警犬氣味鑒別視頻云存儲數(shù)據(jù)庫的 建立

張 林 吳德華 宋珍華 龍成生 李金鋒

警犬氣味鑒別視頻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集保存的警犬鑒別行為過程視頻資料，分散保存于多個存儲設(shè)備中，無法發(fā)揮其應(yīng)有的價值，也無法為專家的評判提供方便、快捷的信息查詢。為了解決這一問題，項目組建立了警犬氣味鑒別視頻云存儲數(shù)據(jù)庫，為專家的評判提供了安全、高效、方便、快捷的原始視頻資料，有助于對鑒別結(jié)果做出更準(zhǔn)確的判斷。

一、鑒別行為云存儲視頻數(shù)據(jù)庫建立的總體要求

根據(jù)行為數(shù)據(jù)采集及專家實時觀看和評判工作的需要，鑒別視頻云存儲視頻數(shù)據(jù)庫的建立必須符合以下幾點要求：

（一）數(shù)據(jù)的安全性、同一性和完整性，并且可以根據(jù)需求能夠進(jìn)行靈活的擴展；

（二）可以通過網(wǎng)絡(luò)24小時在線進(jìn)行實時的多用戶查詢、檢索；

（三）通過查詢得到的視頻能夠涵蓋所有需要的信息內(nèi)容，并且能夠?qū)崟r在線播放。

二、警犬氣味鑒別視頻資料的特點

為了整合所有的警犬氣味鑒別行為資料資源，通過對采集的視頻資料進(jìn)行歸類整理分析，我們發(fā)現(xiàn)這些視頻資料具有以下幾個特點：

（一）數(shù)據(jù)量大

所有采集的視頻資料清晰度較高，達(dá)到480P或720P甚至更高，因此每段視頻數(shù)據(jù)容量較大，同時視頻數(shù)量也較多，隨著實驗的進(jìn)一步開展和深化，整個系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)量會越來越多，最終堪稱海量達(dá)到TB甚至PB級。

（二）視頻資料格式多樣

在視頻資料采集過程中，由于使用了不同類型的采集設(shè)備如固定攝像頭、移動追蹤攝像頭、手持式攝像機等，因此得到的視頻資料格式不一。

（三）每段視頻資料攜帶信息量較多

我們所得到的每段視頻攜帶有相應(yīng)的信息，需要我們能夠通過網(wǎng)絡(luò)實時的進(jìn)行分類查詢和檢索。

三、云存儲與視頻數(shù)據(jù)庫架構(gòu)

（一）云存儲

根據(jù)氣味鑒別行為視頻資料的特點，以及數(shù)據(jù)存儲的安全性，訪問的高效性等情況，我們采用云存儲技術(shù)對視頻資料進(jìn)行分類管理和查詢。

在研究中，我們首先將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能。使用者可以在局域網(wǎng)內(nèi)的任何時間、任何地方，通過任何可聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備方便地存取視頻數(shù)據(jù)。

（二）云存儲視頻數(shù)據(jù)庫構(gòu)架

與傳統(tǒng)的存儲設(shè)備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，更是一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)和客戶端程序等多個部分組成的復(fù)雜系統(tǒng)。各部分以存儲設(shè)備為核心，通過應(yīng)用軟件來對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問服務(wù)。據(jù)此我們建立了內(nèi)部云存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

圖1 云存儲視頻數(shù)據(jù)庫構(gòu)架

四、警犬鑒別行為視頻資料錄像查詢系統(tǒng)的建立

根據(jù)對視頻數(shù)據(jù)訪問的要求，項目組專門設(shè)計了一套鑒別行為視頻資料查詢系統(tǒng)。采集系統(tǒng)所獲得每段行為視頻信息經(jīng)過局域網(wǎng)存放上傳到數(shù)據(jù)庫中。這些行為視頻資料的具體信息包括：id號、芯片號、訓(xùn)導(dǎo)員姓名、犬名、采集時間、行為過程信息（鑒別前、嗅嗅源、形式中、反應(yīng)情況）、得分、視頻存放地址等。各功能模塊界面如圖2～圖9所示。

