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視頻診斷在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
視頻診斷在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

 發(fā)表時(shí)間: 2011-2-9


 

視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)是互信互通自主研發(fā)的一種智能化視頻故障分析與預(yù)警系統(tǒng),該系統(tǒng)專門針對(duì)“全球眼”這類大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以往難于維護(hù)、經(jīng)常出現(xiàn)無效錄像的情況而研發(fā),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)。

文/北京互信互通信息技術(shù)股份有限公司 

一、系統(tǒng)概述 

該系統(tǒng)能夠?qū)σ曨l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(hào)丟失等常見攝像頭故障、視頻信號(hào)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)按照診斷預(yù)案自動(dòng)對(duì)攝像頭進(jìn)行檢測(cè),并記錄所有的檢測(cè)結(jié)果。 

用戶可通過Web網(wǎng)頁對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,接收?qǐng)?bào)警,處理報(bào)警,查詢歷史信息,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)量診斷模塊,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,保障監(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)。 

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

1、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 

本產(chǎn)品采用分布式結(jié)構(gòu)。從監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)獲取視頻信號(hào)(支持模擬視頻信號(hào)/DVR、流媒體等數(shù)字視頻信號(hào))后,系統(tǒng)利用視頻診斷服務(wù)器完成視頻診斷功能,用戶界面采用Web方式,后臺(tái)利用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)診斷結(jié)果和系統(tǒng)配置信息。 

依據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)狀況和部署規(guī)模等不同需求,上述各個(gè)服務(wù)可以采用一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器實(shí)現(xiàn),可以集中部署在監(jiān)控中心,或分布在各個(gè)分中心。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖一。 
  
  


   
圖一:視頻診斷系統(tǒng)架構(gòu)圖 


如圖一, 視頻診斷服務(wù)器可直接通過全球眼平臺(tái)獲得數(shù)字信號(hào),也可以通過視頻采集卡接入模擬信號(hào),滿足不同方式的應(yīng)用。

經(jīng)過視頻診斷服務(wù)診斷后,系統(tǒng)將診斷結(jié)果通過Web服務(wù)器推送給用戶,并在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中存儲(chǔ)記錄日志信息。用戶可以通過Web頁面監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài),并進(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,完成系統(tǒng)管理等各種操作。 

整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖二所示,分為以下三個(gè)部分。 


  


圖二:視頻診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 


用戶交互層:用戶利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器與系統(tǒng)進(jìn)行Web交互。 
業(yè)務(wù)邏輯層:屬于系統(tǒng)核心,提供Web服務(wù)、中央控制服務(wù)、業(yè)務(wù)處理服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等。 
數(shù)據(jù)源:提供用于分析的視頻數(shù)據(jù)。 

2、系統(tǒng)功能模塊 

本產(chǎn)品采用高度模塊化設(shè)計(jì),對(duì)視頻質(zhì)量診斷分析過程、業(yè)務(wù)處理應(yīng)用和系統(tǒng)管理進(jìn)行功能劃分,設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊。 

本產(chǎn)品包含用戶交互層、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)管理、攝像頭管理、信息分析查詢、視頻診斷管理、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)邏輯控制、視頻數(shù)據(jù)接入、分析結(jié)果存儲(chǔ)、Web服務(wù)等功能,包括Web服務(wù)、中央控制、邏輯控制模塊、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)。系統(tǒng)功能框架圖如圖3: 


  


圖三:視頻診斷系統(tǒng)功能框架圖 

三、產(chǎn)品功能 

本產(chǎn)品利用先進(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(píng)判。典型視頻故障如下:  
  


系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能分為用戶登陸、攝像頭管理、視頻診斷管理、故障處理、信息分析查詢和系統(tǒng)管理六個(gè)部分: 

(1)    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。登錄后可進(jìn)行權(quán)限內(nèi)的各項(xiàng)操作。 

(2)攝像頭管理 

攝像頭信息管理:對(duì)攝像頭的基本信息、供應(yīng)商信息、設(shè)備維護(hù)記錄進(jìn)行管理。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(cè)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)基礎(chǔ)。

攝像頭分組管理:攝像頭可根據(jù)所屬區(qū)域進(jìn)行分級(jí)和分組管理,為攝像頭的管理、查詢提供更直觀、方便的途徑。例如依據(jù)監(jiān)控中心/分局/派出所/街道等因素對(duì)攝像頭進(jìn)行分組管理。 

(3)視頻診斷管理 

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)按照預(yù)案規(guī)則對(duì)攝像頭進(jìn)行診斷。 

手動(dòng)控制: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(duì)診斷算法參數(shù)、靈敏度進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)預(yù)案,可以設(shè)置對(duì)應(yīng)的參數(shù)。也可根據(jù)用戶需要對(duì)某個(gè)攝像頭進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。例如對(duì)于某些工作年限較長的攝像頭,用戶可以降低檢測(cè)的靈敏度;對(duì)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Web頁面上。

(4)故障處理 

故障報(bào)警:除了Web頁面上的報(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(duì)故障進(jìn)行確認(rèn),并派發(fā)維護(hù)任務(wù)給有關(guān)人員。

(5)信息分析查詢 

信息查詢:對(duì)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)表輸出。 

(5)系統(tǒng)管理

用戶管理:對(duì)用戶進(jìn)行查詢、添加、編輯、刪除等操作。對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。 
系統(tǒng)設(shè)置:視頻診斷服務(wù)器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的配置。 
日志維護(hù):系統(tǒng)日志、用戶操作日志的查詢、管理。 
視頻診斷功能如表一: 

表一:視頻診斷功能詳細(xì)情況 

四、 產(chǎn)品特點(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(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號(hào)進(jìn)行深入分析,設(shè)計(jì)先進(jìn)的故障診斷檢測(cè)器,并經(jīng)過大量實(shí)際系統(tǒng)測(cè)試,檢測(cè)準(zhǔn)確率高; 

獨(dú)特的球機(jī)運(yùn)動(dòng)失配解決方法:球機(jī)的PTZ運(yùn)動(dòng)過程會(huì)造成質(zhì)量診斷誤報(bào)。故障檢測(cè)器在檢測(cè)過程中首先進(jìn)行攝像頭運(yùn)動(dòng)分析,一旦發(fā)現(xiàn)攝像頭處于PTZ運(yùn)動(dòng)過程中,則僅對(duì)攝像頭運(yùn)動(dòng)不敏感的項(xiàng)目進(jìn)行診斷分析,避免因運(yùn)動(dòng)原因造成誤報(bào); 

出色的環(huán)境適應(yīng)能力:算法模塊對(duì)于場(chǎng)景內(nèi)由于車流、人流、季節(jié)、氣候產(chǎn)生的光線、陰影變化不敏感,適用于多種不同的室內(nèi)外環(huán)境; 

強(qiáng)化的學(xué)習(xí)能力:加入基于學(xué)習(xí)的圖像處理方法,將算法性能進(jìn)一步提高。

五、后記 

視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)作為安防領(lǐng)域的革新產(chǎn)品,是智能視頻分析技術(shù)在全球眼監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)方面的典型應(yīng)用。在視頻監(jiān)控設(shè)備日益增多的今天,該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,必將更加有利于幫助用戶快速掌控前端設(shè)備運(yùn)行情況,使系統(tǒng)維護(hù)智能化邁上一個(gè)新臺(tái)階。 

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