智能視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)

1、智能視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)北京立天洋網(wǎng)絡(luò)科技2021年7月1 .概述 3立設(shè)計(jì)原那么 33_系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41.2 模塊設(shè)計(jì) 54_系統(tǒng)功能 54.1 視頻診斷功能 54.2 系統(tǒng)應(yīng)用 75系統(tǒng)部署與運(yùn)行 106.系統(tǒng)特點(diǎn) 101 .概述視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)是一種智能化視頻故障分析與預(yù)警系統(tǒng),對視頻圖像出現(xiàn) 的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡、云臺(tái)失控、視頻信號喪失等 常見攝像頭故障、視頻信號干擾、視頻質(zhì)量下降進(jìn)行準(zhǔn)確分析、判斷和報(bào)警.系 統(tǒng)根據(jù)診斷預(yù)案自動(dòng)對攝像頭進(jìn)行檢測,并記錄所有的檢測結(jié)果.用戶可通過 Web網(wǎng)頁對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,接收報(bào)警,處理報(bào)警,查詢歷史信息

2、,并可 根據(jù)攝像頭所在區(qū)域、品牌、故障類型、故障嚴(yán)重程度等不同屬性進(jìn)行多種統(tǒng)計(jì) 分析.利用視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng),用戶能夠有效預(yù)防因視頻采集設(shè)備、 視頻傳輸?shù)拳h(huán) 節(jié)導(dǎo)致的圖像質(zhì)量問題及所帶來的損失,并及時(shí)發(fā)現(xiàn)破壞監(jiān)控系統(tǒng)的不法行為. 在設(shè)備、傳輸發(fā)生問題后,可以迅速進(jìn)行處理,保證監(jiān)控系統(tǒng)有效運(yùn)行.系統(tǒng)亦 有利于幫助用戶快速掌握前端設(shè)備運(yùn)行情況,輕松維護(hù)大型監(jiān)控安防系統(tǒng).2 .設(shè)計(jì)原那么結(jié)合當(dāng)前視頻診斷的技術(shù)開展趨勢和工程實(shí)際需求,提供高性價(jià)比的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案,是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想,也是系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)和追求目標(biāo). 在設(shè)計(jì)中,遵循以下原那么：先進(jìn)性：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,在系統(tǒng)實(shí)用性的前提下,采用領(lǐng)

3、先的視頻圖 像處理算法與數(shù)字通訊技術(shù),保證系統(tǒng)在國內(nèi)的領(lǐng)先地位.系統(tǒng)具有完 備的功能,易于升級擴(kuò)展,具有較長的使用周期,能夠在較長的時(shí)間段 內(nèi)滿足應(yīng)用需求.可行性：系統(tǒng)與用戶以及上級治理部門的需求和治理制度相適應(yīng)；與建 設(shè)規(guī)模方面的實(shí)際情況相吻合.系統(tǒng)具有較高的實(shí)用效能可靠性：系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定、平安可靠地運(yùn)行.在故障發(fā)生時(shí),不影響 其它系統(tǒng)的運(yùn)行.標(biāo)準(zhǔn)性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),所采用的技術(shù)手段遵循業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),特別是提供了 標(biāo)準(zhǔn)接口,使系統(tǒng)具有良好的兼容性,能夠與其它系統(tǒng)連接,同時(shí)可適 應(yīng)今后的升級或擴(kuò)展.可擴(kuò)展性：系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu).如果用戶需要接入更多處理單元,或 者實(shí)現(xiàn)更多功能,可以方便地升級和擴(kuò)展.

4、平安性：具有多級平安級別限制、操作人員權(quán)限限制、數(shù)據(jù)傳輸平安控 制,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平安保證等.經(jīng)濟(jì)性：在保證系統(tǒng)功能完善、先進(jìn)、可靠的根底上,盡量降低系統(tǒng)建 設(shè)本錢.易用性原那么：系統(tǒng)功能強(qiáng)大,界面友好,軟件設(shè)計(jì)人性化,易于被普通 用戶掌握、操作和使用.開放性：為了保證系統(tǒng)的擴(kuò)展和與不同廠商設(shè)備、系統(tǒng)的互聯(lián),系統(tǒng)提 供第三方接口.自主知識產(chǎn)權(quán)：系統(tǒng)擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán),可根據(jù)用戶需求進(jìn)行定制 開發(fā)和升級換代,滿足用戶業(yè)務(wù)持續(xù)增長時(shí)的需求.3 .系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu).從監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)獲取視頻信號支持模擬視頻信號/DVR流媒體等數(shù)字視頻信號后,系統(tǒng)利用視頻診斷效勞器完成視頻

