淺談大數(shù)據(jù)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

張小軍

摘 要：經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，如今很多行業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展都在朝著智能化以及自動(dòng)化方向發(fā)展，比如視頻監(jiān)控。最近幾年，視頻監(jiān)控技術(shù)開(kāi)始被大量的運(yùn)用到很多場(chǎng)合之中，特別是對(duì)于安防工作來(lái)講其發(fā)揮的意義更是顯著，已然成為了目前效果最好的防范措施。由于該系統(tǒng)涵蓋的信息量非常大，需要不斷儲(chǔ)存和分析各種數(shù)據(jù)內(nèi)容，原有的信息處理方式已經(jīng)無(wú)法和當(dāng)前的時(shí)代發(fā)展步調(diào)保持一致了，問(wèn)題不斷出現(xiàn)。此時(shí)大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)就成為了其新的發(fā)展方向，它是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。作者在這個(gè)前提之下，具體闡述了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征，重點(diǎn)分析了大數(shù)據(jù)對(duì)于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要性所在。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；視頻監(jiān)控；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN948.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）22-0153-02

引言

當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，此時(shí)科技也在不斷進(jìn)步，對(duì)于廣大群眾來(lái)講，不論是生活亦或是生產(chǎn)活動(dòng)都離不開(kāi)各種各樣的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存量不斷增加，加之人們對(duì)數(shù)據(jù)分析速度的要求不斷提升，此時(shí)大數(shù)據(jù)就開(kāi)始出現(xiàn)在人們的視野之中。它是時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物。目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)被大范圍運(yùn)用，數(shù)據(jù)信息量持續(xù)增加，而數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及傳遞和分析等工作都要依靠大數(shù)據(jù)來(lái)完成。所以，要想確保視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到良好的發(fā)展，首先就要積極發(fā)展大數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)有強(qiáng)大的運(yùn)作基礎(chǔ)。

1 大數(shù)據(jù)及視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)概述

1.1 大數(shù)據(jù)

如今，我們國(guó)家的專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)大數(shù)據(jù)并未形成相對(duì)統(tǒng)一的認(rèn)知理論，絕大部分人將其定義為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)不能夠處理的一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。它能夠很好的完成信息收集以及存儲(chǔ)等活動(dòng)，同時(shí)還可以以極快的速率分析數(shù)據(jù)，能夠在復(fù)雜的系統(tǒng)中以極快的速度獲知我們所需的內(nèi)容，其實(shí)用性非常高。

1.2 視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析

最近幾年，科技高速發(fā)展，與此同時(shí)我國(guó)的視頻監(jiān)控體系也開(kāi)始朝著新的方向發(fā)展，比如其更加的智能，畫(huà)面更為清晰，而且此時(shí)系統(tǒng)的安裝數(shù)量持續(xù)增加，這就在無(wú)形之中使得數(shù)據(jù)信息總量不斷變大。站在相應(yīng)的理論層面上來(lái)看，上述數(shù)據(jù)的存在對(duì)于管理工作以及安保等工作的開(kāi)展有著非常關(guān)鍵的存在意義。不過(guò)，在具體的開(kāi)展工作的時(shí)候，對(duì)于如此龐大的數(shù)據(jù)，假如只是單純的依據(jù)人力來(lái)分析，是無(wú)法滿足我們的需要的。所以，當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況是絕大多數(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)內(nèi)容都無(wú)法被合理的運(yùn)用，導(dǎo)致效率非常低。所以，作為相關(guān)工作人員，此時(shí)要做的就是把大數(shù)據(jù)合理的應(yīng)用到視頻監(jiān)控體系中。具體來(lái)講，大數(shù)據(jù)在運(yùn)用的過(guò)程中有如下的一些特征。第一，數(shù)據(jù)總量非常大，而且增長(zhǎng)速度很快。由于當(dāng)前的監(jiān)控技術(shù)得到顯著發(fā)展，監(jiān)控點(diǎn)也不斷增加，這就在無(wú)形之中導(dǎo)致數(shù)據(jù)量以極快的速度增加，特別是電腦技術(shù)的運(yùn)用，使得監(jiān)控點(diǎn)的總數(shù)暴增，此時(shí)信息總量是非常龐大的。第二，數(shù)據(jù)類(lèi)型非常多。通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)編碼的格式類(lèi)型非常多。而且，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出明顯的數(shù)據(jù)多樣性特征。第三，數(shù)據(jù)處理效率非常高。眾所周知，監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是一直在變化的，而且由于時(shí)間在變化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的總量也在不斷增加。因此，我們過(guò)去使用的運(yùn)算措施已經(jīng)不能夠適應(yīng)目前的發(fā)展形勢(shì)了，其處理信息的速度相對(duì)要慢很多。借助大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，我們能夠確保信息處理速率得到顯著的提升，符合實(shí)效性特征。第四，數(shù)據(jù)價(jià)值密度低，效率要求高。如今，我們國(guó)家的視頻監(jiān)控系統(tǒng)多是以實(shí)時(shí)模式為主，數(shù)據(jù)總量龐大，不過(guò)有用信息相對(duì)較少。

