智能化視頻行為分析平臺建設(shè)方案設(shè)計

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(guān)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(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(jīng)出現(xiàn)或?qū)⒁霈F(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)出警報，極

2、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(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(luò)負擔及存儲空間。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

3、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(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?jīng)]有此限制。二在對比上述兩種處理模式的優(yōu)缺點基礎(chǔ)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(jié)構(gòu).1.基于 DSP 嵌入式處理方式系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流傳輸過程監(jiān)控平臺存儲服務(wù)器磁盤陣列前端攝像機第三方報警聯(lián)動視頻分析前端攝像機矩陣切換大屏顯示3.系統(tǒng)詳細說明1)前端攝像機 (模擬或數(shù)字

4、)通過同軸電纜 (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面罩內(nèi) )。.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行上電視墻實時顯示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 接口進行互聯(lián)，使用RAID5 規(guī)范進行有效的數(shù)據(jù)備份和緩存。平臺服務(wù)器同時輸出報警信號給第三方報警服務(wù)系統(tǒng)(聲光報警、

5、短信平臺等 )進行相應(yīng)的聯(lián)動。.4.基于末端計算機處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：.5.系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸流程圖前端攝像頭編碼數(shù)據(jù)交換視頻分析監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)存儲前端攝像頭解碼矩陣切換顯示.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.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(wù)器，視頻分析服務(wù)器集群的數(shù)據(jù)交換。4)前端視頻信號進入視頻分析服務(wù)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(wù)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(wù)器硬件無法進行

6、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(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(zhuǎn)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(luò)連接方式登錄到監(jiān)控平臺進行系統(tǒng)

7、管理。7 系統(tǒng)功能1) 可進行個性化設(shè)置布防類型，所有設(shè)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、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。點擊電子地圖上分布的前端設(shè)備圖標，即可顯示該設(shè)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(zhuǎn)移，停止工作，和圖像質(zhì)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(luò)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

8、)入侵檢測和周界保護，在設(shè)定區(qū)域或周界線內(nèi)，偵測到移動的目標物體會發(fā)出報警，應(yīng)用于小區(qū)圍墻及重.要設(shè)備機房。8)游蕩檢測，目標物體運動的時間超過預(yù)設(shè)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(nèi)被放置或遺棄，物體被推出或扔出防區(qū)都可進行報警。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)值即進行報警。13)人員計數(shù)，可單 /雙方向進行預(yù)設(shè)區(qū)域的人數(shù)

9、及車輛統(tǒng)計。14)人臉撲捉及比對，可在預(yù)設(shè)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(shè)計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行分析，是實現(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

10、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(shè)計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)用的算法進行處理。視頻輸入目標檢測視頻輸出目標跟蹤參數(shù)配置文件多目標跟蹤活動行為分析目標類型報警輸出目標分類.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)一標準，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(yīng)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(yīng)用層結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層設(shè)數(shù)檢聯(lián)電數(shù)統(tǒng)備據(jù)索動子據(jù)一配集回報地庫身

11、置中放警圖檢份和存服服索認監(jiān)儲務(wù)務(wù)證控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。.軟件平臺功能框架結(jié)構(gòu)圖如下：智能視頻分析監(jiān)控平臺實設(shè)報用日時備警戶志監(jiān)管管管管控理理理理錄錄云增修查類實報報報跳管權(quán)日設(shè)用像像臺加改詢型時警警警轉(zhuǎn)理限志備戶設(shè)查設(shè)設(shè)設(shè)設(shè)報查日處到員設(shè)查故操置詢控備備備置警詢志理事設(shè)置詢障作及制信件置日日下息志志載電子地圖.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(chǔ)上進行應(yīng)用層平臺的搭建，應(yīng)用層界面設(shè)計及制作，各個模塊功能的實現(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。初步實現(xiàn)平臺的整體框架，具備演示版功能。時間進度表如下：項目時間/天1234567891011121314151617181920應(yīng)用層界面制作及編程用戶、設(shè)備及日志模塊實現(xiàn)報警管理和實時監(jiān)控模塊實現(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，與硬件的連接調(diào)試，程序的測試及修改。.項目時21222324252627282930313