。动态环境下视频兴趣区的图像变动性较大，使得传统动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统无法对其进行有效捕获，捕获误差较高。因此，构建出一个捕获误差低的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，在各领域中均有重要的应用价值[5]。
以往研究的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统均存在一定的问题，如文献[6]提出基于视频采集卡的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统将视频采集卡所获取到的动态环境视频直接传输到计算机中进行处理和捕获，其捕获效率虽高，但整个系统的故障发生率也很高，后期维护成本较大。文献[7]提出基于复杂可编程逻辑器件的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统能够在完全脱离计算机的控制的状态下，进行动态环境下视频兴趣区的捕获，其拥有携带方便和后期维护成本小的优点。但在该系统中，用户无法进行个性化捕获定制，导致系统的捕获自动化程度不高。文献[8]提出基于模拟图像的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统将用户所需的动态环境下视频兴趣区转换成编码，经由对编码格式进行转换操作，进而生成视频画面的模拟图像。该系统的工作效率较低，捕获误差偏高。文献[9]提出基于嵌入式装置的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统利用32 位微处理器的嵌入式装置控制动态环境视频兴趣区的捕获工作，其捕获效率和自动化水平均较高，但网络化水平偏低，导致整个系统的捕获误差较大。
为了解决以上问题，构建基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统。实验结果表明，所设计的系统拥有捕获误差低的优点。
1 自动捕获系统设计
基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统由视频读取模块、自动捕获模块和后台Web服务端组成。该系统基于Web技术进行动态环境下视频的读取工作，并对所读取的动态环境视频进行编程控制和实时存储，最终实现动态环境下视频兴趣区的自动捕获。
1.1 视频读取模块设计
为了使视频读取模块所读取的动态环境视频画面更为真切，基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统与清晰度较高的Web摄像头相连。视频读取模块由视频解密芯片、视频扫射器和CPU组成，见图1。
由图1可知，视频读取模块中的视频解密芯片可以从Web摄像头获取到基带视频，视频解密芯片将基带视频进行解密操作，解密后的基带视频会被存储为动态环境视频的标准格式，并传输到视频扫射器。
视频扫射器可以实现动态环境视频的格式变更，即将动态环境视频的标准格式变更为更易被处理的VGA格式。VGA格式拥有显示效果好和传输速率高等优点，其不提供音频格式的传输接口，增强了基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的实用性和处理效率。CPU为视频解密芯片和视频扫射器提供技术支持，并控制视频读取模块的工作流程，能够及时调整模块工作的错误流程。在视频读取模块结束一周期的读取工作之后，CPU会将模块读取到的最终动态环境视频传输到自动捕获模块
1.2 自动捕获模块设计
自动捕获模块是基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的核心，其可实现动态环境下视频兴趣区的自动捕获。自动捕获模块为用户提供了较多的设备接口，且拥有兴趣图片实时保存功能，并为用户提供多种存储格式。自动捕获模块由控制器、存储器和设备接口组成。图2为自动捕获模块的工作原理图。
由图2可知，自动捕获模块的工作原理为：视频读取模块将其读取到的最终动态环境视频直接传输到自动捕获模块的控制器中，控制器采用可编程控制器。可编程控制器的逻辑结构较比其他控制器来说功能更为完善，且工作效率和组件的灵活性均较高。选取某公司生产的AP100可编程控制器。AP100可编程控制器拥有可靠性高、可应用性强、能耗小和安装方便等优点，其自动化水平较高，适合进行Web控制，且能够兼容较多的外接设备。AP100可编程控制器对动态环境视频的格式、大小等参数进行分析，进而完成对动态环境视频每帧的编码，并将其传输到存储器。