2 大數(shù)據(jù)視頻監(jiān)控架構(gòu)分析

要想將大數(shù)據(jù)合理的納入視頻監(jiān)控系統(tǒng)之中，就要結(jié)合當(dāng)前的業(yè)務(wù)規(guī)定以及Hadoop，創(chuàng)建架構(gòu)。通過(guò)分析可知，目前我國(guó)的大數(shù)據(jù)監(jiān)控構(gòu)架包含數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)分析層以及業(yè)務(wù)和管理層等內(nèi)容，接下來(lái)具體闡述。

2.1 數(shù)據(jù)源層

如今，我們國(guó)家的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)形式有兩種，分別是實(shí)時(shí)以及非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。對(duì)于前者來(lái)講，它指的是攝像頭經(jīng)由實(shí)時(shí)監(jiān)控獲取的內(nèi)容。對(duì)于后者來(lái)講，它指的是借助其他系統(tǒng)或是編碼設(shè)備等導(dǎo)入的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

當(dāng)我們開(kāi)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)活動(dòng)的時(shí)候，大數(shù)據(jù)通常是利用HDFS以及Hbase，以此來(lái)提升信息存儲(chǔ)的穩(wěn)定性。此時(shí)的監(jiān)控系統(tǒng)能夠變革之前的NVR以及專(zhuān)門(mén)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，借助先進(jìn)的HDFS存儲(chǔ)，并且利用Hbase系統(tǒng)創(chuàng)建索引，此時(shí)信息存儲(chǔ)變得更為合理，其應(yīng)用性變得更高。

2.3 大數(shù)據(jù)分析層

我們可將大數(shù)據(jù)分析層看成是數(shù)據(jù)計(jì)算層，對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能分析和數(shù)據(jù)挖掘。首先大數(shù)據(jù)利用MapReduce來(lái)分解數(shù)據(jù)，然后借助電腦計(jì)算數(shù)據(jù)，以此來(lái)提升它的使用率。同時(shí)還可以借助Hive技術(shù)，深層次挖掘數(shù)據(jù)，提取其中有價(jià)值的內(nèi)容。

2.4 業(yè)務(wù)及管理層

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是依托眾多的管理設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，能夠在第一時(shí)間消除設(shè)備運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，而且設(shè)有專(zhuān)門(mén)的管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理攝像頭。將大數(shù)據(jù)運(yùn)用到監(jiān)控體系中，從特定的層面上來(lái)看，我們可以將視頻信息當(dāng)成是一類(lèi)資產(chǎn)來(lái)看待，把數(shù)據(jù)看成是基礎(chǔ)要素，創(chuàng)建高效率的系統(tǒng)，切實(shí)提升信息的使用率，提升數(shù)據(jù)處理水平。

3 大數(shù)據(jù)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用分析

3.1 視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)挖掘技術(shù)

對(duì)于我們國(guó)家來(lái)講，視頻監(jiān)控體系的運(yùn)作離不開(kāi)電腦以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該系統(tǒng)僅是單純的記載表面圖形，并非真正意義上的智能化，和人類(lèi)的思維還是有一定的差別的。因此很多數(shù)據(jù)在原始狀態(tài)之下是無(wú)法被我們所使用的，只可以借助數(shù)據(jù)挖掘才可以發(fā)揮出它們的存在價(jià)值。視頻數(shù)據(jù)技術(shù)在我們國(guó)家還處在發(fā)展的初始時(shí)期，在發(fā)展的時(shí)候面對(duì)許多的干擾要素。通過(guò)上文的論述我們得知數(shù)據(jù)本身有著多樣性特征，規(guī)律性較低，總量較大，和常見(jiàn)的文本信息還是有一定的不同之處的，由此可知數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的難度并非一般。如今，該技術(shù)被運(yùn)用到很多方面，比如用來(lái)識(shí)別車(chē)牌等。

