視頻結構化分析平臺建設技術需求方案

□ 文/周 文

視頻結構化分析平臺建設技術需求方案

□ 文/周 文

在公安信息化建設深入開展的背景下，現有視頻監控網絡存在著缺乏深度應用的模式。其應用的瓶頸是視頻信息如何高效提取，如何同其他信息系統進行標準數據交換、互聯互通及語義互操作。解決這一問題的核心技術即是視頻結構化描述的技術。用視頻結構化描述技術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。

視頻結構化分析平臺采用先進的圖像處理技術、視頻結構化描述技術、云計算技術實現視頻圖像結構化處理，實現以機器自動處理為主的視頻信息處理和分析，快速提取實時監控視頻或監控錄像中的視頻信息，并存儲于中心數據庫中。平臺能夠實時對監控區域的錄像文件進行特征分析（如顏色、大小、方向、時間、地點等），使原來需要數小時查看的文件，在幾分鐘內可以快速瀏覽查看。用戶通過結構化視頻合成回放，可以快捷的預覽視頻覆蓋時間內的可疑事件和事件發生時間。并可以根據結構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。

系統建設目標

建設一套基于云計算架構的基礎視頻結構化分析平臺，有效利用目前聯網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據庫中的視頻信息可以通過技術手段轉化為公安工作可用的情報；實現主動監控、自動聯網分析等網絡功能；全方位拓展視頻在警務工作中的應用模式，大幅度提高技術的易用性，實現以業務民警為中心的隨時隨地的靈活、簡單、多樣的視頻按需服務應用。在江北分局建設一套智能視偵一體化系統，采用集中處理，分級調閱的方式，在情指中心、刑警大隊及各派出所部署客戶端作為遠程應用。同時配備一套取證終端，供分局及派出所現場辦案，視頻采集、處理、研判使用。

系統技術需求

視頻結構化分析平臺，必須具備以下基本要求：

系統具備云計算架構，部署應采用集中處理、分級調閱的方式，具備多級級聯，動態結構化處理服務自動分配，具備系統多節點的平衡負載，重特大事件處理時可并行網絡服務計算能力及集群能力；

客戶端應支持C/S架構，單個節點設備最少具備20個用戶并發訪問；

后臺管理應支持B/S架構，具備權限、用戶、結構化任務設置、綜合網管等功能。

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一轉碼，滿足網絡點播；

具備對上傳文件進行結構化視頻合成播放，并能夠基于結構化后視頻的事件標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構化分析，滿足視頻內活動事件的特征信息提取，通過時間戳與視頻文件關聯后進行結構化存儲；

具備對處理文件的內容搜索，按視頻內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，提供綜合網管模塊，能夠對平臺各服務模塊及設備的資源利用的情況，通過圖表的方式進行直觀展示；

具備權限控制功能，通過為不同用戶指定相應的角色，來控制用戶的可操作范圍。

中心管理控制單元

具備服務管理配置：提供平臺注冊授權，對各節點的處理單元進行增、減操作。

具備信令控制管理：實現對平臺所有層級的業務處理服務單元進行信息集中控制轉發，實現數據同步；

具備任務調配管理：實現由中心控制單元統一接受視頻處理任務，對各層級的業務處理服務單元進行任務分派。

具備負載均衡能力：根據服務單元的運行狀態和硬件資源耗用狀況及任務屬性，分攤服務單元的工作任務。

視頻結構化處理單元

具備視頻轉碼功能：支持將多種廠商的私有視頻格式轉換為標準的AVI流，MPEG4或H.264編碼，如海康、大華、科達、東方網力、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，然后自動進行結構化處理。

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

具備視頻結構化處理功能：實現對錄像中的背景圖像數據和運動物體的圖像數據進行分析提取，并記錄運動物體的特征信息，進程結構化索引存儲。

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

具備處理狀態上報功能：視頻結構化處理單元向中心管理控制單元主動或被動上報運行監測狀態和當前任務處理狀態。

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

具備文件數據轉發功能：具備將結構化分析生成的文件，發送到指定的視頻數據管理單元。或把原始錄像文件數據，發送到指定的視頻數據管理單元。

視頻數據管理單元

具備視頻結構化文件存儲功能：對來自于視頻結構化處理單元的視頻結構化的結果文件數據進行存儲，存儲內容和時間可以手動調整和增減。

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

具備視頻數據分發功能：根據客戶端用戶的播放需求，實現對原始錄像回放時的視頻分分發和視頻數據的分發；

具備下載文件功能：當接收到來自客戶端的下載文件命令，將用戶指定的內容發送到客戶端，實現客戶端下載功能。

具備特征搜索反饋功能：根據用戶設定的搜索條件反饋查詢結果（包括運動物件的圖片清單及圖片數據）。其中，搜索條件包括：錄像時間范圍、設備地址、視頻通道，錄像文件名稱，視頻結構化處理單元地址、視頻數據管理單元地址、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域等等。

具備播放控制反饋功能：根據客戶端對文件的播放控制，調整相應的視頻數據合成方式。

具備文件管理功能：實現對原始錄像文件和視頻結構化信息文件的管理，并支持對相應文件的下載；

綜合網管管理軟件

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，限制和管理用戶的操作權限；

具備信息查詢接口功能：對外提供WebServer網頁服務器查詢接口，實現對平臺基本信息的配置與獲取、回饋統計分析數據等功能。

具備視頻資源管理：管理和配置視頻源，視頻源可以來自監控聯網平臺，可以直連設備獲取，可以來自用戶主動上傳。

具備結構化任務管理：按實時視頻流、錄像文件和用戶上傳文件進行結構化處理任務的配置，靈活設定任務優先級。

具備運行監測管理：實時監測各節點處理單元的運行狀況，監測內容由CPU使用率，內存占用率，存儲使用情況以及整體性能等。

具備用戶權限管理：對系統用戶及操作權限的增刪改等；

具備日志管理：記錄、查看、導出系統的所有操作、異常、報警以及任何相關的記錄。

作者單位：蘇州千視通視覺科技股份有限公司