存储器选择静态随机存取存储器。静态随机存取存储器是一种能够直接与用户计算机进行数据交换的存储器，可实现用户对动态环境视频的实时调用，并拥有视频修改功能。静态随机存取存储器先为动态环境视频编制地址，并将其保存到相应的管脚中。静态随机存取存储器经由管脚将携带地址的动态环境视频传给总线，以完成静态随机存取存储器对动态环境视频的读取。静态随机存取存储器对动态环境视频修改工作的流程为：先选取要进行修改的动态环境视频编码的地址，利用总线传输将修改指令传送到该地址，随后修正视频编码并存储。用户需要通过设备接口同计算机连接，获取静态随机存取存储器中的动态环境视频。图3为设备接口与用户计算机的连接示意图。
由图3可知，基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统为用户提供了4种不同的计算机接口，可满足不同操作系统计算机的同时接入。设备接口中的抗干扰装置能够有效避免Web中的电磁波干扰，而复位连接功能则保障了用户计算機的安全性。用户经由设备接口连接用户计算机，实现了用户对存储器中动态环境下视频兴趣区的自动获取。
1.3 系统后台Web服务端设计
系统后台Web服务端对自动捕获模块获取的视频信息进行自主交互，完成视频信息的存储、处理和系统资源的管理，其结构如图4所示。
图4描述的后台Web服务端由视频分割模块、视频跟踪模块、数据库和资源库构成。后台Web服务端是用户接口设备的 “管理者”，其主要进行基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的视频资源控制工作。后台Web服务端的工作内容均受用户个性化支配。视频分割模块对动态环境下的视频资源进行利用与分割，视频跟踪模块则进行动态环境视频的循环跟踪（包括快进、快退等操作）。数据库存储自动捕获模块获取的视频信息，并为用户提供了初始动态环境视频、动态环境下视频兴趣区图片以及用户自主交互的存储空间。资源库则提供了用户上传文件的存储和调用功能，并对总体视频兴趣区捕获系统的资源进行统一管理，防止网络病毒的入侵。
2 系统软件设计
2.1 动态环境下视频兴趣区的自动捕获的目标函数建立
基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统对视频兴趣区的自动捕获方法主要有两种，分别是帧间差分法和背景差分法。
帧间差分法的算法简单，在动态环境下的分辨率较好。但该方法对在动态环境下的自动捕获局限性较大，常常捕捉不到物体。为此，基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统利用背景差分法弥补帧间差分法的不足，同时也提供了算法编辑接口，用户可根据自身需求添加视频兴趣区自动捕获的目标函数。
帧间差分法经由动态环境下视频兴趣区中相接帧的灰度差，建立自身的目标函数，如下：
（1）
（2）
式中：代表视频兴趣区中后帧灰度；代表视频兴趣区中前帧灰度；代表视频兴趣区中相接帧的灰度差；为阈值。
背景差分法能够将动态环境下的视频兴趣区完美捕捉，其目标函数如下：
（3）
（4）
式中：代表帧；代表视频兴趣区的背景；是自然数，代表次序。若视频兴趣区的背景的值为0，则代表视频兴趣区正处于静态环境下。
基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的误差为：
（5）
式中：为系统误差；为实验次数；为实验测量样本数；为测量值；为测量平均值。
2.2 动态环境视频读取代码设计
基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统在进行视频兴趣区的自动捕获操作前，应先进行动态环境下的视频读取工作，其读取流程依次为：初始化Web摄像机、视频打开与读取、关闭系统。软件给出的动态环境视频读取过程的代码为：
unfold （Web_Camera， unfold _READ?ONLY）；
%开启Web摄像机，选取只读模式
call（ALU_t?>forward_V.F，DISPLAY_r_ENTRY&r_passageway）；
%选定输入端通信通道
call（ALU_t?>forward_V.F，DISPLAY_g_ENTRY， &g_API）；
%选定动态环境下视频读取模式
call（ALU_t?>forward_V.F，DISPLAY_b_MODULATION， &ALU_b?>modulation）；
%選定动态环境下视频读取类型
call（forward， DISPLAY_b_PARAMETER）；
%进行动态环境下视频读取
for（n=0；nrequest.tally；n++）
{
Framework x123_cache*video_identification cache=&ALU_g?>link[n].video_identification_buffer；
video_identification_ buffer ?>cpi =n；
video_identification_buffer?>entry= x123_buffer_ENTRY_
CATCH；
mistake=call（ALU_r?>forward_V.F， DISPLAY_POLLING_buffer，video_identification_buffer）；
if （mistake<0）
{
