視頻結(jié)構(gòu)化分析平臺建設(shè)技術(shù)需求方案

□ 文/周 文

視頻結(jié)構(gòu)化分析平臺建設(shè)技術(shù)需求方案

□ 文/周 文

在公安信息化建設(shè)深入開展的背景下，現(xiàn)有視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)存在著缺乏深度應(yīng)用的模式。其應(yīng)用的瓶頸是視頻信息如何高效提取，如何同其他信息系統(tǒng)進行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換、互聯(lián)互通及語義互操作。解決這一問題的核心技術(shù)即是視頻結(jié)構(gòu)化描述的技術(shù)。用視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)提升公安在視頻偵查、破案方面的效能，使之形成新一代的智慧化、語義化、情報化的視頻處理工具系統(tǒng)。

視頻結(jié)構(gòu)化分析平臺采用先進的圖像處理技術(shù)、視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)、云計算技術(shù)實現(xiàn)視頻圖像結(jié)構(gòu)化處理，實現(xiàn)以機器自動處理為主的視頻信息處理和分析，快速提取實時監(jiān)控視頻或監(jiān)控錄像中的視頻信息，并存儲于中心數(shù)據(jù)庫中。平臺能夠?qū)崟r對監(jiān)控區(qū)域的錄像文件進行特征分析（如顏色、大小、方向、時間、地點等），使原來需要數(shù)小時查看的文件，在幾分鐘內(nèi)可以快速瀏覽查看。用戶通過結(jié)構(gòu)化視頻合成回放，可以快捷的預(yù)覽視頻覆蓋時間內(nèi)的可疑事件和事件發(fā)生時間。并可以根據(jù)結(jié)構(gòu)化短片中的單個事件索引，直接鏈接播放可疑事件的原始視頻，觀看整個事件的真實情況。

系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

建設(shè)一套基于云計算架構(gòu)的基礎(chǔ)視頻結(jié)構(gòu)化分析平臺，有效利用目前聯(lián)網(wǎng)的實時視頻及存儲錄像的視頻文件資源，從海量的視頻文件中迅速定位播放相關(guān)事件的視頻，找出有價值的視頻信息，縮短視頻回放翻查時間，節(jié)省人力，使查看所有視頻成為日常工作的一部分。同時處理后存儲于數(shù)據(jù)庫中的視頻信息可以通過技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為公安工作可用的情報；實現(xiàn)主動監(jiān)控、自動聯(lián)網(wǎng)分析等網(wǎng)絡(luò)功能；全方位拓展視頻在警務(wù)工作中的應(yīng)用模式，大幅度提高技術(shù)的易用性，實現(xiàn)以業(yè)務(wù)民警為中心的隨時隨地的靈活、簡單、多樣的視頻按需服務(wù)應(yīng)用。在江北分局建設(shè)一套智能視偵一體化系統(tǒng)，采用集中處理，分級調(diào)閱的方式，在情指中心、刑警大隊及各派出所部署客戶端作為遠程應(yīng)用。同時配備一套取證終端，供分局及派出所現(xiàn)場辦案，視頻采集、處理、研判使用。

系統(tǒng)技術(shù)需求

視頻結(jié)構(gòu)化分析平臺，必須具備以下基本要求：

系統(tǒng)具備云計算架構(gòu)，部署應(yīng)采用集中處理、分級調(diào)閱的方式，具備多級級聯(lián)，動態(tài)結(jié)構(gòu)化處理服務(wù)自動分配，具備系統(tǒng)多節(jié)點的平衡負載，重特大事件處理時可并行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)計算能力及集群能力；

客戶端應(yīng)支持C/S架構(gòu)，單個節(jié)點設(shè)備最少具備20個用戶并發(fā)訪問；

后臺管理應(yīng)支持B/S架構(gòu)，具備權(quán)限、用戶、結(jié)構(gòu)化任務(wù)設(shè)置、綜合網(wǎng)管等功能。

具備從硬盤錄像機獲取視頻流和錄像文件；

具備用戶上傳本地視頻文件；

具備對上傳文件進行統(tǒng)一轉(zhuǎn)碼，滿足網(wǎng)絡(luò)點播；

具備對上傳文件進行結(jié)構(gòu)化視頻合成播放，并能夠基于結(jié)構(gòu)化后視頻的事件標(biāo)簽回溯播放原始視頻。

具備對上傳的視頻文件或視頻流進行結(jié)構(gòu)化分析，滿足視頻內(nèi)活動事件的特征信息提取，通過時間戳與視頻文件關(guān)聯(lián)后進行結(jié)構(gòu)化存儲；

具備對處理文件的內(nèi)容搜索，按視頻內(nèi)活動事件的運行方向、活動范圍、顏色值、大小等特征進行搜索和過濾；同時具備所有視頻時間、地點等條件搜索和過濾。

具備對平臺中各個處理單元的實時運行檢測，提供綜合網(wǎng)管模塊，能夠?qū)ζ脚_各服務(wù)模塊及設(shè)備的資源利用的情況，通過圖表的方式進行直觀展示；

具備權(quán)限控制功能，通過為不同用戶指定相應(yīng)的角色，來控制用戶的可操作范圍。

中心管理控制單元

具備服務(wù)管理配置：提供平臺注冊授權(quán)，對各節(jié)點的處理單元進行增、減操作。

具備信令控制管理：實現(xiàn)對平臺所有層級的業(yè)務(wù)處理服務(wù)單元進行信息集中控制轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步；

