智能視頻行為分析平臺(tái)建設(shè)方案

1、.基于智能視頻分析的監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)方案隨著國(guó)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(huì)矛盾和暴力事件逐漸增多，政府和相關(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)前城市和小區(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)取查閱的方式，這種方式在一定程度上滿足了社會(huì)的需求，但是無(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的監(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(duì)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(guò)文字信息、聲音、快照等發(fā)出警報(bào)，極

2、大地避免工作人員因倦怠、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?，F(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).1、DSP 方式可以使得視覺(jué)分析技術(shù)采用分布式的架構(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(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)省的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)及存儲(chǔ)空間。2、DSP 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)

3、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(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)分析是復(fù)雜的過(guò)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(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).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(guò)程監(jiān)控平臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器磁盤(pán)陣列前端攝像機(jī)第三方報(bào)警聯(lián)動(dòng)視頻分析前端攝像機(jī)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

4、)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(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(pán)通過(guò)RS-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(pán)陣列，磁盤(pán)陣列間通過(guò)SCSI 接口進(jìn)行互聯(lián)，使用RAID5 規(guī)范進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)備份和緩存。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、

5、短信平臺(tái)等 )進(jìn)行相應(yīng)的聯(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：.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(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)前端攝像頭解碼矩陣切換顯示.6.系統(tǒng)詳細(xì)說(shuō)明：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(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?；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(hào)與監(jiān)控平臺(tái)、存儲(chǔ)服務(wù)器，視頻分析服務(wù)器集群的數(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，將分析的報(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)的查詢和確認(rèn)，修改等。5)由于視頻分析服務(wù)器硬件無(wú)法進(jìn)行

6、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)的分析任務(wù)。在軟件測(cè)試階段可調(diào)試分析出每臺(tái)服務(wù)器承載的最大視頻分析路數(shù)。(一臺(tái)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(tái)提供 RS-232 或 I/0 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(pán)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(pán)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)

7、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(guò)對(duì)前端云臺(tái)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(chǎng)景名稱和該場(chǎng)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(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，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(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)或線纜損壞的情況下存儲(chǔ)視頻信號(hào)，用以進(jìn)行事后取證分析，保證視頻圖像的完整性。7

8、)入侵檢測(cè)和周界保護(hù)，在設(shè)定區(qū)域或周界線內(nèi)，偵測(cè)到移動(dòng)的目標(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)的時(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(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?？蓱?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(cè)，偵測(cè)到移動(dòng)物體的速度超過(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)域的人流級(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)域的人數(shù)

9、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(duì)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(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

10、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)用的算法進(jìn)行處理。視頻輸入目標(biāo)檢測(cè)視頻輸出目標(biāo)跟蹤參數(shù)配置文件多目標(biāo)跟蹤活動(dòng)行為分析目標(biāo)類型報(bào)警輸出目標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，平臺(tái)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(tái)提供的所有功能都通過(guò)WebService的國(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)用層設(shè)數(shù)檢聯(lián)電數(shù)統(tǒng)備據(jù)索動(dòng)子據(jù)一配集回報(bào)地庫(kù)身

11、置中放警圖檢份和存服服索認(rèn)監(jiān)儲(chǔ)務(wù)務(wù)證控2.軟件平臺(tái)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(tái)對(duì)接，系統(tǒng)采用 .NET 平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)， 使用 SQL SERVER 2005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：智能視頻分析監(jiān)控平臺(tái)實(shí)設(shè)報(bào)用日時(shí)備警戶志監(jiān)管管管管控理理理理錄錄云增修查類實(shí)報(bào)報(bào)報(bào)跳管權(quán)日設(shè)用像像臺(tái)加改詢型時(shí)警警警轉(zhuǎn)理限志備戶設(shè)查設(shè)設(shè)設(shè)設(shè)報(bào)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(tái)開(kāi)發(fā)計(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用層平臺(tái)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(kù)，編寫(xiě)相應(yīng)的存儲(chǔ)過(guò)程。初步實(shí)現(xiàn)平臺(tái)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(kù)庫(kù)表及存儲(chǔ)過(guò)程編寫(xiě)第二階段 在平臺(tái)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(cè)試及修改。.項(xiàng)目時(shí)2122232425262728293031323