pmistake （"POLLING buffer in catch_begin"）；
restore 0；
}
ALU_r?>link[i].long=0；
ALU_r?>link[i].record=position
（0，video_identification_buffer?>long， PROTECT_fetch|PROTECT_W，POSITION_PERSONAL/*POSITION_CURRENCY*/，
ALU_r?>forward_V.F，video_ identification_buffer ?>offset）；
if （（int） ALU_r?>link[i].record ==-1）
{
pmistakeor （"mposition（） in catch_begin"）；
restore 0；
}
ALU_r?>link[i].long=video_identification_buffer?>long；
mistake=call（ALU_r?>forward_V.F，DISPLAY_QBUF， video_identification_buffer）；
if （mistake）
{
pmistakeor （"buffer in catch_begin"）；
restore 0；
%动态环境下视频读取完成并保存
}
}
close （ALU_d?>forward_V.F）； %系统关闭
3 实 验
为验证本文所设计的基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统拥有捕获误差小的优点，进行实验。实验利用相同的Web摄像机，依次进行本文系统对低速动态环境下视频兴趣区的自动捕获，以及本文系统对高速动态环境下视频兴趣区的自动捕获测试。实验捕获到的画面如图5和图6所示。
图5中，实验选定正在行走的某人作为低速动态环境下视频兴趣区的自动捕获对象。图5（a）画面为动态环境视频的目标画面，图5（b）画面为本文系统对该目标画面进行编码后的修正画面，图5（c）为最终的捕获画面。可知，系统能够成功捕获低速实验对象，且画面中低速实验对象的面部轮廓和身形较为清晰。
由图6可知，实验捕捉对象为高速行驶中的汽车。图6（a）画面为动态环境视频的初始画面，在图6（c）画面中，系统成功捕获了高速实验对象，画面中的高速实验对象未出现扭曲和缺失现象。
将图5和图6中捕获到的实验画面与实物进行对比。首先测量实物尺寸，再将实验画面中的捕获对象进行等比例放大，利用式（5）计算出本文系统的误差（规定动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的标准误差应不高于4.50%），结果如表1所示。
由表1可知，本文系统的误差远低于标准误差，验证了本文系统拥有捕获误差低的优点。
4 结 论
本文塑造基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统中的视频读取模块从Web摄像头获取基带视频并进行解密工作，解密后的基带视频被存储为VGA格式的动态环境视频，随后将其传输到自动捕获模块。自动捕获模块对动态环境视频进行编程控制和实时存储操作，并为用户计算机提供设备接口，以实现用户对动态环境下视频兴趣区的自动捕获。系统后台Web服务端对自动捕获模块获取的视频信息进行自主交互，完成视频信息的存储、处理和系统资源的管理。软件给出了动态环境下视频兴趣区的自动捕获目标函数，以及动态环境视频的读取语言。实验结果表明，所设计的系统拥有捕获误差低的优点。
参考文献
[1] 袁社锋，李俊霞.动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统研究[J].现代电子技术，2015，38（22）：115?117.
[2] 马思硕.兴趣区域视频编码在视频会议系统中的应用[J].电力信息与通信技术，2015，13（6）：65?69.
[3] 肖志涛，王红，张芳，等.复杂自然环境下感兴趣区域检测[J].中国图象图形学报，2015，20（5）：625?632.
[4] 李德仁，刘立坤，邵振峰.集成倾斜航空摄影测量和地面移动测量技术的城市环境监测[J].武汉大学学报（信息科学版），2015，40（4）：427?435.
[5] 孟繁静，王连明.视频人脸识别系统中的最佳人脸捕获[J].东北师大学报（自然科学版），2015，47（3）：90?95.
[6] 李志军，陈雪，李志刚，等.基于梯度投影的视频跟踪算法[J].吉林大学学报（信息科学版），2014，32（5）：458?464.
[7] 庞飞龙，章明朝，周跃，等.高精度Camera Link相机视频采集处理系统的设计[J].半导体光电，2015，36（2）：314?318.
[8] 马建威，陈洪辉.军事信息精准服务过程中信息特征捕获方法[J].指挥信息系统与技术，2015，6（3）：24?30.
[9] 何剑锋，罗敏，何月顺，等.一种基于ARM?Linux的Web远程放射源实时视频监控系统[J].中国测试，2014，40（5）：100?103.
