智能化視頻行為分析平臺建設方案設計

1、基于智能視頻分析的監(jiān)控平臺建設方案隨著國家經濟的提高，城市和城市化進程在不斷的發(fā)展，各種社會矛盾和暴力事件逐漸增多，政府和相關部分 對加強城市各地聯(lián)網(wǎng)型監(jiān)控系統(tǒng)越來越重視，當前城市和小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)建設使用監(jiān)控錄像存儲，事件發(fā)生后調取查 閱的方式，這種方式在一定程度上滿足了社會的需求，但是無法避免事態(tài)趨于惡化，在此背景下，具有智能視頻行 為分析的監(jiān)控平臺建設就顯得尤為重要。智能視頻技術讓安全警衛(wèi)部門能通過攝像機實時自動 “發(fā)現(xiàn)警情 ”并主動 “分析”視野中的監(jiān)視目標，同時判斷出這 些被監(jiān)視目標的行為是否存在安全威脅，對已經出現(xiàn)或將要出現(xiàn)的安全威脅，及時向安全防衛(wèi)人員通過文字信息、 聲音、快照等發(fā)出

2、警報，極大地避免工作人員因倦怠、脫崗等因素造成情況誤報和不報，切實提高監(jiān)控區(qū)域的安全 防范能力。現(xiàn)有各大監(jiān)控系統(tǒng)廠商和信息化科技公司都研發(fā)出大量的智能視頻分析軟件， 可以分為兩大類， 基于嵌入式 DSP 智能分析系統(tǒng)和基于計算機末端處理的智能分析系統(tǒng)。一基于嵌入式 DSP 的處理優(yōu)點1、DSP 方式可以使得視覺分析技術采用分布式的架構方式。在此方式下，視覺分析單元一般位于視覺采集設 備附近（攝像機或編碼器） ，這樣，可以有選擇的設置系統(tǒng)，讓系統(tǒng)只有當報警發(fā)生的時候才傳輸視覺到控制中心 或存儲中心，相對于計算機末端處理方式，大大節(jié)省的網(wǎng)絡負擔及存儲空間。2、DSP 方式下視覺分析單元一般位于視覺

3、采集設備附近（攝像機或編碼器） ，此方式可以使得視覺分析單元 直接對原始或最接近原始的圖象進行分析，而后端計算機方式，計算機器得到的圖象經過網(wǎng)絡編碼傳輸后已經丟失 了部分信息，因此精確度難免下降。3、視覺分析是復雜的過程，需要占用大量的系統(tǒng)計算資源，因此計算機方式可以同時進行分析的視覺路數(shù)非 常有限，而 DSP 方式沒有此限制。二在對比上述兩種處理模式的優(yōu)缺點基礎上，提出基于 DSP 嵌入式處理和末端計算機處理兩種系統(tǒng)結構1基于DSP嵌入式處理方式系統(tǒng)架構圖如下:網(wǎng)糾懼像兒A, nr Mj：I1 5系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸流程圖前端攝像頭前端攝像頭矩陣切換顯示6.系統(tǒng)詳細說明：1）前端不同類型的攝像機接入

4、編碼設備，編碼輸出網(wǎng)絡數(shù)字信號傳輸至匯聚層交換機 .2）匯聚交換機與監(jiān)控中心核心交換機連接根據(jù)距離遠近可選擇單模、多?；螂p絞線進行傳輸。3）核心交換機承載前端所有視頻信號與監(jiān)控平臺、存儲服務器，視頻分析服務器集群的數(shù)據(jù)交換。4）前端視頻信號進入視頻分析服務器進行視頻圖像分析，將分析的報警數(shù)據(jù)存儲于外部存儲服務器，監(jiān)控平臺 可進行數(shù)據(jù)的查詢和確認，修改等。5）由于視頻分析服務器硬件無法進行前端大量視頻分析，故采用集群方式實現(xiàn)整個系統(tǒng)的分析任務。在軟件測 試階段可調試分析出每臺服務器承載的最大視頻分析路數(shù)。 （一臺服務器能搭載的視頻處理路數(shù)根據(jù)服務器性能、 頻圖像格式和網(wǎng)絡帶寬的差異而不同 ）。6

5、）監(jiān)控平臺提供RS-232或I/O開關量等多種方式輸出報警聯(lián)動信號給第三方報警平臺。7）核心交換機輸出數(shù)字視頻信號至多臺解碼器，解碼器將數(shù)字信號轉換為模擬信號輸送至視頻矩陣進行解碼上 墻（電視墻或 LED 拼接屏 ）。8）矩陣鍵盤用于控制視頻矩陣對多路輸入信號進行選擇上墻顯示，矩陣鍵盤采用RS-485 接口與矩陣鏈接9）管理員可通過 ADSL 或其它網(wǎng)絡連接方式登錄到監(jiān)控平臺進行系統(tǒng)管理。7 系統(tǒng)功能1）可進行個性化設置布防類型，所有設置能即時更改。2）實時視頻顯示，可實時顯示 1-16 路的視頻圖像，定時錄像及報警觸發(fā)錄像等功能。3）PTZ 控制，通過對前端云臺和鏡頭的控制，改變攝像機的方位

