智能视频分析项目方案设计.doc

1 智能视频分析应用解决方案智能视频分析应用解决方案 2 目录目录 1概述 4 1 1智能视频分析发展概述 4 1 2智能视频分析系统特点 5 2用户现状及分析 6 2 1用户现状 6 2 2安防管理难点分析 6 3项目需求 9 3 1视频分析需求 9 3 1 1厂区出入口管理需求 9 3 1 2厂区周界管理需求 11 3 1 3厂区内管理需求 12 3 1 4楼宇内部管理需求 14 3 1 5人脸面部识别需求 15 3 2技术实现需求 16 3 2 1智能视频分析软件系统架构需求 16 3 2 2智能视频分析系统网络架构 17 4项目目标及优势 19 4 1项目目标 19 4 2系统价值优势 19 5系统设计 21 5 1智能视频分析网络部署 21 5 1 1基于视频分发机制部署 21 5 1 2基于前端模拟摄像机的部署 22 5 1 3智能视频分析与 SI 系统集成商 对接示意图 23 5 1 4告警接口介绍 23 5 2关键技术介绍 24 5 2 1智能视频分析技术 24 5 2 2流媒体技术 26 5 2 3H 264 压缩技术 28 5 3后台设备介绍 28 5 3 1智能视频分析服务器 28 5 3 2流媒体服务器 29 5 3 3智能视频分析服务器配置 29 5 3 4流媒体服务器配置 29 5 4前端设备介绍 29 6智能视频分析管理平台 31 3 6 1智能视频分析管理平台 31 6 1 1功能概述 31 6 1 2功能实现 31 6 2设备管理 32 6 2 1功能概述 32 6 2 2功能实现 32 6 3报警管理 32 6 3 1功能概述 32 6 3 2功能实现 32 6 4系统管理 33 6 4 1功能概述 33 6 4 2功能实现 33 7智能视频分析管理平台软件介绍 34 7 1智能视频分析管理平台软件客户端 34 7 1 1智能分析策略设置 34 7 2智能视频分析管理平台软件管理端 36 7 2 1视频流管理 36 7 2 2报警管理 37 7 2 3设备管理 39 7 2 4查询统计 39 7 2 5系统管理 39 7 3智能视频分析管理平台软件功能介绍 40 7 3 1入侵检测 40 7 3 2穿越警戒线侦测 41 7 3 3重点区域 42 7 3 4静态检测 42 7 3 5烟火检测 43 7 3 6逗留 徘徊检测 44 7 3 7脱岗侦测 45 8项目实施 46 8 1实施基础设备准备 46 8 2项目人员配备 46 8 3项目计划 46 8 3 1开发计划 46 8 3 2实施计划 47 8 3 3沟通计划 47 8 3 4培训计划 47 4 1 概述 1 1 智能视频分析发展概述 这些年 基于计算机的智能化技术 自动控制技术 在我国迅猛发展 然而 智能化 的安全防范技术尚未得到推广 不少与安全生产相关的科技单位 由于各种因素困扰 难 以实施科技手段 去更加有效地保障生命和财产安全 目前 很多单位都安装了各种监控与监测系统 其中 现有的视频监控系统中 大都 采用 DVR 全天候录像方式 如出现异常事故 工作人员再将视频监控录像调出进行核对 这种方式 只有 2 个功能 人工监视 海量录像事后取证 1 事后取证 是必要的 然而 更重要的 是预防事故 现有系统 大多数难以做到 即时 发现 即时 处理 各单位 呼唤自动预警功能 2 人工监视与控制 PTZ 巡检的方式 缺乏自动功能 缺乏智能预警 因此 不得不 依赖人的长时间值班 但是 由于管理制度的缺陷 安全隐患依然突出 关键的原因是 由于人类的视觉疲劳缺陷 难以长期保持警觉 即使是接受特殊培训的安全人员 长期坚 守岗位 也很难做到对关键信息完全获取 智能预警系统 