摘 要： 传统视频捕获系统无法解决动态环境下视频区的图像大幅度波动问题，捕获的视频兴趣区误差较高。因此，设计基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统中的视频读取模块从Web摄像头获取基带视频并进行解密工作，解密后的基带视频被存储为VGA格式的动态环境视频，随后将其传输到自动捕获模块。自动捕获模块对动态环境视频进行编程控制和实时存储操作，并为用户计算机提供设备接口，以实现用户对动态环境下视频兴趣区的自动捕获。系统后台Web服务端对自动捕获模块获取的视频信息进行自主交互，完成视频信息的存储、处理和系统资源的管理。软件给出了动态环境下视频兴趣区的自动捕获目标函数，以及动态环境视频的读取语言。实验结果表明，所设计的系统拥有捕获误差低的优点。
关键词： Web； 动态环境下视频兴趣区； 自动捕获； VGA格式
中图分类号： TN948.4?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）08?0090?04
Design of Web?based automatic capture system in video interest area
in dynamic environment
FENG Mei1， HE Qiang2
（1. Engineering Training Center， Chengdu Aeronautic Polytechnic， Chengdu 610100， China；
2. College of Information Science & Technology， Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， China）
Abstract： The traditional video capture system cannot solve the problem of large image fluctuation in the video area in dynamic environment， and its video capture interest area error is high. Therefore， a Web?based automatic capture system in video interest area in the dynamic environment was designed. The video read module in the system obtains baseband video from Web camera and executes the decryption work. The decrypted baseband video is stored as VGA format video of the dynamic environment， which is then transmitted to automatic capture module. The automatic video capture module performs programming control and real?time storage operation of dynamic environment video， and provides the device interface for user's computer to realize the user′s automatic capture in video interest areas in dynamic environment. The autonomous interaction of video information acquired by the automatic capture module is conducted in the system backstage Web service end to independently complete the video information storage， processing and management of system resources. The automatic capture objective function in video interest areas in dynamic environment and the video read language the dynamic condition are given. The experimental result shows that the designed system has the advantage of low capture error.
Keywords： Web； video interest area in dynamic environment； automatic capture； VGA format
0 引 言
随着电子科技与Web通信的逐渐融合，动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统在军事、工业、科研等领域已得到广泛应用，并开始向着网络化和自动化的方向发展[1?4]。动态环境下视频兴趣区的图像变动性较大，使得传统动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统无法对其进行有效捕获，捕获误差较高。因此，构建出一个捕获误差低的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，在各领域中均有重要的应用价值[5]。
