智能化視頻行為分析平臺(tái)建設(shè)方案設(shè)計(jì)

1、基于智能視頻分析得監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)方案 隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)得提高，城市與城市化進(jìn)程在不斷得發(fā)展，各種社會(huì)矛盾與暴力事件逐漸增多，政府與相關(guān)部分 對(duì)加強(qiáng)城市各地聯(lián)網(wǎng)型監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越重視，當(dāng)前城市與小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)使用監(jiān)控錄像存儲(chǔ)，事件發(fā)生后調(diào)取查 閱得方式，這種方式在一定程度上滿足了社會(huì)得需求，但就是無(wú)法避免事態(tài)趨于惡化，在此背景下，具有智能視頻 行為分析得監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)就顯得尤為重要。 智能視頻技術(shù)讓安全警衛(wèi)部門能通過(guò)攝像機(jī)實(shí)時(shí)自動(dòng) “發(fā)現(xiàn)警情 ”并主動(dòng) “分析”視野中得監(jiān)視目標(biāo)，同時(shí)判斷出這 些被監(jiān)視目標(biāo)得行為就是否存在安全威脅， 對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)或?qū)⒁霈F(xiàn)得安全威脅， 及時(shí)向安全防衛(wèi)人員通過(guò)文字信息、 聲音

2、、快照等發(fā)出警報(bào)，極大地避免工作人員因倦怠、脫崗等因素造成情況誤報(bào)與不報(bào)，切實(shí)提高監(jiān)控區(qū)域得安全 防范能力。 現(xiàn)有各大監(jiān)控系統(tǒng)廠商與信息化科技公司都研發(fā)出大量得智能視頻分析軟件， 可以分為兩大類， 基于嵌入式 DSP 智能分析系統(tǒng)與基于計(jì)算機(jī)末端處理得智能分析系統(tǒng)。 一基于嵌入式 DSP 得處理優(yōu)點(diǎn) 1、DSP 方式可以使得視覺(jué)分析技術(shù)采用分布式得架構(gòu)方式。在此方式下，視覺(jué)分析單元一般位于視覺(jué)采集設(shè) 備附近（攝像機(jī)或編碼器） ，這樣，可以有選擇得設(shè)置系統(tǒng)，讓系統(tǒng)只有當(dāng)報(bào)警發(fā)生得時(shí)候才傳輸視覺(jué)到控制中心 或存儲(chǔ)中心，相對(duì)于計(jì)算機(jī)末端處理方式，大大節(jié)省得網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)及存儲(chǔ)空間。 2、DSP 方式下視覺(jué)

3、分析單元一般位于視覺(jué)采集設(shè)備附近（攝像機(jī)或編碼器） ，此方式可以使得視覺(jué)分析單元 直接對(duì)原始或最接近原始得圖象進(jìn)行分析，而后端計(jì)算機(jī)方式，計(jì)算機(jī)器得到得圖象經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼傳輸后已經(jīng)丟失 了部分信息，因此精確度難免下降。 3、視覺(jué)分析就是復(fù)雜得過(guò)程，需要占用大量得系統(tǒng)計(jì)算資源，因此計(jì)算機(jī)方式可以同時(shí)進(jìn)行分析得視覺(jué)路數(shù) 非常有限，而 DSP 方式?jīng)]有此限制。 二在對(duì)比上述兩種處理模式得優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，提出基于DSP 嵌入式處理與末端計(jì)算機(jī)處理兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、 1、基于 DSP 嵌入式處理方式系統(tǒng)架構(gòu)圖如下： :枷呦.5)4rKl-k IIIIIHi lhl|Hl| * i ZWi+H 蝕|!11曲|則|

4、啊 比砧機(jī) 網(wǎng)絡(luò)般坨ife怙輸 光紆低嵋1 | WH，說(shuō):詡皆 2系統(tǒng)數(shù)據(jù)流傳輸過(guò)程 榭$分*h對(duì)I 汕.悚分和I曲塊 弟一力扭整服獰 A jt -ii- d KS ?2 討仆I劇冷叫 RS,輻 scsi re I丨巾.堆 矩陣切換大屏顯示 3、系統(tǒng)詳細(xì)說(shuō)明 1）前端攝像機(jī)（模擬或數(shù)字）通過(guò)同軸電纜（BNC接口）、網(wǎng)絡(luò)雙絞線（RJ45）或者光纖傳輸（SCSTFC接口）至監(jiān)控 中心視頻分析模塊（根據(jù)工程需要可將視頻分析模塊安裝于前端攝像機(jī)面罩內(nèi)）。 2）視頻分析模塊提供數(shù)字與模擬輸入輸出接口。 3）視頻分析模塊將分析報(bào)警數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心軟件平臺(tái)，同時(shí)輸出模擬信號(hào)至矩陣，矩陣鍵盤通過(guò) R

