基于J2EE的通信營(yíng)業(yè)廳視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

伍玲

摘要：提高視頻設(shè)備的健康率已成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用和維護(hù)的重要內(nèi)容之一。結(jié)合應(yīng)用實(shí)際和視頻設(shè)備質(zhì)量檢查工作流程，管理員制定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則。文章從體系架構(gòu)、系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)庫(kù)等3個(gè)方面介紹了通信營(yíng)業(yè)廳視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)能夠有效提高通信營(yíng)業(yè)廳內(nèi)視頻設(shè)備的正常運(yùn)行率，為通信營(yíng)業(yè)廳整體服務(wù)質(zhì)量和管理水平的提升提供強(qiáng)有力的支持。

關(guān)鍵詞：J2EE；通信營(yíng)業(yè)廳；視頻質(zhì)量；評(píng)價(jià)系統(tǒng)

為提高通信營(yíng)業(yè)廳的服務(wù)水平、安防級(jí)別和管理效率，目前大部分通信營(yíng)業(yè)廳均已配備了視頻監(jiān)控系統(tǒng)。然而，隨著視頻監(jiān)控前端攝像機(jī)數(shù)量的不斷增加和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的依靠人工評(píng)測(cè)對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行遍歷檢查的方式己不能滿(mǎn)足現(xiàn)有高清數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用和維護(hù)的需要。因此，借助軟件工程和圖像識(shí)別等計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立一個(gè)對(duì)通信營(yíng)業(yè)廳內(nèi)視頻設(shè)備監(jiān)控質(zhì)量自動(dòng)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)顯得非常重要。J2EE技術(shù)所具有的可移植、低維護(hù)成本、安全和易擴(kuò)展等特性使其被廣泛應(yīng)用于企業(yè)web應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中。本文采用目前技術(shù)成熟的J2EE開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分層以降低系統(tǒng)的耦合性和開(kāi)發(fā)的難度，將視頻評(píng)價(jià)算法封裝為可在Java程序中被調(diào)用的動(dòng)態(tài)庫(kù)文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻質(zhì)量的評(píng)價(jià)。

1.設(shè)計(jì)原則

本文的目標(biāo)是設(shè)計(jì)通信營(yíng)業(yè)廳視頻設(shè)備質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)。借助圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻設(shè)備質(zhì)量評(píng)價(jià)的自動(dòng)化和智能化，從而有效降低人工成本，幫助用戶(hù)及時(shí)獲知視頻設(shè)備的質(zhì)量情況，并能針對(duì)異常設(shè)備進(jìn)行處理，保障視頻設(shè)備的正常運(yùn)行。為保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成功性，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以系統(tǒng)的實(shí)用性為基本原則，在滿(mǎn)足用戶(hù)業(yè)務(wù)功能需求的同時(shí)，確保系統(tǒng)易于修改和擴(kuò)展，以適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展。

結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境和用戶(hù)的實(shí)際需求，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程遵循以下設(shè)計(jì)原則：（1）實(shí)用性，以視頻設(shè)備質(zhì)量評(píng)價(jià)的工作流程為基礎(chǔ)，始終以用戶(hù)要求為中心，確保系統(tǒng)具有實(shí)用、方便等特點(diǎn)；（2）模塊相關(guān)性，系統(tǒng)通常包含若干個(gè)子模塊，子模塊之間應(yīng)具有一致的數(shù)據(jù)格式和描述方式，以保證系統(tǒng)的完整性和一致性；（3）可擴(kuò)展性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)順應(yīng)信息管理的主流發(fā)展方向，降低系統(tǒng)模塊的耦合度，確保當(dāng)組織結(jié)構(gòu)或功能需求發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)易于擴(kuò)充和升級(jí)；（4）可靠性，系統(tǒng)在運(yùn)行期間應(yīng)能連續(xù)不斷地正常工作，應(yīng)充分考慮邊界條件，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)處理，提高系統(tǒng)的內(nèi)部保護(hù)機(jī)制；（5）安全性，從網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)安全、用戶(hù)安全、程序安全和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全等5個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，可采用如權(quán)限管理、加密等措施保證系統(tǒng)的安全性。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)通信營(yíng)業(yè)廳視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和部署的實(shí)際情況，借鑒已有成熟的軟件體系架構(gòu)，通信營(yíng)業(yè)廳視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，基于Spring MVC框架將系統(tǒng)劃分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)接口層和數(shù)據(jù)源層等5個(gè)層次。