以往研究的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统均存在一定的问题，如文献[6]提出基于视频采集卡的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统将视频采集卡所获取到的动态环境视频直接传输到计算机中进行处理和捕获，其捕获效率虽高，但整个系统的故障发生率也很高，后期维护成本较大。文献[7]提出基于复杂可编程逻辑器件的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统能够在完全脱离计算机的控制的状态下，进行动态环境下视频兴趣区的捕获，其拥有携带方便和后期维护成本小的优点。但在该系统中，用户无法进行个性化捕获定制，导致系统的捕获自动化程度不高。文献[8]提出基于模拟图像的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统将用户所需的动态环境下视频兴趣区转换成编码，经由对编码格式进行转换操作，进而生成视频画面的模拟图像。该系统的工作效率较低，捕获误差偏高。文献[9]提出基于嵌入式装置的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统利用32 位微处理器的嵌入式装置控制动态环境视频兴趣区的捕获工作，其捕获效率和自动化水平均较高，但网络化水平偏低，导致整个系统的捕获误差较大。
为了解决以上问题，构建基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统。实验结果表明，所设计的系统拥有捕获误差低的优点。
1 自动捕获系统设计
基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统由视频读取模块、自动捕获模块和后台Web服务端组成。该系统基于Web技术进行动态环境下视频的读取工作，并对所读取的动态环境视频进行编程控制和实时存储，最终实现动态环境下视频兴趣区的自动捕获。
1.1 视频读取模块设计
为了使视频读取模块所读取的动态环境视频画面更为真切，基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统与清晰度较高的Web摄像头相连。视频读取模块由视频解密芯片、视频扫射器和CPU组成，见图1。
由图1可知，视频读取模块中的视频解密芯片可以从Web摄像头获取到基带视频，视频解密芯片将基带视频进行解密操作，解密后的基带视频会被存储为动态环境视频的标准格式，并传输到视频扫射器。
视频扫射器可以实现动态环境视频的格式变更，即将动态环境视频的标准格式变更为更易被处理的VGA格式。VGA格式拥有显示效果好和传输速率高等优点，其不提供音频格式的传输接口，增强了基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的实用性和处理效率。CPU为视频解密芯片和视频扫射器提供技术支持，并控制视频读取模块的工作流程，能够及时调整模块工作的错误流程。在视频读取模块结束一周期的读取工作之后，CPU会将模块读取到的最终动态环境视频传输到自动捕获模块
1.2 自动捕获模块设计
自动捕获模块是基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的核心，其可实现动态环境下视频兴趣区的自动捕获。自动捕获模块为用户提供了较多的设备接口，且拥有兴趣图片实时保存功能，并为用户提供多种存储格式。自动捕获模块由控制器、存储器和设备接口组成。图2为自动捕获模块的工作原理图。
由图2可知，自动捕获模块的工作原理为：视频读取模块将其读取到的最终动态环境视频直接传输到自动捕获模块的控制器中，控制器采用可编程控制器。可编程控制器的逻辑结构较比其他控制器来说功能更为完善，且工作效率和组件的灵活性均较高。选取某公司生产的AP100可编程控制器。AP100可编程控制器拥有可靠性高、可应用性强、能耗小和安装方便等优点，其自动化水平较高，适合进行Web控制，且能够兼容较多的外接设备。AP100可编程控制器对动态环境视频的格式、大小等参数进行分析，进而完成对动态环境视频每帧的编码，并将其传输到存储器。
存储器选择静态随机存取存储器。静态随机存取存储器是一种能够直接与用户计算机进行数据交换的存储器，可实现用户对动态环境视频的实时调用，并拥有视频修改功能。静态随机存取存储器先为动态环境视频编制地址，并将其保存到相应的管脚中。静态随机存取存储器经由管脚将携带地址的动态环境视频传给总线，以完成静态随机存取存储器对动态环境视频的读取。静态随机存取存储器对动态环境视频修改工作的流程为：先选取要进行修改的动态环境视频编码的地址，利用总线传输将修改指令传送到该地址，随后修正视频编码并存储。用户需要通过设备接口同计算机连接，获取静态随机存取存储器中的动态环境视频。图3为设备接口与用户计算机的连接示意图。
由图3可知，基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统为用户提供了4种不同的计算机接口，可满足不同操作系统计算机的同时接入。设备接口中的抗干扰装置能够有效避免Web中的电磁波干扰，而复位连接功能则保障了用户计算機的安全性。用户经由设备接口连接用户计算机，实现了用户对存储器中动态环境下视频兴趣区的自动获取。
1.3 系统后台Web服务端设计
系统后台Web服务端对自动捕获模块获取的视频信息进行自主交互，完成视频信息的存储、处理和系统资源的管理，其结构如图4所示。
图4描述的后台Web服务端由视频分割模块、视频跟踪模块、数据库和资源库构成。后台Web服务端是用户接口设备的 “管理者”，其主要进行基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的视频资源控制工作。后台Web服务端的工作内容均受用户个性化支配。视频分割模块对动态环境下的视频资源进行利用与分割，视频跟踪模块则进行动态环境视频的循环跟踪（包括快进、快退等操作）。数据库存储自动捕获模块获取的视频信息，并为用户提供了初始动态环境视频、动态环境下视频兴趣区图片以及用户自主交互的存储空间。资源库则提供了用户上传文件的存储和调用功能，并对总体视频兴趣区捕获系统的资源进行统一管理，防止网络病毒的入侵。
2 系统软件设计
2.1 动态环境下视频兴趣区的自动捕获的目标函数建立
基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统对视频兴趣区的自动捕获方法主要有两种，分别是帧间差分法和背景差分法。
帧间差分法的算法简单，在动态环境下的分辨率较好。但该方法对在动态环境下的自动捕获局限性较大，常常捕捉不到物体。为此，基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统利用背景差分法弥补帧间差分法的不足，同时也提供了算法编辑接口，用户可根据自身需求添加视频兴趣区自动捕获的目标函数。
帧间差分法经由动态环境下视频兴趣区中相接帧的灰度差，建立自身的目标函数，如下：
（1）