具備任務(wù)調(diào)配管理：實現(xiàn)由中心控制單元統(tǒng)一接受視頻處理任務(wù)，對各層級的業(yè)務(wù)處理服務(wù)單元進行任務(wù)分派。

具備負載均衡能力：根據(jù)服務(wù)單元的運行狀態(tài)和硬件資源耗用狀況及任務(wù)屬性，分?jǐn)偡?wù)單元的工作任務(wù)。

視頻結(jié)構(gòu)化處理單元

具備視頻轉(zhuǎn)碼功能：支持將多種廠商的私有視頻格式轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的AVI流，MPEG4或H.264編碼，如海康、大華、科達、東方網(wǎng)力、安訊士、景陽等廠家。

具備視頻適配和解碼適配：支持對不同廠家的視頻進行適配，適配完成后進行解碼視頻，然后自動進行結(jié)構(gòu)化處理。

具備視頻獲取功能：對不同視頻源（如監(jiān)控平臺、DVR錄像文件、指定存儲設(shè)備的錄像文件）的視頻存儲文件下載至本處理單元。

具備視頻結(jié)構(gòu)化處理功能：實現(xiàn)對錄像中的背景圖像數(shù)據(jù)和運動物體的圖像數(shù)據(jù)進行分析提取，并記錄運動物體的特征信息，進程結(jié)構(gòu)化索引存儲。

具備對視頻處理任務(wù)的執(zhí)行功能：根據(jù)中心管理控制單元分配的任務(wù)，對錄像文件進行分析處理；

具備處理狀態(tài)上報功能：視頻結(jié)構(gòu)化處理單元向中心管理控制單元主動或被動上報運行監(jiān)測狀態(tài)和當(dāng)前任務(wù)處理狀態(tài)。

具備任務(wù)更新功能：接受到來自中心管理控制單元的任務(wù)更新通知，可自動調(diào)整處理任務(wù)，并支持通過人工進行處理優(yōu)先級的調(diào)整。

具備文件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能：具備將結(jié)構(gòu)化分析生成的文件，發(fā)送到指定的視頻數(shù)據(jù)管理單元?；虬言间浵裎募?shù)據(jù)，發(fā)送到指定的視頻數(shù)據(jù)管理單元。

視頻數(shù)據(jù)管理單元

具備視頻結(jié)構(gòu)化文件存儲功能：對來自于視頻結(jié)構(gòu)化處理單元的視頻結(jié)構(gòu)化的結(jié)果文件數(shù)據(jù)進行存儲，存儲內(nèi)容和時間可以手動調(diào)整和增減。

具備視頻結(jié)構(gòu)化合成功能：具備將來自視頻結(jié)構(gòu)化處理單元的結(jié)果文件合成為視頻，被客戶端直接進行點播操作。

具備視頻數(shù)據(jù)分發(fā)功能：根據(jù)客戶端用戶的播放需求，實現(xiàn)對原始錄像回放時的視頻分分發(fā)和視頻數(shù)據(jù)的分發(fā)；

具備下載文件功能：當(dāng)接收到來自客戶端的下載文件命令，將用戶指定的內(nèi)容發(fā)送到客戶端，實現(xiàn)客戶端下載功能。

具備特征搜索反饋功能：根據(jù)用戶設(shè)定的搜索條件反饋查詢結(jié)果（包括運動物件的圖片清單及圖片數(shù)據(jù)）。其中，搜索條件包括：錄像時間范圍、設(shè)備地址、視頻通道，錄像文件名稱，視頻結(jié)構(gòu)化處理單元地址、視頻數(shù)據(jù)管理單元地址、物體運動方向、顏色、大小，合成密度、合成速度，用戶感興趣或不感興趣的區(qū)域等等。

具備播放控制反饋功能：根據(jù)客戶端對文件的播放控制，調(diào)整相應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)合成方式。

具備文件管理功能：實現(xiàn)對原始錄像文件和視頻結(jié)構(gòu)化信息文件的管理，并支持對相應(yīng)文件的下載；

綜合網(wǎng)管管理軟件

具備身份登錄驗證功能：對客戶端登錄的用戶進行用戶鑒權(quán)，限制和管理用戶的操作權(quán)限；

具備信息查詢接口功能：對外提供WebServer網(wǎng)頁服務(wù)器查詢接口，實現(xiàn)對平臺基本信息的配置與獲取、回饋統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)等功能。

具備視頻資源管理：管理和配置視頻源，視頻源可以來自監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)平臺，可以直連設(shè)備獲取，可以來自用戶主動上傳。

具備結(jié)構(gòu)化任務(wù)管理：按實時視頻流、錄像文件和用戶上傳文件進行結(jié)構(gòu)化處理任務(wù)的配置，靈活設(shè)定任務(wù)優(yōu)先級。

具備運行監(jiān)測管理：實時監(jiān)測各節(jié)點處理單元的運行狀況，監(jiān)測內(nèi)容由CPU使用率，內(nèi)存占用率，存儲使用情況以及整體性能等。

具備用戶權(quán)限管理：對系統(tǒng)用戶及操作權(quán)限的增刪改等；

具備日志管理：記錄、查看、導(dǎo)出系統(tǒng)的所有操作、異常、報警以及任何相關(guān)的記錄。

作者單位：蘇州千視通視覺科技股份有限公司