5、診斷功能,利用Web效勞器完成用戶交互,利用數(shù)據(jù)庫效勞器存儲(chǔ)診斷結(jié)果和系統(tǒng)配置.依據(jù)用 戶網(wǎng)絡(luò)狀況和部署規(guī)模、需求,上述各個(gè)效勞可以采用一臺(tái)或多臺(tái)效勞器實(shí)現(xiàn), 可以集中部署在監(jiān)控中央,或分布在各個(gè)分中央.視頻診斷效勞器使用視頻采集卡接入模擬視頻信號,使用互聯(lián)網(wǎng)接入數(shù)字視 頻信號.視頻診斷效勞器將診斷結(jié)果通過 WebK務(wù)器發(fā)送給用戶,并在數(shù)據(jù)庫服 務(wù)器中記錄有關(guān)信息.用戶可以通過 WebM面監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài),進(jìn)行信息查詢、 統(tǒng) 計(jì),設(shè)置診斷預(yù)案,維護(hù)設(shè)備信息,進(jìn)行系統(tǒng)治理等各種操作.3.2 模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊框圖系統(tǒng)采用高度模塊化設(shè)計(jì),對視頻質(zhì)量診斷分析過程、業(yè)務(wù)處理應(yīng)用和系統(tǒng) 治理進(jìn)行功能劃分,設(shè)計(jì)

6、各個(gè)功能模塊.系統(tǒng)包含用戶交互層、業(yè)務(wù)邏輯層和視頻數(shù)據(jù)源三層.用戶交互層實(shí)現(xiàn)各種 用戶交互操作,包括用戶登錄、系統(tǒng)治理、攝像頭治理、信息分析查詢、視頻診 斷治理、故障處理等多個(gè)模塊.業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)視頻質(zhì)量診斷,業(yè)務(wù)邏輯限制、 視頻數(shù)據(jù)接入、分析結(jié)果存儲(chǔ)、 WebK務(wù)等功能,包括 WebK務(wù)、中央限制、邏 輯限制模塊、視頻質(zhì)量診斷模塊、視頻切換模塊、數(shù)據(jù)庫等.視頻數(shù)據(jù)源提供用 于進(jìn)行視頻質(zhì)量診斷的視頻數(shù)據(jù).4 .系統(tǒng)功能4.1 視頻診斷功能表視頻診斷功能列表視頻清楚度異常檢測檢測由于聚焦不當(dāng)、鏡頭損壞、異物遮擋或人為蒙蔽引起的視野主體局部圖像模糊/遮擋視頻亮度異常檢測檢測由于攝像頭故障、增益限制

7、紊亂、照明條件 異常或人為惡意遮擋等原因引起的畫面過暗、過 亮等視頻噪蘆十?dāng)_ 或雪花干擾檢測檢測由于線路老化、傳輸故障、接觸不良、電磁 干擾等因素造成的視頻圖像疊加噪聲,或者出現(xiàn) 雪花、條狀、帶狀條紋干擾等現(xiàn)象視頻偏色檢測檢測由于線路接觸不良、外部干擾或攝像頭故障 等原因造成的視頻畫面偏色畫面凍結(jié)檢測檢測由于視頻傳輸、攝像頭故障引起的畫面凍結(jié)視頻信號缺失檢測檢測因前端攝像機(jī)工作異常、損壞、人為惡意破 壞或視頻傳輸環(huán)節(jié)故障而引起的間發(fā)莊或持續(xù)性 的視頻缺失現(xiàn)象視頻畫面抖動(dòng)、滾屏檢測檢測由十b擾造成的圖像上卜抖動(dòng)、畫面滾動(dòng)等 現(xiàn)象PTZ限制檢測檢測局部PTZ限制功能是否有效視頻數(shù)據(jù)接入狀況檢測檢測

8、系統(tǒng)翻開、傳輸視頻數(shù)據(jù)的狀況DVR像診斷可選檢測DVR的錄像結(jié)果是否止常系統(tǒng)利用先進(jìn)的圖像處理技術(shù),提取圖像時(shí)空特征,并從人眼感知的角度來 進(jìn)行定性,實(shí)現(xiàn)視頻故障/異常診斷、故障/異常嚴(yán)重性評判.視頻故障的典型例如如下.對焦發(fā)生異常增益過高或過低偏色亮度過高噪聲、偏色、刺狀復(fù)合干擾雪花干擾畫面抖動(dòng)折疊帶滾屏干擾4.2 系統(tǒng)應(yīng)用表應(yīng)用功能列表登錄/退出實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的登錄和退出操作.登錄后可根據(jù)用戶權(quán)限 查詢不同區(qū)域攝像頭的診斷記錄,做診斷統(tǒng)計(jì)分析攝像頭 信息根本信息設(shè)備根本信息：生產(chǎn)廠家、型號、序列號、配置信息； 設(shè)備應(yīng)用信息：參數(shù)配置、安裝位置、安裝時(shí)間、所 屬管轄區(qū)域、監(jiān)控場景；設(shè)備維護(hù)信息：維