（2）
式中：代表视频兴趣区中后帧灰度；代表视频兴趣区中前帧灰度；代表视频兴趣区中相接帧的灰度差；为阈值。
背景差分法能够将动态环境下的视频兴趣区完美捕捉，其目标函数如下：
（3）
（4）
式中：代表帧；代表视频兴趣区的背景；是自然数，代表次序。若视频兴趣区的背景的值为0，则代表视频兴趣区正处于静态环境下。
基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的误差为：
（5）
式中：为系统误差；为实验次数；为实验测量样本数；为测量值；为测量平均值。
2.2 动态环境视频读取代码设计
基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统在进行视频兴趣区的自动捕获操作前，应先进行动态环境下的视频读取工作，其读取流程依次为：初始化Web摄像机、视频打开与读取、关闭系统。软件给出的动态环境视频读取过程的代码为：
unfold （Web_Camera， unfold _READ?ONLY）；
%开启Web摄像机，选取只读模式
call（ALU_t?>forward_V.F，DISPLAY_r_ENTRY&r_passageway）；
%选定输入端通信通道
call（ALU_t?>forward_V.F，DISPLAY_g_ENTRY， &g_API）；
%选定动态环境下视频读取模式
call（ALU_t?>forward_V.F，DISPLAY_b_MODULATION， &ALU_b?>modulation）；
%選定动态环境下视频读取类型
call（forward， DISPLAY_b_PARAMETER）；
%进行动态环境下视频读取
for（n=0；nrequest.tally；n++）
{
Framework x123_cache*video_identification cache=&ALU_g?>link[n].video_identification_buffer；
video_identification_ buffer ?>cpi =n；
video_identification_buffer?>entry= x123_buffer_ENTRY_
CATCH；
mistake=call（ALU_r?>forward_V.F， DISPLAY_POLLING_buffer，video_identification_buffer）；
if （mistake<0）
{
pmistake （"POLLING buffer in catch_begin"）；
restore 0；
}
ALU_r?>link[i].long=0；
ALU_r?>link[i].record=position
（0，video_identification_buffer?>long， PROTECT_fetch|PROTECT_W，POSITION_PERSONAL/*POSITION_CURRENCY*/，
ALU_r?>forward_V.F，video_ identification_buffer ?>offset）；
if （（int） ALU_r?>link[i].record ==-1）
{
pmistakeor （"mposition（） in catch_begin"）；
restore 0；
}
ALU_r?>link[i].long=video_identification_buffer?>long；
mistake=call（ALU_r?>forward_V.F，DISPLAY_QBUF， video_identification_buffer）；
if （mistake）
{
pmistakeor （"buffer in catch_begin"）；
restore 0；
%动态环境下视频读取完成并保存
}
}
close （ALU_d?>forward_V.F）； %系统关闭
3 实 验
为验证本文所设计的基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统拥有捕获误差小的优点，进行实验。实验利用相同的Web摄像机，依次进行本文系统对低速动态环境下视频兴趣区的自动捕获，以及本文系统对高速动态环境下视频兴趣区的自动捕获测试。实验捕获到的画面如图5和图6所示。
图5中，实验选定正在行走的某人作为低速动态环境下视频兴趣区的自动捕获对象。图5（a）画面为动态环境视频的目标画面，图5（b）画面为本文系统对该目标画面进行编码后的修正画面，图5（c）为最终的捕获画面。可知，系统能够成功捕获低速实验对象，且画面中低速实验对象的面部轮廓和身形较为清晰。
由图6可知，实验捕捉对象为高速行驶中的汽车。图6（a）画面为动态环境视频的初始画面，在图6（c）画面中，系统成功捕获了高速实验对象，画面中的高速实验对象未出现扭曲和缺失现象。
将图5和图6中捕获到的实验画面与实物进行对比。首先测量实物尺寸，再将实验画面中的捕获对象进行等比例放大，利用式（5）计算出本文系统的误差（规定动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统的标准误差应不高于4.50%），结果如表1所示。
由表1可知，本文系统的误差远低于标准误差，验证了本文系统拥有捕获误差低的优点。
4 结 论
本文塑造基于Web的动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统，该系统中的视频读取模块从Web摄像头获取基带视频并进行解密工作，解密后的基带视频被存储为VGA格式的动态环境视频，随后将其传输到自动捕获模块。自动捕获模块对动态环境视频进行编程控制和实时存储操作，并为用户计算机提供设备接口，以实现用户对动态环境下视频兴趣区的自动捕获。系统后台Web服务端对自动捕获模块获取的视频信息进行自主交互，完成视频信息的存储、处理和系统资源的管理。软件给出了动态环境下视频兴趣区的自动捕获目标函数，以及动态环境视频的读取语言。实验结果表明，所设计的系统拥有捕获误差低的优点。
参考文献
[1] 袁社锋，李俊霞.动态环境下视频兴趣区的自动捕获系统研究[J].现代电子技术，2015，38（22）：115?117.
[2] 马思硕.兴趣区域视频编码在视频会议系统中的应用[J].电力信息与通信技术，2015，13（6）：65?69.
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