是结合智能视觉分析 模式识别 信息传输等技术对监视区域所发生 的各类事件进行自动检测 自动报警的真正智能化解决方案 系统能实时检测出目标区域 发生的物体位移 物品偷盗 摄像机画面异常变化 人员跌倒 人员扭打 人员奔跑 异 常停顿 异物抛撒 人员拥挤 车辆拥堵 车辆逆行 可疑物出现 道路塌陷 人员闯入 值班员离岗 禁区通道入侵等异常状况 并对发生的异常事件 迅速自动进行报警 提示 值班员注意 1 管理软件对报警信号的提示 迫使值班员不得不对报警记录进行处理 有效促进 了制度的修改与完善 堵住了以往职责不分 约束不严的漏洞 2 远程异地备份监视数据 可有效避免渎职 隐瞒与修改数据 并方便监管人员迅 速查看记录 提前采取措施 3 一套远程管理软件 监管部门增加一个岗位 就可以监测异地多个地点的监控系 统 犹如悬着的一把利剑 在震慑违法分子的同时 也促使管理制度得到有效的实施 5 1 2 智能视频分析系统特点 智能视频监控系统是针对我国安防管理中普遍存在的异常现象 通过摄像机监视 增 加人工智能功能 对视频进行检测 智能分析 自动预警 系统结合最前沿的智能视觉分析技术与模式识别技术 能够通过纯视频的方式 在远 程监控中心 对异地的多个监视区域内发生的各类异常事件进行检测 不仅可对各类异常事件及时检测与报警 将异常事件的检测与发现由 事后 转为 实时 还可以通过异常抓拍 分析潜在的威胁 提前预警通知 可以对物体 人 车辆进行自动记录 例如人数统计 车流量统计 车辆速度 密度 车道占有率 物品与材料的运输量 储存量等信息 6 2 用户现状及分析 2 1 用户现状 模模拟拟摄摄 像像机机 视视频频分分 配配器器 编编码码器器 交交换换机机 服服务务器器 视视频频矩矩阵阵 门门禁禁 报报警警 探探测测 工工作作站站 网网络络视视频频服服 务务器器 视视频频存存储储 电电视视墙墙 核核心心交交 换换机机 二级管理部门视频监控网络架构 2 2 安防管理难点分析 1 车辆出入管理 目前 车辆出入采用司机刷卡方式认证 这种方式存在一卡多用的可能性 无法 识别车辆信息 使外部车辆容易进入厂区 2 周界入侵防范 选择重点区域 目前 在周界入侵防范措施 采用的是振动光纤与视频联动 这种方式检测速度 7 快 但振动光纤容易受其他外力影响 产生误报 3 厂区周界绊线管理 目前 对于入侵和攀越围墙已经具备一定的防范检测措施 但考虑厂区内部如果 有人接近厂区围墙 利用投掷的方式将重要物品抛出厂区 或者有人将外部危险 品抛进厂区 这种行为还未有检测手段 4 突发烟火管理 厂区内 重点区域以及楼宇内部已经配备了消防设备及人员站岗 但厂区内还有 很多区域没有人员站岗或消防设备 比如 厂区内的植被 库房周围等地方 5 遗留物管理 从安全上考虑 潜在的人为破坏可能性 对于厂区内的重点区域 楼宇周围 如 嫌疑人将可疑包裹 皮箱等物品滞留在该区域 目前还没有检测手段 6 区域入侵管理 对于内部人员在通过第一道岗进入厂区 如果不在工作期间 进入重点管理区域 现场无警卫值守情况下 缺少必要报警手段 对于安防管理存在一定风险 7 区域徘徊管理 对于外部人员在通过第一道岗进入厂区 如果没有按规定拜访指定人员 而是在 厂区内部或重要区域徘徊 现场无警卫值守情况下 对于安防管理存在一定风险 8 存放物管理 对于存放在室内或室外条件下的重要物品 物资进行监控 受天气 环境 时间 人工等因素的限制 人工监视缺乏 24 小时的实时性 持久性 9 人员出入管理 在实际安保部门工作中 经常有人进入厂区不走通道刷卡进入 而是随车辆驶入 时 从车辆通道快速通过 缺少刷卡环节 使得对人员管理不再精确 这不符合 安保部门的规定 目前也缺少必要的手段来规范和约束行人 10 人员计数管理 