9、護(hù)單位/人員聯(lián)系信息供給商信息供給商名稱、聯(lián)系方式、效勞 /保修條款維護(hù)記錄設(shè)備維修時(shí)間、內(nèi)容等信息數(shù)據(jù)批量 導(dǎo)入/導(dǎo)出從數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件中批量導(dǎo)入攝像頭信息；或?qū)z 像頭信息批量導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件中攝像頭分組按所屬區(qū)域分級、分組治理攝像頭自動(dòng)預(yù)案根據(jù)位置、時(shí)間、巡檢次數(shù)、巡檢工程、設(shè)備優(yōu)先級 等要素設(shè)置預(yù)案,系統(tǒng)依據(jù)預(yù)案自動(dòng)巡檢攝像頭手動(dòng)限制手動(dòng)選擇某些攝像頭,進(jìn)行質(zhì)量檢測視頻診斷算法 參數(shù)設(shè)置可設(shè)置并存儲(chǔ)多套閾值參數(shù)、靈敏度,可針對每個(gè)攝 像頭設(shè)置不同的參數(shù)診斷結(jié)果顯示將視頻診斷結(jié)果及抓拍回囿實(shí)時(shí)顯不在用戶界囿上故障報(bào)警以多種方式通知用戶攝像頭發(fā)生故障.包括語音、電 子郵件、短信可選報(bào)

10、警,并顯示故障畫面故障處理故障確認(rèn)、維修任務(wù)派發(fā)信息查詢對診斷歷史記錄進(jìn)行查詢,查詢條件包括時(shí)間、攝像 頭所屬區(qū)域、品牌、型號、供給商、故障次數(shù)、故障 類型、故障嚴(yán)重程度等統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合攝像頭所屬區(qū)域、品牌、型號、供給商、故障次 數(shù)、故障類型、故障嚴(yán)重程度等要素,統(tǒng)計(jì)分析某段 時(shí)間內(nèi)例如天、周、月、季度、年等的攝像頭故 障次數(shù)、故障率,相應(yīng)統(tǒng)計(jì)圖表報(bào)表生成將分析查詢結(jié)果生成報(bào)表,并導(dǎo)出為用戶需求格式用戶治理增加、修改、刪除用戶； 用戶權(quán)限治理； 用戶資料信息系統(tǒng)設(shè)置視頻診斷效勞器、Web效勞器和數(shù)據(jù)庫效勞器的配置日志維護(hù)系統(tǒng)日志、用戶操作日志的查詢、治理系統(tǒng)應(yīng)用功能如上表所示,分為用戶登陸、攝像

11、頭治理、視頻診斷治理、故 障處理、信息分析查詢和系統(tǒng)治理六個(gè)局部.用戶登陸限制用戶進(jìn)入/離開系統(tǒng). 攝像頭治理實(shí)現(xiàn)攝像頭信息的手動(dòng)填寫/刪除或批量導(dǎo)入/導(dǎo)出,用戶根據(jù)權(quán)限維 護(hù)信息的準(zhǔn)確性.視頻診斷治理用于視頻診斷方式選擇、視頻診斷算法參數(shù)設(shè)置 和診斷結(jié)果的顯示.故障處理在攝像頭發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警,并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的故障 確認(rèn)、維修任務(wù)派發(fā).信息分析查詢用于對歷史診斷記錄的查詢,對歷史診斷結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析.通過分析結(jié)果,用戶可以全面了解設(shè)備的運(yùn)行情況,根據(jù)實(shí)際情況制定維護(hù)方案.系統(tǒng)治理實(shí)現(xiàn)用戶治理、系統(tǒng)設(shè)置、日志維護(hù)等工作.用戶登錄登錄/退出：用戶使用 Web客戶端登錄系統(tǒng),需要輸入用戶名和密碼.登錄