6、、俯仰角度和焦距等。4）電子地圖顯示，電子地圖中包括了監(jiān)控場景名稱和該場景中的攝像設備。點擊電子地圖上分布的前端設備 圖標，即可顯示該設備的實時視頻。5）攝像機狀態(tài)監(jiān)測，系統(tǒng)可在地圖上監(jiān)控攝像機工作狀態(tài)，對失去信號，位置轉移，停止工作，和圖像質量 變差發(fā)出報警。6）系統(tǒng)可支持視頻圖像本地 SD 卡存儲，在網(wǎng)絡或線纜損壞的情況下存儲視頻信號， 用以進行事后取證分析， 保證視頻圖像的完整性。7）入侵檢測和周界保護，在設定區(qū)域或周界線內，偵測到移動的目標物體會發(fā)出報警，應用于小區(qū)圍墻及重要設備機房。8）游蕩檢測，目標物體運動的時間超過預設時間時，系統(tǒng)會偵測出并發(fā)出報警，人員被指定為游蕩的時間均 可自

7、由設定。9）滑到偵測，區(qū)域內人員滑到或跌倒發(fā)出報警。10）遺留物偵測，對遺棄物進行自動檢測 當物品（包裹、碎塊、行李等）在某個防區(qū)內被放置或遺棄，物 體被推出或扔出防區(qū)都可進行報警?？蓱糜谛^(qū)內重要設備，公共設施的監(jiān)控。11）奔跑偵測，偵測到移動物體的速度超過預定值發(fā)出報警。12）擁擠偵測，用于監(jiān)控預設區(qū)域的人流級車流，超過預設值即進行報警。13）人員計數(shù)，可單 /雙方向進行預設區(qū)域的人數(shù)及車輛統(tǒng)計。14）人臉撲捉及比對，可在預設區(qū)域撲捉人臉部信息，與后臺信息進行比對，可用于暴力事件事后取證。15）在發(fā)生報警時，同時記錄事件發(fā)生前后一段時間的錄像信息，可方便進行事件定位。8.系統(tǒng)支持的圖像格

8、式及幀率系統(tǒng)支持視頻分析的圖像最小為 CIF 格式， 352*288 像素。幀率為25幀/秒三.智能監(jiān)控軟件平臺設計1采用二層軟件層次劃分的體系結構模型，包括數(shù)據(jù)處理層和應用層。1.1數(shù)據(jù)處理層主要對視頻圖像進行分析，是實現(xiàn)智能視頻監(jiān)控的關鍵組成部分，下圖為分析單元處理輸入 視頻的過程圖。視頻分析由目標檢測、目標跟蹤、目標分類、活動分析、報警信息輸出等多個部分組成。當前分析 單元需要有高可靠性視頻分析性能，目標識別率高，誤差率小，所以對算法要求比較高，本次軟件設計方案不考慮 視頻分析算法，可采用比較成熟，經過大規(guī)模應用的算法進行處理。1.2應用層為系統(tǒng)整體管理、配置、檢索所有設備提供統(tǒng)一標準，

9、平臺提供的工具可以自定義、自創(chuàng)建、自組合很多特定業(yè)務相關的業(yè)務功能和流程。 平臺提供的所有功能都通過 WebService的國際標準提供對外接口，這可以在 異種操作系統(tǒng)、異種語言之間進行交互。應用層通過 XML與數(shù)據(jù)處理層進行數(shù)據(jù)通信。如下圖為應用層結構:2.軟件平臺功能模塊考慮到系統(tǒng)的靈活性，穩(wěn)定性及易于與第三方平臺對接， 系統(tǒng)采用.NET平臺進行開發(fā)，使用SQL SERVER 2005 作為后臺管理數(shù)據(jù)庫智能視頻分析監(jiān)控平臺軟件平臺功能框架結構圖如下:日志管理*報警管理t設備管理實時監(jiān)控T用戶操作日志設備故障日志日志查詢丫權限設置1管理員設置跳轉到事件土報警處理+報警日志上報警查詢TT實時報警信息t類型設置*查詢設備T修改設備*增加設備云臺控制錄像查詢錄像設置電子地圖3軟件平臺開發(fā)計劃第一階段 由于智能視頻分析軟件是基于第三方算法而進行數(shù)據(jù)處理，在此基礎上進行應用層平臺的搭建，應用層界面設計及制作，各個模塊功能的實現(xiàn)。分析數(shù)據(jù)關系，搭建Sql Server數(shù)據(jù)庫，編寫相應的存儲過程。初步實現(xiàn)平臺的整體框架，具備演示版功能。時間進度表如下：第二階段 在平臺框架基礎上實現(xiàn)各個模塊功能及數(shù)據(jù)通信，智能分析算法所輸出的信息整合，