SVAC+物联网支撑安防大数据应用探析

■文/中星技术股份有限公司 邱嵩

关键字：SVAC+ 物联网 监控扩展信息 安防 大数据

1 引言

视频监控是安防系统的重要组成部分，通过视频采集这种最为直观的方式收集监控场景的丰富信息，可为安防系统应用提供坚实的数据基础。各地建设的视频监控系统规模越来越大，往往都以新增摄像机数量来加以宣传，一方面说明了摄像机在视频监控系统的重要地位，另一方面也反映出部分项目中还是单纯考虑摄像机数量，在利用视频与其他信息（特别是物联网应用系统所采集信息）的充分结合来提升整个安防系统应用效能方面的考虑有所欠缺。本文从视频监控系统将视频数据与物联网数据相结合，采用SVAC国家标准进行编码，促进安防大数据应用方面进行分析和探讨。

2 IOT简介

物联网指万物互联的网络，英文为Internet of Things（IoT）。作为新一代信息技术的重要组成部分，物联网技术和物联网应用近年来得到业界的广泛关注，从智能家居的插座、空调等智能硬件，到环境监控的温湿度传感器，从楼宇大厦的门禁到停车场出入口的道闸，几乎所有能产生数据的传感器都有了联网的需要，各种数据联网汇聚产生了很多新的应用。快递员送货上门时，即使收货人不在家也可以远程看到视频，确认身份之后再远程控制打开家门让快递员放下物品后离开锁门；在城市中穿行的电动自行车装上“身份证”后，大街小巷的RFID读卡器能准确记录电动车的位置和运行轨迹，发生失窃事故后能迅速定位并远程控制断电以便找回……

物联网应用系统的三大要素，分别是各种传感器对信息的采集和生产数据、数据的传输以及对数据的加工应用。现在的物联网应用一般都是独立的系统，是自己采集数据、独立传输、功能专一的应用。比如，环保数据监测采集排污扬尘等环境数据，独立传输给后台进行数据的呈现、预警；道路上的RFID读卡器读取的电动车信息，只能在地图上以图标、文字的方式标识电动车的位置和轨迹。这些单独的物联网信息如果能结合现场视频画面，将能更加直观和全面地反应真实情况。另外，物联网系统为了将采集的数据传输到后台，一般采用移动通信公司提供的4G服务进行数据传输，4G通信模块的安装成本和每月流量的使用成本较高。如果能利用视频监控系统已经建设好的网络传输系统，则可大大节省系统的建设成本和使用成本。

图1 独立的物联网系统

视频监控系统的摄像机也可被看作是一种物联网信息采集装置，用于采集监控现场的实时视频。视觉是为人类带来最丰富信息的一种感知途径。目前，监控摄像机已经大量升级为高清分辨率，其采集的实时视频数据量大，常采取光纤等方式进行传输，可以提供丰富的带宽，为视频监控系统与其他物联网系统的应用融合提供了物理层面的基础。

图2 独立的视频监控系统

3 SVAC标准

如果视频监控系统采用的是H.264、H.265摄像机，虽然物联网系统可以与这些摄像机结合，并利用视频监控系统已有的光纤网络传输，但这种情况下视频数据和物联网数据只是简单地共享传输通路，传感器数据和视频数据分别传送到服务器，只能通过时间标志在两个系统之间查找和调阅，视频数据和物联网数据之间无法实现融合关联。

图3 H.264、H.265摄像机与物联网系统的简单结合

SVAC国家标准是安防监控系统的基础标准，以“忠实于场景的高保真视音频编解码”为核心思想，针对安防监控实际需求，解决目前安防监控系统中视音频编解码标准不统一和在安防监控领域采用广电标准无法满足安防监控特殊需求等问题。2017年3月，SVAC国家标准2.0版《公共安全视频监控数字视音频编解码技术要求》由国家标准委发布实施，标准号为GB/T 25724-2017。

图4 数据组包格式

SVAC标准中定义了监控专用扩展信息的载体格式，可以支持多种视音频数据之外的数据进行统一编码。

利用SVAC国家标准的这一特点，视频监控系统与物联网系统的融合应用能更加深入。各类物联网装置将实时感知的物联网数据通过RS485、LAN等物理接口接入到SVAC摄像机，摄像机通过SVAC监控扩展信息方式将这些物联网数据插入到视频中一同编码，实现视频数据和物联网数据的高度关联与同步，然后传输给平台端进行应用。

