智能化視頻行為分析平臺建設(shè)方案設(shè)計(jì)

1、基于智能視頻分析的監(jiān)控平臺建設(shè)方案隨著國家經(jīng)濟(jì)的提高，城市和城市化進(jìn)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(guān)部分對加強(qiáng)城市各地聯(lián)網(wǎng)型監(jiān)控系統(tǒng)越來越重視，當(dāng)前城市和小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)使用監(jiān)控錄像存儲，事件發(fā)生后調(diào)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(shè)就顯得尤為重要。智能視頻技術(shù)讓安全警衛(wèi)部門能通過攝像機(jī)實(shí)時(shí)自動“發(fā)現(xiàn)警情”并主動“分析”視野中的監(jiān)視目標(biāo)，同時(shí)判斷出這些被監(jiān)視目標(biāo)的行為是否存在安全威脅，對已經(jīng)出現(xiàn)或?qū)⒁霈F(xiàn)的安全威脅，及時(shí)向安全防衛(wèi)人員通過文字信息、聲音、快照等發(fā)出警報(bào)，極大地避免

2、工作人員因倦怠、脫崗等因素造成情況誤報(bào)和不報(bào)，切實(shí)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(jì)算機(jī)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(diǎn)推薦精選1、DSP方式可以使得視覺分析技術(shù)采用分布式的架構(gòu)方式。在此方式下，視覺分析單元一般位于視覺采集設(shè)備附近（攝像機(jī)或編碼器），這樣，可以有選擇的設(shè)置系統(tǒng)，讓系統(tǒng)只有當(dāng)報(bào)警發(fā)生的時(shí)候才傳輸視覺到控制中心或存儲中心，相對于計(jì)算機(jī)末端處理方式，大大節(jié)省的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)及存儲空間。2、DSP方式下視覺分析單元一般位于視覺采集設(shè)備附近（攝像機(jī)或編碼器），

3、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(jìn)行分析，而后端計(jì)算機(jī)方式，計(jì)算機(jī)器得到的圖象經(jīng)過網(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、視覺分析是復(fù)雜的過程，需要占用大量的系統(tǒng)計(jì)算資源，因此計(jì)算機(jī)方式可以同時(shí)進(jìn)行分析的視覺路數(shù)非常有限，而DSP方式?jīng)]有此限制。二在對比上述兩種處理模式的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，提出基于DSP嵌入式處理和末端計(jì)算機(jī)處理兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu).推薦精選1.基于DSP嵌入式處理方式系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：推薦精選2系統(tǒng)數(shù)據(jù)流傳輸過程視頻分析前端攝像機(jī)前端攝像機(jī)矩陣切換大屏顯示監(jiān)控平臺存儲服務(wù)器磁盤陣列第三方報(bào)警聯(lián)動3.系統(tǒng)詳細(xì)說明 1)前端攝像機(jī)(模擬或數(shù)字)通過同軸電

4、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))。推薦精選 2)視頻分析模塊提供數(shù)字和模擬輸入輸出接口。 3)視頻分析模塊將分析報(bào)警數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心軟件平臺，同時(shí)輸出模擬信號至矩陣，矩陣鍵盤通過RS-485接口控制矩陣輸入信號選擇性進(jìn)行上電視墻實(shí)時(shí)顯示4)監(jiān)控平臺服務(wù)器在接收到前端數(shù)據(jù)后存儲到本地存儲服務(wù)器或外部磁盤陣列，磁盤陣列間通過SCSI接口進(jìn)行互聯(lián)，使用RAID5規(guī)范進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)備份和緩存。平臺服務(wù)器同時(shí)輸出報(bào)警信號給第三方報(bào)警服務(wù)系統(tǒng)(聲光報(bào)警、短信平臺等)進(jìn)行相應(yīng)的聯(lián)動。

5、 推薦精選4.基于末端計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：推薦精選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視頻分析數(shù)據(jù)交換編碼解碼數(shù)據(jù)存儲監(jiān)控平臺6.系統(tǒng)詳細(xì)說明：推薦精選1)前端不同類型的攝像機(jī)接入編碼設(shè)備，編碼輸出網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號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?；螂p絞線進(jìn)行傳輸。3)核心交換機(jī)承載前端所有視頻信號與監(jiān)控平臺、存儲服務(wù)器，視頻分析服務(wù)器集群的數(shù)據(jù)交換。4)前端視頻信號進(jìn)入視頻分析服務(wù)器進(jìn)行視頻圖像分析，將分析的報(bào)警數(shù)據(jù)存儲于外部存儲服務(wù)器，監(jiān)控平臺可進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢和確認(rèn)，修改等。5)由于視頻分析服務(wù)器硬件無法進(jìn)行前端大量視

6、頻分析，故采用集群方式實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的分析任務(wù)。在軟件測試階段可調(diào)試分析出每臺服務(wù)器承載的最大視頻分析路數(shù)。(一臺服務(wù)器能搭載的視頻處理路數(shù)根據(jù)服務(wù)器性能、視頻圖像格式和網(wǎng)絡(luò)帶寬的差異而不同)。6)監(jiān)控平臺提供RS-232或I/0開關(guān)量等多種方式輸出報(bào)警聯(lián)動信號給第三方報(bào)警平臺。7)核心交換機(jī)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(zhuǎn)換為模擬信號輸送至視頻矩陣進(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多路輸入信號進(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ADSL或其它網(wǎng)絡(luò)連接方式登錄到監(jiān)控平臺進(jìn)行系統(tǒng)管理。推薦精選7系統(tǒng)功能1) 可