5、S-485接口控制矩陣輸入信號(hào)選擇性進(jìn)行上電視墻實(shí)時(shí)顯示 4）監(jiān)控平臺(tái)服務(wù)器在接收到前端數(shù)據(jù)后存儲(chǔ)到本地存儲(chǔ)服務(wù)器或外部磁盤陣列，磁盤陣列間通過(guò) SCSI 接口進(jìn) 行互聯(lián)，使用 RAID5 規(guī)范進(jìn)行有效得數(shù)據(jù)備份與緩存。平臺(tái)服務(wù)器同時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)給第三方報(bào)警服務(wù)系統(tǒng) （聲光 報(bào)警、短信平臺(tái)等 ）進(jìn)行相應(yīng)得聯(lián)動(dòng)。 4、基于末端計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下： 按入空檢機(jī) 卜【軸出堆傳輸 祝綸線IM傳輸IOOM 悴制桝侑頻鄭猶人朋品.小 %山垠輕膽務(wù) 吆茫代軸JOOg RS-232 KS*4N5 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(xì)說(shuō)明： 1）前端不同類型得攝像機(jī)接

6、入編碼設(shè)備，編碼輸出網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)傳輸至匯聚層交換機(jī)、 2）匯聚交換機(jī)與監(jiān)控中心核心交換機(jī)連接根據(jù)距離遠(yuǎn)近可選擇單模、多模或雙絞線進(jìn)行傳輸。 3）核心交換機(jī)承載前端所有視頻信號(hào)與監(jiān)控平臺(tái)、存儲(chǔ)服務(wù)器，視頻分析服務(wù)器集群得數(shù)據(jù)交換。 4）前端視頻信號(hào)進(jìn)入視頻分析服務(wù)器進(jìn)行視頻圖像分析，將分析得報(bào)警數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)服務(wù)器，監(jiān)控平臺(tái) 可進(jìn)行數(shù)據(jù)得查詢與確認(rèn)，修改等。 5）由于視頻分析服務(wù)器硬件無(wú)法進(jìn)行前端大量視頻分析，故采用集群方式實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)得分析任務(wù)。在軟件測(cè) 試階段可調(diào)試分析出每臺(tái)服務(wù)器承載得最大視頻分析路數(shù)。 （一臺(tái)服務(wù)器能搭載得視頻處理路數(shù)根據(jù)服務(wù)器性能、 頻圖像格式與網(wǎng)絡(luò)帶寬得差異而不同

7、 ）。 6）監(jiān)控平臺(tái)提供RS-232或I/O開(kāi)關(guān)量等多種方式輸出報(bào)警聯(lián)動(dòng)信號(hào)給第三方報(bào)警平臺(tái)。 7）核心交換機(jī)輸出數(shù)字視頻信號(hào)至多臺(tái)解碼器，解碼器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸送至視頻矩陣進(jìn)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(duì)多路輸入信號(hào)進(jìn)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(guò) ADSL 或其它網(wǎng)絡(luò)連接方式登錄到監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)管理。 7 系統(tǒng)功能 1）可進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置布防類型，所有設(shè)置能即時(shí)更改。 2）實(shí)時(shí)視頻顯示，可實(shí)時(shí)顯示 1-16 路得視頻圖像，定時(shí)錄像及報(bào)警觸發(fā)錄像等功能。 3）PTZ 控制，通過(guò)對(duì)前端云臺(tái)與鏡頭

8、得控制，改變攝像機(jī)得方位、俯仰角度與焦距等。 4）電子地圖顯示，電子地圖中包括了監(jiān)控場(chǎng)景名稱與該場(chǎng)景中得攝像設(shè)備。點(diǎn)擊電子地圖上分布得前端設(shè)備 圖標(biāo)，即可顯示該設(shè)備得實(shí)時(shí)視頻。 5）攝像機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可在地圖上監(jiān)控?cái)z像機(jī)工作狀態(tài)，對(duì)失去信號(hào)，位置轉(zhuǎn)移，停止工作，與圖像質(zhì)量 變差發(fā)出報(bào)警。 6）系統(tǒng)可支持視頻圖像本地 SD 卡存儲(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)或線纜損壞得情況下存儲(chǔ)視頻信號(hào)， 用以進(jìn)行事后取證分析， 保證視頻圖像得完整性。 7）入侵檢測(cè)與周界保護(hù)，在設(shè)定區(qū)域或周界線內(nèi)，偵測(cè)到移動(dòng)得目標(biāo)物體會(huì)發(fā)出報(bào)警，應(yīng)用于小區(qū)圍墻及重 要設(shè)備機(jī)房。 8）游蕩檢測(cè)，目標(biāo)物體運(yùn)動(dòng)得時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)會(huì)偵測(cè)出并發(fā)出