圖2 警犬鑒別行為視頻資料查詢系統(tǒng)后臺

圖3 視頻資料管理

圖4 視頻資料錄入

圖5 視頻資料批量錄入

圖6 批量錄入EXECL表

前臺的查詢、檢索程序可以根據(jù)行為階段、芯片號、訓(xùn)導(dǎo)員姓名進(jìn)行單項或多項組合查詢，最終得出每條記錄的所有信息。

圖7 查詢首頁

圖8 查詢結(jié)果

我們通過警犬鑒別行為視頻資料查詢系統(tǒng)得到每段視頻的所有信息，再根據(jù)權(quán)限分配，可以播放需要的視頻。目前，警犬鑒別行為視頻資料查詢系統(tǒng)運行在局域網(wǎng)中，只要授權(quán)接入局域網(wǎng)的用戶都可以進(jìn)行查詢，同時根據(jù)權(quán)限的分配不同，可以進(jìn)行后臺的視頻資料的維護(hù)和錄像的播放。

圖9 視頻播放界面

整個視頻的存儲設(shè)備使用的是多臺曙光DS800存儲，可以根據(jù)容量需求進(jìn)行擴容，并且不會妨礙原有的應(yīng)用，存儲設(shè)備和服務(wù)器之間通過光纖或局域網(wǎng)鏈接，保證數(shù)據(jù)的大流量傳輸，應(yīng)用系統(tǒng)安裝在曙光A840服務(wù)器上，通過局域網(wǎng)和各用戶鏈接。

五、總結(jié)與分析

我們利用云存儲技術(shù)建立的警犬氣味鑒別行為云存儲視頻數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以方便、安全的為局域網(wǎng)用戶提供便捷的警犬鑒別行為錄像查詢應(yīng)用。應(yīng)用證明，警犬氣味鑒別行為云存儲視頻數(shù)據(jù)庫的建立具有以下幾方面的特點：

（一）避免了行為數(shù)據(jù)的頻繁遷移、保證了數(shù)據(jù)的完整性和同一性

如果不使用云存儲技術(shù)，不同場景，不同客戶端的用戶使用數(shù)據(jù)服務(wù)，必須每次對數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝遷移，隨著數(shù)據(jù)容量的逐步擴大，這種形式的數(shù)據(jù)遷移不僅耗費大量的人力、物力，而且也無法保證數(shù)據(jù)的完整性，直至最后數(shù)據(jù)量龐大到幾乎無法完成遷移。同時不同的客戶端數(shù)據(jù)還需要不停地進(jìn)行更新，由于數(shù)據(jù)更新不同步，往往會造成最終結(jié)果的不一致。使用云存儲技術(shù)，數(shù)據(jù)保存在存儲設(shè)備中，數(shù)據(jù)維護(hù)完成后，不同的客戶端用戶都使用同一數(shù)據(jù)源，不再需要頻繁的數(shù)據(jù)遷移與更新，也確保了數(shù)據(jù)的完整性、同一性。

（二）實現(xiàn)了警犬氣味鑒別行為數(shù)據(jù)的24小時在線的多用戶實時訪問

使用存儲技術(shù)，數(shù)據(jù)源存儲在存儲設(shè)備中，通過服務(wù)器上的應(yīng)用軟件進(jìn)行調(diào)用，這可以保證數(shù)據(jù)的24小時在線提供服務(wù)，同時只要授權(quán)進(jìn)入局域網(wǎng)的用戶都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，并且可以提供多用戶的實時數(shù)據(jù)服務(wù)。終端用戶不需要了解和配置數(shù)據(jù)的存儲、讀取過程，不需要知道數(shù)據(jù)經(jīng)由什么交換機、路由器、防火墻等硬件設(shè)備，再由服務(wù)器上的應(yīng)用軟件提供數(shù)據(jù)服務(wù)，只需要獲得授權(quán)接入局域網(wǎng)，根據(jù)權(quán)限不同，即可獲得不同的行為數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。

（三）達(dá)到了數(shù)據(jù)的安全高效訪問及異地備份、容災(zāi)的要求

服務(wù)器和存儲設(shè)備擁有自身的安全防護(hù)機制，可以更好地保證數(shù)據(jù)訪問的安全性，同時也具有備份、容災(zāi)功能，實現(xiàn)了所有行為數(shù)據(jù)的在不降低數(shù)據(jù)高效服務(wù)的前提下的異地容災(zāi)機制。

因此，警犬氣味鑒別行為云存儲視頻數(shù)據(jù)庫的建立，達(dá)到了最初設(shè)計的目標(biāo)，也完全符合最初的設(shè)計要求，保證了數(shù)據(jù)的安全性、完整性、可靠性。數(shù)據(jù)庫的建立不僅為局域網(wǎng)內(nèi)多用戶提供了實時行為數(shù)據(jù)服務(wù)，更重要的是為評審專家對警犬鑒別行為的評判提供了便捷、高效的原始視頻資料，為專家的評判提供了堅實、可靠的基礎(chǔ)服務(wù)。