12、后可進(jìn)行權(quán)限內(nèi)的各項(xiàng)操作.攝像頭治理攝像頭信息治理：對攝像頭的根本信息、供給商信息、設(shè)備維護(hù)記錄進(jìn)行治理.支持所有信息數(shù)據(jù)的批量導(dǎo)入 /導(dǎo)出.當(dāng)系 統(tǒng)檢測到有故障設(shè)備時(shí),用戶利用這些信息能夠方便地安排設(shè) 備維護(hù).同時(shí)故障、維護(hù)信息的記錄為信息查詢和統(tǒng)計(jì)分析提 供了數(shù)據(jù)根底.攝像頭分組治理：攝像頭可根據(jù)所屬區(qū)域進(jìn)行分級和分組管理,為攝像頭的治理、查詢提供更直觀、方便的途徑.例如依 據(jù)監(jiān)控中央/分局/派出所/街道等因素對攝像頭進(jìn)行分組管 理.視頻診斷治理自動(dòng)預(yù)案：系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)置好的預(yù)案,自動(dòng)根據(jù)預(yù)案規(guī)那么對 攝像頭進(jìn)行診斷.手動(dòng)限制：用戶可以直接選擇目標(biāo)攝像頭進(jìn)行診斷.診斷算法參數(shù)設(shè)置：對診斷算

13、法參數(shù)、靈敏度進(jìn)行設(shè)置.根據(jù) 預(yù)案,可以設(shè)置對應(yīng)的參數(shù).也可根據(jù)用戶需要對某個(gè)攝像頭 進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置.例如對于某些工作年限較長的攝像頭,用戶可 以降低檢測的靈敏度；對于工作在光線較弱環(huán)境或時(shí)段下的攝 像頭,用戶可以下調(diào)“過暗的判別標(biāo)準(zhǔn)等等.診斷結(jié)果顯示：將診斷結(jié)果實(shí)時(shí)顯示到登陸用戶WetM面上故障處理故障報(bào)警：除了 We頃面上的報(bào)警提示外,還可通過多種方式 通知用戶故障信息.包括語音、電子郵件,短信可選等. 故障處理：用戶接到故障報(bào)警后對故障進(jìn)行確認(rèn),并派發(fā)維護(hù) 任務(wù)給有關(guān)人員.信息分析查詢信息查詢：對歷史診斷記錄進(jìn)行查詢.統(tǒng)計(jì)分析：結(jié)合多種因素分析設(shè)備運(yùn)行狀況.報(bào)表生成：將查詢分析結(jié)果生成報(bào)表

14、輸出.系統(tǒng)治理用戶治理：對用戶進(jìn)行查詢、添加、編輯、刪除等操作.對用 戶權(quán)限進(jìn)行設(shè)置.系統(tǒng)設(shè)置：視頻診斷效勞器、Web效勞器和數(shù)據(jù)庫效勞器的配 置.日志維護(hù)：系統(tǒng)日志、用戶操作日志的查詢、治理5 .系統(tǒng)部署與運(yùn)行系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).依據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)狀況和部署規(guī)模、需求,系統(tǒng)可以 部署在一臺(tái)效勞器上,也可部署在不同區(qū)域的多臺(tái)效勞器上.作為已有監(jiān)控系統(tǒng)功能的完善和擴(kuò)充,質(zhì)量診斷系統(tǒng)只需要從原有監(jiān)控系統(tǒng) 中獲取視頻數(shù)據(jù)即可,不會(huì)對已有系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響.視頻診斷系統(tǒng)的擴(kuò)展也極為容易.隨著診斷路數(shù)、診斷任務(wù)的變化,只需要 調(diào)節(jié)業(yè)務(wù)處理效勞的數(shù)量即可.每個(gè)業(yè)務(wù)處理效勞支持的診斷數(shù)量根據(jù)并發(fā)診斷 數(shù)量和效勞器硬件配置而不同. 在通常的業(yè)務(wù)模式和正常網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下, 采用一臺(tái) 高性能效勞器,一個(gè)業(yè)務(wù)處理效勞可支持超過 2400路/小時(shí)的視頻診斷任務(wù).用戶可以根據(jù)需要靈活設(shè)計(jì)診斷任務(wù).例如可以防止白天繁忙的業(yè)務(wù)時(shí)段, 在早晨6點(diǎn)到8點(diǎn)對整個(gè)系統(tǒng)的攝像頭/DVR進(jìn)行診斷.在8點(diǎn)員工上班后,即 可查詢診斷結(jié)果,對有問題攝像頭/DVR進(jìn)行檢修.或者在下午下班后執(zhí)行診斷 任務(wù),在系統(tǒng)閑時(shí)安排檢修.6 .系統(tǒng)特點(diǎn)視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)：高準(zhǔn)確度針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號進(jìn)行深入分析,