9、報(bào)警，人員被指定為游蕩得時(shí)間均 可自由設(shè)定。 9）滑到偵測(cè)，區(qū)域內(nèi)人員滑到或跌倒發(fā)出報(bào)警。 10）遺留物偵測(cè)，對(duì)遺棄物進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè) 當(dāng)物品（包裹、碎塊、行李等）在某個(gè)防區(qū)內(nèi)被放置或遺棄，物 體被推出或扔出防區(qū)都可進(jìn)行報(bào)警。可應(yīng)用于小區(qū)內(nèi)重要設(shè)備，公共設(shè)施得監(jiān)控。 11）奔跑偵測(cè)，偵測(cè)到移動(dòng)物體得速度超過(guò)預(yù)定值發(fā)出報(bào)警。 12）擁擠偵測(cè)，用于監(jiān)控預(yù)設(shè)區(qū)域得人流級(jí)車流，超過(guò)預(yù)設(shè)值即進(jìn)行報(bào)警。 13）人員計(jì)數(shù)，可單 /雙方向進(jìn)行預(yù)設(shè)區(qū)域得人數(shù)及車輛統(tǒng)計(jì)。 14）人臉撲捉及比對(duì)，可在預(yù)設(shè)區(qū)域撲捉人臉部信息，與后臺(tái)信息進(jìn)行比對(duì)，可用于暴力事件事后取證。 15）在發(fā)生報(bào)警時(shí)，同時(shí)記錄事件發(fā)生前后一段時(shí)間得

10、錄像信息，可方便進(jìn)行事件定位。 8、系統(tǒng)支持得圖像格式及幀率 系統(tǒng)支持視頻分析得圖像最小為 CIF 格式， 352*288 像素。 幀率為 25 幀/秒 三智能監(jiān)控軟件平臺(tái)設(shè)計(jì) 1、采用二層軟件層次劃分得體系結(jié)構(gòu)模型，包括數(shù)據(jù)處理層與應(yīng)用層。 1、1數(shù)據(jù)處理層主要對(duì)視頻圖像進(jìn)行分析， 就是實(shí)現(xiàn)智能視頻監(jiān)控得關(guān)鍵組成部分， 下圖為分析單元處理輸 入視頻得過(guò)程圖。視頻分析由目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)分類、活動(dòng)分析、報(bào)警信息輸出等多個(gè)部分組成。當(dāng)前分 析單元需要有高可靠性視頻分析性能，目標(biāo)識(shí)別率高，誤差率小，所以對(duì)算法要求比較高，本次軟件設(shè)計(jì)方案不考 慮視頻分析算法，可采用比較成熟，經(jīng)過(guò)大規(guī)模應(yīng)用得算

11、法進(jìn)行處理。 1、2應(yīng)用層為系統(tǒng)整體管理、配置、檢索所有設(shè)備提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，平臺(tái)提供得工具可以自定義、自創(chuàng)建、自組 合很多特定業(yè)務(wù)相關(guān)得業(yè)務(wù)功能與流程。平臺(tái)提供得所有功能都通過(guò)WebService得國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提供對(duì)外接口，這可以 在異種操作系統(tǒng)、異種語(yǔ)言之間進(jìn)行交互。應(yīng)用層通過(guò)XML與數(shù)據(jù)處理層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如下圖為應(yīng)用層結(jié)構(gòu)： 應(yīng)用層 2、軟件平臺(tái)功能模塊 考慮到系統(tǒng)得靈活性，穩(wěn)定性: 作為后臺(tái)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。 軟件平臺(tái)功能框架結(jié)構(gòu)圖如下: 設(shè)備配置與兇 數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ) 聯(lián)動(dòng)報(bào)警服務(wù) 損 右 檢索回放服玄口 平 統(tǒng)米用 電子地圖 亍開(kāi)發(fā)，使用SQL SERVER 2005 智能視頻分析監(jiān)控平臺(tái) 3、軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)計(jì)劃 第一階段 由于智能視頻分析軟件就是基于第三方算法而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用層平臺(tái)得搭建, 應(yīng)用層界面設(shè)計(jì)及制作，各個(gè)模