图5 SVAC摄像机与物联网系统的充分融合

随着监控摄像机处理能力的提升，除了视频采集之外，越来越多的摄像机能对视频进行一些智能分析，大大缓解了平台端集中进行视频分析带来的运算压力。SVAC国家标准定义的监控扩展信息支持绝对时间、OSD信息、地理位置、报警事件、视频智能分析结果，以及其他外部输入信息或用户自定义的视频结构化描述信息的格式化传输，可以有效支持前端智能化，以及强化监控前端与监控中心智能化应用的整合与应用。视频数据、物联网数据，再加上智能分析结果可以统一编码在SVAC码流中进行传输，平台端无需解码视频即可直接提取物联网数据和智能分析结果，这为平台端将视频监控与物联网应用在用户界面上的融合和创新提供了更多的便利。

图6 SVAC智能摄像机与物联网系统的充分融合

4 SDK方式

目前，使用上述方式可以支持WIFI探针、电子围栏、交通卡、汽车电子标签、门禁卡、身份证、电动车防盗、银行卡、环境传感器等多种物联网设备接入。但在实现过程中，我们面临的一个重大挑战是物联网应用系统的标准化程度不高，物联网设备种类繁多，接入协议各不相同。为了降低接入难度，综合多种物联网应用细分领域的特点和需求，本文提出一套通用物联网扩展信息接入协议，以SDK的方式提供了物联网设备的快速接入方式。这个接入协议支持RS485和LAN两种接入方式，兼顾多种物联网设备的应用特点，既有协议标准的统一性，又保持了足够的灵活性，可以对未来更多种类的物联网设备接入提供支持。

表1 物联网信息传输协议格式

为了方便物联网设备厂商进行接入开发，物联网设备厂商除了可以依照接入协议的要求自行开发之外，也可以直接调用通用物联网扩展信息接入SDK。接入SDK的主要函数包括：

函数名称：Open ExtInfo Device

功能描述：打开485/网络设备

函数名称：ExtInfo Device Input General Data

功能描述：485/网络设备输入通用数据

函数名称：Close ExtInfo Device

功能描述：关闭485/网络设备

函数名称：Get ExtInfo PackLib Version

函数功能：获取扩展信息数据组包库版本号

图7 SVAC+物联网应用系统

在平台端，通用物联网扩展信息解析SDK可在不进行视频解码的情况下，高效率地将SVAC码流中的监控扩展信息加以解析，并将其中的物联网数据提取出来，用于物联网数据的应用开发。例如，可以配合平台端的检索算法和大数据应用，实现对任意物联网设备的视频检索，增强实战效果。

以一个“基于SVAC的多轨大数据分析”的综合应用实例来说，在应用中，基于SVAC专用扩展信息，接入WIFI探针、电子围栏、电子标签、交通卡等物联网感知数据实现视频物联网标识，并同步使用人工智能算法实现关联视频的人像、车辆等结构化描述，构建多轨大数据分析模型获得人像-车辆-探针-围栏-标签-卡证之间关联匹配关系，实现多轨融合、关联，为业务提供精准的用户画像多轨主数据服务。其中，重点业务之一是危化车辆/特种车辆监管应用，即通过卫星定位技术、卡口抓拍技术、RFID识别或电子车牌等技术的综合应用，掌握某一地区危化车辆、特种车辆的实时位置与行驶轨迹、行驶速度，并与车辆的应到位置、应驶路径进行实时比对，发现异常情况并及时触发相应处置预案，联合相关部门进行研判和应急处置。

5 结语

SVAC国家标准是针对安防应用的业务需求特点专门制定的视频编码标准，与H.264、H.265等通用视频编码标准相比，SVAC标准除了在视频编码上支持同等的高清分辨率、高质量编码之外，还通过支持更强的安全性和灵活的监控扩展信息，为安防应用日益增长的融合需求提供了很好的支持。基于SVAC国家标准，安防系统可以在视频采集之外，集成物联网、人工智能、信息安全和地理时空融合，不仅解决了不同来源、不同种类信息的传输和应用接口问题，也为多数据源的大数据碰撞分析提供了精确到视频帧的关联关系，SVAC+物联网可为基于视频动态感知、实时预警分析决策和大数据融合可视化应用提供强大支撑。