數(shù)據(jù)源層獲取視頻流數(shù)據(jù)，主要來(lái)源為視頻監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)接口層負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)源層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、清洗、轉(zhuǎn)換和加載等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層保存系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)，通過(guò)JdbcTemplate實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的操作，如增加、刪除、更新和查詢(xún)等。業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)提供軟件系統(tǒng)包含的如計(jì)算服務(wù)、質(zhì)量評(píng)價(jià)和統(tǒng)計(jì)分析等業(yè)務(wù)邏輯，業(yè)務(wù)層能夠?qū)?shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層保存，也可以調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的數(shù)據(jù)傳遞到表現(xiàn)層予以顯示，起到承上啟下的作用，業(yè)務(wù)層返回到表現(xiàn)層的數(shù)據(jù)通過(guò)JSON實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)序列化。表現(xiàn)層是用戶(hù)與軟件系統(tǒng)交互的方式，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)展現(xiàn)和接收用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)，其主要表現(xiàn)方式為Web瀏覽器。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的層次劃分，各層次功能相互分離，能夠有效降低層次之間的依賴(lài)性，當(dāng)系統(tǒng)需要修改或升級(jí)時(shí)，只需替換所在層次部分，因此系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

2.2功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以通信營(yíng)業(yè)廳視頻設(shè)備監(jiān)控畫(huà)面質(zhì)量智能化檢查需求為導(dǎo)向，通過(guò)對(duì)視頻設(shè)備質(zhì)量檢查的工作流程進(jìn)行分析調(diào)研，視頻質(zhì)量檢查工作主要分為以下5個(gè)步驟。

（1）對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)。由于通信營(yíng)業(yè)廳視頻監(jiān)控設(shè)備數(shù)量大、分布廣，因此，應(yīng)首先對(duì)視頻設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)，提高視頻設(shè)備檢測(cè)的覆蓋率和設(shè)備的管理水平。

（2）制定檢查任務(wù)。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)檢查任務(wù)的管理，用戶(hù)可以創(chuàng)建一個(gè)新的任務(wù)或開(kāi)啟一個(gè)已有的任務(wù)，每個(gè)任務(wù)關(guān)聯(lián)一組視頻設(shè)備。

（3）視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)。用戶(hù)在開(kāi)啟某個(gè)任務(wù)后，由計(jì)算機(jī)獲取該任務(wù)對(duì)應(yīng)的視頻設(shè)備，然后開(kāi)始對(duì)這組視頻設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（4）檢查結(jié)果管理。完成視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)后，用戶(hù)可以在檢查結(jié)果管理功能中查看到所檢查視頻設(shè)備的質(zhì)量狀態(tài)，如視頻設(shè)備是否存在清晰度故障、亮度故障、畫(huà)面偏色、信號(hào)缺失等問(wèn)題。

（5）維修管理。針對(duì)檢查結(jié)果為異常的視頻設(shè)備，用戶(hù)可以創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的維修單據(jù)，并聯(lián)系維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，檢修完畢后再將設(shè)備的狀態(tài)修改為正常狀態(tài)。

本項(xiàng)目擬實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中的主要功能應(yīng)包括設(shè)備管理、任務(wù)管理、質(zhì)量評(píng)價(jià)管理、檢查結(jié)果管理、維修管理等功能，此外還應(yīng)具有統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)管理的輔助性功能。

