视频结构化分析平台建设技术需求方案

□ 文/周 文

视频结构化分析平台建设技术需求方案

□ 文/周 文

在公安信息化建设深入开展的背景下，现有视频监控网络存在着缺乏深度应用的模式。其应用的瓶颈是视频信息如何高效提取，如何同其他信息系统进行标准数据交换、互联互通及语义互操作。解决这一问题的核心技术即是视频结构化描述的技术。用视频结构化描述技术提升公安在视频侦查、破案方面的效能，使之形成新一代的智慧化、语义化、情报化的视频处理工具系统。

视频结构化分析平台采用先进的图像处理技术、视频结构化描述技术、云计算技术实现视频图像结构化处理，实现以机器自动处理为主的视频信息处理和分析，快速提取实时监控视频或监控录像中的视频信息，并存储于中心数据库中。平台能够实时对监控区域的录像文件进行特征分析（如颜色、大小、方向、时间、地点等），使原来需要数小时查看的文件，在几分钟内可以快速浏览查看。用户通过结构化视频合成回放，可以快捷的预览视频覆盖时间内的可疑事件和事件发生时间。并可以根据结构化短片中的单个事件索引，直接链接播放可疑事件的原始视频，观看整个事件的真实情况。

系统建设目标

建设一套基于云计算架构的基础视频结构化分析平台，有效利用目前联网的实时视频及存储录像的视频文件资源，从海量的视频文件中迅速定位播放相关事件的视频，找出有价值的视频信息，缩短视频回放翻查时间，节省人力，使查看所有视频成为日常工作的一部分。同时处理后存储于数据库中的视频信息可以通过技术手段转化为公安工作可用的情报；实现主动监控、自动联网分析等网络功能；全方位拓展视频在警务工作中的应用模式，大幅度提高技术的易用性，实现以业务民警为中心的随时随地的灵活、简单、多样的视频按需服务应用。在江北分局建设一套智能视侦一体化系统，采用集中处理，分级调阅的方式，在情指中心、刑警大队及各派出所部署客户端作为远程应用。同时配备一套取证终端，供分局及派出所现场办案，视频采集、处理、研判使用。

系统技术需求

视频结构化分析平台，必须具备以下基本要求：

系统具备云计算架构，部署应采用集中处理、分级调阅的方式，具备多级级联，动态结构化处理服务自动分配，具备系统多节点的平衡负载，重特大事件处理时可并行网络服务计算能力及集群能力；

客户端应支持C/S架构，单个节点设备最少具备20个用户并发访问；

后台管理应支持B/S架构，具备权限、用户、结构化任务设置、综合网管等功能。

具备从硬盘录像机获取视频流和录像文件；

具备用户上传本地视频文件；

具备对上传文件进行统一转码，满足网络点播；

具备对上传文件进行结构化视频合成播放，并能够基于结构化后视频的事件标签回溯播放原始视频。

具备对上传的视频文件或视频流进行结构化分析，满足视频内活动事件的特征信息提取，通过时间戳与视频文件关联后进行结构化存储；

具备对处理文件的内容搜索，按视频内活动事件的运行方向、活动范围、颜色值、大小等特征进行搜索和过滤；同时具备所有视频时间、地点等条件搜索和过滤。

具备对平台中各个处理单元的实时运行检测，提供综合网管模块，能够对平台各服务模块及设备的资源利用的情况，通过图表的方式进行直观展示；

具备权限控制功能，通过为不同用户指定相应的角色，来控制用户的可操作范围。

中心管理控制单元

具备服务管理配置：提供平台注册授权，对各节点的处理单元进行增、减操作。

具备信令控制管理：实现对平台所有层级的业务处理服务单元进行信息集中控制转发，实现数据同步；

具备任务调配管理：实现由中心控制单元统一接受视频处理任务，对各层级的业务处理服务单元进行任务分派。

具备负载均衡能力：根据服务单元的运行状态和硬件资源耗用状况及任务属性，分摊服务单元的工作任务。

视频结构化处理单元

具备视频转码功能：支持将多种厂商的私有视频格式转换为标准的AVI流，MPEG4或H.264编码，如海康、大华、科达、东方网力、安讯士、景阳等厂家。

具备视频适配和解码适配：支持对不同厂家的视频进行适配，适配完成后进行解码视频，然后自动进行结构化处理。

具备视频获取功能：对不同视频源（如监控平台、DVR录像文件、指定存储设备的录像文件）的视频存储文件下载至本处理单元。

具备视频结构化处理功能：实现对录像中的背景图像数据和运动物体的图像数据进行分析提取，并记录运动物体的特征信息，进程结构化索引存储。

具备对视频处理任务的执行功能：根据中心管理控制单元分配的任务，对录像文件进行分析处理；

具备处理状态上报功能：视频结构化处理单元向中心管理控制单元主动或被动上报运行监测状态和当前任务处理状态。

具备任务更新功能：接受到来自中心管理控制单元的任务更新通知，可自动调整处理任务，并支持通过人工进行处理优先级的调整。

具备文件数据转发功能：具备将结构化分析生成的文件，发送到指定的视频数据管理单元。或把原始录像文件数据，发送到指定的视频数据管理单元。

视频数据管理单元

具备视频结构化文件存储功能：对来自于视频结构化处理单元的视频结构化的结果文件数据进行存储，存储内容和时间可以手动调整和增减。

具备视频结构化合成功能：具备将来自视频结构化处理单元的结果文件合成为视频，被客户端直接进行点播操作。

具备视频数据分发功能：根据客户端用户的播放需求，实现对原始录像回放时的视频分分发和视频数据的分发；

具备下载文件功能：当接收到来自客户端的下载文件命令，将用户指定的内容发送到客户端，实现客户端下载功能。

具备特征搜索反馈功能：根据用户设定的搜索条件反馈查询结果（包括运动物件的图片清单及图片数据）。其中，搜索条件包括：录像时间范围、设备地址、视频通道，录像文件名称，视频结构化处理单元地址、视频数据管理单元地址、物体运动方向、颜色、大小，合成密度、合成速度，用户感兴趣或不感兴趣的区域等等。

具备播放控制反馈功能：根据客户端对文件的播放控制，调整相应的视频数据合成方式。

具备文件管理功能：实现对原始录像文件和视频结构化信息文件的管理，并支持对相应文件的下载；

综合网管管理软件

具备身份登录验证功能：对客户端登录的用户进行用户鉴权，限制和管理用户的操作权限；

具备信息查询接口功能：对外提供WebServer网页服务器查询接口，实现对平台基本信息的配置与获取、回馈统计分析数据等功能。

具备视频资源管理：管理和配置视频源，视频源可以来自监控联网平台，可以直连设备获取，可以来自用户主动上传。

具备结构化任务管理：按实时视频流、录像文件和用户上传文件进行结构化处理任务的配置，灵活设定任务优先级。

具备运行监测管理：实时监测各节点处理单元的运行状况，监测内容由CPU使用率，内存占用率，存储使用情况以及整体性能等。

具备用户权限管理：对系统用户及操作权限的增删改等；

具备日志管理：记录、查看、导出系统的所有操作、异常、报警以及任何相关的记录。

作者单位：苏州千视通视觉科技股份有限公司