属于对监控管理的扩展 对于进入厂区的人员进行计数统计 包括多个出入口视 频信息的联动 确保安保部门对厂区人员数量的管理 11 统一管理平台 智能视频分析系统的建设 需要与现有管理平台进行有效集成 方便用户日常值 8 班管理的需要 000 公司为用户开发了一套统一管理平台 未来我方需要与该平台 进行集成 实现统一管理 9 3 项目需求 3 1 视频分析需求 3 1 1厂区出入口管理需求 3 1 1 1 车辆管理需求 道道闸闸 读读卡卡器器 摄摄像像机机 管管理理服服务务器器 卡卡片片信信息息 通通行行信信号号 告告警警信信息息 值值班班工工控控机机 车车辆辆信信息息视视频频信信息息 视视频频分分析析服服务务器器 目前 车辆进出厂区只需要司机刷卡就可放行 这样做只能判断出司机的合法性 无 法识别车辆的合法性 如司机借他人的卡片 仍可顺利驾车驶入厂区 现将车辆牌照识别 功能加入现有管理模式中 可有效防止非法车辆进入厂区 1 管理要求 车辆牌照识别速度快 在车辆缓速驶入监控区域时即可快速识别牌照信息 车辆牌照识别信息准 牌照识别率不低于 99 与刷卡信息联动 车辆牌照识别信息与司机刷卡信息进行后台比对 只有已登记 的合法车辆可顺利通行 通行车辆信息留底 以照片格式保存车辆通行记录 2 场景分析 通过智能视频分析软件 在监控画面 设置牌照识别规则 当内部职工驾驶车辆进入 10 厂区时 首先车辆驶入画面后 智能视频分析软件会自动追踪到车辆牌照 将车辆牌照图 像传送到后台进行分析 将牌照分析结果传送给的监控管理平台进行牌照和卡片信息比对 如车辆牌照与登记人卡片信息匹配则予以放行 否则禁止通行并告警通知值班人员 3 1 1 2行人管理需求 道道闸闸 读读卡卡器器 摄摄像像机机 视视频频分分析析服服务务器器 告告警警监监控控 值值班班工工控控机机 行行人人通通道道 机机动动车车道道 视视频频信信息息 视视频频信信息息 违违规规信信息息 计计数数信信息息 平平台台管管理理服服务务器器 目前 在上下班过程中 有部分人员不按规定从行人通道进出厂区 而是随车辆驶入 时从机动车道进入厂区 这种情况给日常安保管理工作带来很大的管理困难 利用智能视 频分析功能 可以将通行人员的违规行为进行视频留底 为安保管理提供视频依据 另外 厂区日常进出人员包括 内部人员与外部人员 内部人员可以通过刷卡信息进 行统计和管理 对于外部人员则通过填写访问单管理 现在可以利用智能视频分析的计数 功能 实现对出入人员的计数统计 1 管理要求 结合已有视频监控摄像头实现如下功能 入侵检测 从行车道进入厂区的人员进行告警 并记录图像 人员计数 统计从行人通道中进出人员的数量 对视频监控物体大小可有效识别 可区分出车辆和人员 仅对违规进入的人员进 行视频告警 对出入厂区的人员可以进行计数管理 2 场景分析 11 通过智能视频分析软件 在监控画面的出入口 规划侦测区域 设置入侵侦测报警规 则 当职工不按规定从机动车道违规进入厂区时 系统会立即区分出有人进入监控区域 并自动产生告警 同时用告警框标识出进入警戒区域的行人 提醒值班人员注意有职工违 规出入厂区 3 1 2厂区周界管理需求 平平台台管管理理服服务务器器 视视频频分分析析服服务务器器 视视频频监监控控专专网网 视视频频信信息息 周周界界侦侦测测 值值班班工工控控机机 周周界界告告警警 告告警警信信息息 枪枪机机 球球机机 目前 在周界入侵防范措施 采用的是振动光纤与视频联动 这种方式检测速度快 但振动光纤容易受外力影响 会产生误报的可能性 在厂区重要区域的周界安装周界告警功能 配合已有安防保卫措施实现双重保险 1 管理要求 结合已有视频监控摄像头实现周界检测 对监控区域的物体大小进行有效识别 