7、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路的視頻圖像，定時(shí)錄像及報(bào)警觸發(fā)錄像等功能。3)PTZ控制，通過對前端云臺和鏡頭的控制，改變攝像機(jī)的方位、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(shè)備。點(diǎn)擊電子地圖上分布的前端設(shè)備圖標(biāo)，即可顯示該設(shè)備的實(shí)時(shí)視頻。5)攝像機(jī)狀態(tài)監(jiān)測，系統(tǒng)可在地圖上監(jiān)控?cái)z像機(jī)工作狀態(tài)，對失去信號，位置轉(zhuǎn)移，停止工作，和圖像質(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，在網(wǎng)絡(luò)或線纜損壞的情況下存儲視頻信號，用以進(jìn)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(hù)，在設(shè)定區(qū)域或

8、周界線內(nèi)，偵測到移動的目標(biāo)物體會發(fā)出報(bào)警，應(yīng)用于小區(qū)圍墻及重要設(shè)備機(jī)房。推薦精選8)游蕩檢測，目標(biāo)物體運(yùn)動的時(shí)間超過預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)會偵測出并發(fā)出報(bào)警，人員被指定為游蕩的時(shí)間均可自由設(shè)定。9)滑到偵測，區(qū)域內(nèi)人員滑到或跌倒發(fā)出報(bào)警。10)遺留物偵測，對遺棄物進(jìn)行自動檢測當(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)施的監(jiān)控。11)奔跑偵測，偵測到移動物體的速度超過預(yù)定值發(fā)出報(bào)警。12)擁擠偵測，用于監(jiān)控預(yù)設(shè)區(qū)域的人流級車流，超過預(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)域的人數(shù)及車輛統(tǒng)計(jì)。14)人臉撲捉及比對

9、，可在預(yù)設(shè)區(qū)域撲捉人臉部信息，與后臺信息進(jìn)行比對，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)間的錄像信息，可方便進(jìn)行事件定位。8.系統(tǒng)支持的圖像格式及幀率系統(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/秒推薦精選三智能監(jiān)控軟件平臺設(shè)計(jì)1.采用二層軟件層次劃分的體系結(jié)構(gòu)模型，包括數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用層。1.1數(shù)據(jù)處理層主要對視頻圖像進(jìn)行分析，是實(shí)現(xiàn)智能視頻監(jiān)控的關(guān)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(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)分類、活動分析、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)識別率高，誤差

10、率小，所以對算法要求比較高，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)過大規(guī)模應(yīng)用的算法進(jìn)行處理。視頻輸入報(bào)警輸出視頻輸出活動行為分析參數(shù)配置文件目標(biāo)分類多目標(biāo)跟蹤目標(biāo)檢測目標(biāo)跟蹤目標(biāo)類型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)，平臺提供的工具可以自定義、自創(chuàng)建、自組合很多特定業(yè)務(wù)相關(guān)的業(yè)務(wù)功能和流程。平臺提供的所有功能都通過WebService的國際標(biāo)準(zhǔn)提供對外接口，這可以在異種操作系統(tǒng)、異種語言之間進(jìn)行交互推薦精選。應(yīng)用層通過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)用層統(tǒng)一身份認(rèn)證數(shù)據(jù)庫檢索電子地圖設(shè)備配置和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集中存儲檢索回放服務(wù)聯(lián)動報(bào)警服

11、務(wù)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(jìn)行開發(fā)，使用SQL SERVER 2005作為后臺管理數(shù)據(jù)庫。軟件平臺功能框架結(jié)構(gòu)圖如下：推薦精選智能視頻分析監(jiān)控平臺實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備管理報(bào)警管理用戶管理日志管理增加設(shè)備修改設(shè)備查詢設(shè)備類型設(shè)置實(shí)時(shí)報(bào)警信息報(bào)警查詢報(bào)警日志報(bào)警處理管理員設(shè)置權(quán)限設(shè)置日志查詢錄像設(shè)置錄像查詢及下載云臺控制跳轉(zhuǎn)到事件設(shè)備故障日志用戶操作日志電子地圖3.軟件平臺開發(fā)計(jì)劃推薦精選第一階段 由于智能視頻分析軟件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)用層平臺的搭建，應(yīng)用層界面設(shè)計(jì)及制作，各個(gè)模塊功能的實(shí)現(xiàn)。分析數(shù)據(jù)關(guān)系，搭建Sql Server 數(shù)據(jù)庫，編寫相應(yīng)的存儲過程。初步實(shí)現(xiàn)平臺的整體框架，具備演示版功能。時(shí)間進(jìn)度表如下：項(xiàng)目時(shí)間/天1234567891011121314151617181920應(yīng)用層界面制作及編程用戶、設(shè)備及日志模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)警管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫庫表及存儲過程編寫第二階段 在平臺框架基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各個(gè)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，與硬件的連接調(diào)試，程序的測試及修改。項(xiàng)目時(shí)間/天2122232425262728293031323334353637383940推薦精選第三方算法與平臺對接