3.2 視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式

通過(guò)分析可知，當(dāng)前時(shí)期我們使用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式。第一，借助前端設(shè)備完成。借助系統(tǒng)中的一線智能監(jiān)控裝置，確保視頻以較快的速率集成，以實(shí)時(shí)模式挖掘信息。第二，借助后端設(shè)備完成。借助設(shè)備的服務(wù)群挖掘收集到的視頻內(nèi)容。上述兩種方式有各自的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于第一種來(lái)講，它能夠?qū)崟r(shí)的挖掘視頻內(nèi)容，其非常靈活，可以按照視頻運(yùn)算方法的規(guī)定控制系統(tǒng)的前端監(jiān)測(cè)裝置，進(jìn)而搜集算法需要的信息內(nèi)容。對(duì)于第二種來(lái)講，它的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)為它有著強(qiáng)大的信息處理水平，能夠融合各種不一樣的數(shù)據(jù)內(nèi)容，同時(shí)它處理信息的效果也非常好，具有更加明顯的數(shù)據(jù)挖掘價(jià)值。視頻數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在后端服務(wù)器集群中實(shí)現(xiàn)，其靈活性非常高，而且有著強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。這種挖掘方式的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)電腦。當(dāng)我們具體的開(kāi)展數(shù)據(jù)挖掘工作的時(shí)候，必須要結(jié)合使用人的需要正確的選擇我們所需要的挖掘類(lèi)型。

3.3 數(shù)據(jù)挖掘流程

視頻數(shù)據(jù)挖掘的目的是建立底層視頻數(shù)據(jù)到高層語(yǔ)義信息之間的映射關(guān)系，因?yàn)槠渲械挠成潢P(guān)系非常復(fù)雜，一般采用多層次的信息提取及映射技術(shù)來(lái)最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程。在視頻數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中，從底層的視頻數(shù)據(jù)中首先提取底層圖像特征信息，包括圖像紋理、圖像色塊、運(yùn)動(dòng)矢量、灰度直方圖等信息，這類(lèi)信息無(wú)法為我們所直接理解，它們是提取原語(yǔ)義信息的基礎(chǔ)。然后利用目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、特征比對(duì)等手段從圖像特征中提取原語(yǔ)義信息，包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)、人臉圖片等，目前此類(lèi)信息已可以被人們理解，不過(guò)距離人們內(nèi)心真正期望的目標(biāo)還有一些差距。最后把當(dāng)前的語(yǔ)義信息轉(zhuǎn)變?yōu)橐愿邔诱Z(yǔ)義描繪的信息，例如融合運(yùn)動(dòng)目標(biāo)軌跡信息及用戶設(shè)計(jì)的禁區(qū)信息所生成的描述內(nèi)容為“發(fā)現(xiàn)有人闖入禁區(qū)”的語(yǔ)義級(jí)報(bào)警信息，再例如融合目標(biāo)行人目標(biāo)檢測(cè)信息及運(yùn)動(dòng)軌跡信息可以生成客流量統(tǒng)計(jì)報(bào)表等，隨著提取信息的層次越高，它涵蓋的信息量越少，信息的抽象性越高，相應(yīng)的更加便于我們理解和使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動(dòng)了技術(shù)的進(jìn)步，比如信息技術(shù)以及電腦技術(shù)等的出現(xiàn)就是一個(gè)顯著的代表。在這種背景之下，我們國(guó)家的視頻監(jiān)控水平得到了明顯的提升，開(kāi)始朝著智能化以及高清化等方向發(fā)展，此時(shí)相關(guān)的需求也在無(wú)形之中變化著。所以，把大數(shù)據(jù)融入到該系統(tǒng)之中是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，有著非常關(guān)鍵的存在意義和價(jià)值。

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