與傳統(tǒng)的依靠人工評(píng)測(cè)的方式對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行遍歷巡檢模式相比，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的通信營(yíng)業(yè)廳視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的功能特點(diǎn)主要有：（1）借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)獲取遠(yuǎn)程營(yíng)業(yè)廳的視頻設(shè)備監(jiān)控畫(huà)面，能夠有效解決視頻設(shè)備數(shù)量多、分布廣等問(wèn)題，從而降低查閱視頻設(shè)備監(jiān)控質(zhì)量的難度，縮減經(jīng)濟(jì)成本支出，縮短巡檢周期。（2）將圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于通信營(yíng)業(yè)廳視頻設(shè)備評(píng)價(jià)中，能夠有效降低人的主觀因素對(duì)視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)的影響，減少人力成本，提供工作效率，并有效減少漏判誤判情況的發(fā)生。（3）通過(guò)對(duì)視頻設(shè)備監(jiān)控畫(huà)面的輪番檢測(cè)，能夠確保檢查設(shè)備的完整性和及時(shí)性，降低由于人工操作導(dǎo)致的漏看和忽視等情況的發(fā)生。（4）通過(guò)計(jì)算機(jī)程序能夠從客觀上有效識(shí)別出如清晰度故障、亮度故障、視頻噪聲、畫(huà)面偏色、畫(huà)面凍結(jié)等常見(jiàn)故障，從而使視頻設(shè)備維修人員能夠更加科學(xué)具體地掌握設(shè)備的異常問(wèn)題，更有針對(duì)性地開(kāi)展維修工作。（5）通過(guò)對(duì)視頻設(shè)備故障歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，形成故障知識(shí)庫(kù)，以報(bào)表的形式展現(xiàn)給用戶(hù)，為決策提供更加科學(xué)的依據(jù)。

2.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是要從各種可能的關(guān)系模式組合中選取一組關(guān)系模式來(lái)構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模式，使得人們既不用存儲(chǔ)不必要的重復(fù)信息，又可以方便地獲取信息。為確保數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)合理，降低數(shù)據(jù)的冗余性，通常應(yīng)遵循數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的三范式。在描述數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)元素之間關(guān)系時(shí)，通常采用實(shí)體關(guān)系模型進(jìn)行說(shuō)明。如視頻設(shè)備、視頻設(shè)備類(lèi)和檢查任務(wù)之間實(shí)體關(guān)系可描述為：視頻設(shè)備具有設(shè)備ID、設(shè)備名稱(chēng)、設(shè)備類(lèi)型、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備地址、設(shè)備是否異常等屬性，主鍵為設(shè)備ID；設(shè)備與設(shè)備類(lèi)之間為多對(duì)多的關(guān)系，即一個(gè)設(shè)備可以屬于多個(gè)設(shè)備類(lèi)別，一個(gè)設(shè)備類(lèi)可以包含多個(gè)不同的設(shè)備；設(shè)備類(lèi)與檢查任務(wù)之間為一對(duì)多的關(guān)系，即一個(gè)設(shè)備類(lèi)可以歸屬于多個(gè)不同的檢查任務(wù)，而一個(gè)檢查任務(wù)僅對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備類(lèi)。

3.結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了基于J2EE的通信營(yíng)業(yè)廳視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用被廣泛應(yīng)用于企業(yè)web應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的J2EE平臺(tái)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)分層，以降低系統(tǒng)的耦合性和開(kāi)發(fā)難度，以視頻質(zhì)量檢查工作流程為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)中的主要業(yè)務(wù)模塊，借助實(shí)體概念模型介紹了設(shè)備、設(shè)備類(lèi)和檢查任務(wù)之間的部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。通過(guò)視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠解決傳統(tǒng)的依靠人工視檢方式存在的工作量大、經(jīng)濟(jì)成本高和遺漏率高等問(wèn)題，提高通信營(yíng)業(yè)廳的安防水平和管理效率，進(jìn)而促進(jìn)通信營(yíng)業(yè)廳整體服務(wù)質(zhì)量的有效提升。