可区分人员及其他活动目标 对人员攀越 围墙及栅栏 入侵区域进行告警 与附近球机联动 主动追踪嫌疑人面部 并放大嫌疑人面部图像 12 2 场景分析 通过智能视频分析软件 在监控画面的围墙 栅栏等障碍物上端范围内 规划侦测区 域 可根据需要设置任意形状 任意数量的警戒区域 设置攀越侦测报警规则 当嫌疑人 从无人值守的地点 攀越厂区围墙或护栏进入厂区 则自动产生告警 并用告警框标识出 嫌疑人目标 提醒值班人员注意有人翻越 3 1 3厂区内管理需求 平平台台管管理理服服务务器器 视视频频分分析析服服务务器器 视视频频信信息息 烟烟火火告告警警 绊绊线线告告警警 丢丢失失物物告告警警 值值班班工工控控机机 告告警警信信息息 办办公公楼楼 厂厂区区围围墙墙 绿绿化化带带 存存储储区区域域 烟烟火火告告警警 绊绊线线告告警警 丢丢失失物物告告警警 徘徘徊徊告告警警 仓仓 库库 视视频频监监控控专专网网 对于厂区内部无人管理的区域或者无 24 小时执勤的区域 利用智能视频分析 协助安 保部门的管理人员进行视频监控 一旦出现违规情况 可以立刻实现告警 1 管理要求 结合已有视频监控摄像头实现如下功能 烟火侦测 在绿化带 仓库 危险品存放区域等设置烟火告警规则 一旦出 现险情可及时告警 绊线侦测 在厂区围墙区域设置绊线告警 防止人员将重要物品抛出厂区 丢失物侦测 在设定的时间内 监控室外存放物资 防止物资丢失 徘徊侦测 在库房 重点区域外围设置徘徊告警规则 防范嫌疑人踩点侦查 13 人群聚集侦测 在出入口附近设置人群聚集告警规则 防范突发事件 非法泊车侦测 在消防通道 重要区域设置非法泊车规则 增强安保管理工 作 对视频监控画面可设置多种监控策略 对视频监控策略可设置有效时间区间 要求智能视频分析具有学习能力 可适应外界环境的变化 主要是光线变化 具 有 24 小时的持续监控能力 2 场景分析 徘徊侦测 通过智能视频分析软件 在监控画面范围内 规划侦测区域 可根据需要设置任意形 状 任意数量的警戒区域 设置徘徊侦测报警规则 当在重要实验室 危险物品仓库等区 域外围 有嫌疑人徘徊逗留超过 15s 时间可自定义 则自动产生告警 并用告警框标识 出警戒区域内的目标 提醒值班人员注意有人在监控区域徘徊 丢失物侦测 通过智能视频分析软件 在监控画面范围内 自动检测在警戒区域内的静态目标 当 在库房或场地上 存储有重要物资需要 24 小时持续监控 一旦有静态目标长时间消失超过 60s 时间可自定义 则自动产生告警 并用告警框标识出消失的目标 提醒值班人员注 意在监控区域丢失物品 烟火侦测 通过智能视频分析软件 自动检测在警戒区域内的烟火目标 当库房外围或者绿化带 出现出现烟火情况 则自动产生告警 并用告警框标识出监控区域内的烟火目标 提醒值 班人员注意烟火报警信息 绊线侦测 通过智能视频分析软件 在监控画面范围内 设置厂区周界绊线报警规则 当嫌疑人 持有重要物品想送出厂区或有危险物品想带入厂区时 简单的做法可能是通过抛掷的方式 如嫌疑人接近围墙 触发绊线告警时 则自动产生告警 并用告警框标识出监控区域内的 嫌疑人目标 提醒值班人员注意 14 3 1 4楼宇内部管理需求 楼楼道道 摄摄像像机机 视视频频分分析析服服务务器器 告告警警监监控控 值值班班工工控控机机 视视频频信信息息 违违规规信信息息 平平台台管管理理服服务务器器 入入侵侵侦侦测测遗遗留留物物侦侦测测 对于楼宇内部的安防管理要求 在无人管理的区域或者无 24 小时执勤的区域 利用智 能视频分析 协助安保部门的管理人员进行视频监控 一旦出现违规情况 可以立刻实现 告警 1 管理要求 结合已有视频监控摄像头实现如下功能 入侵侦测 在非工作时间出入楼道 办公室等区域 可及时告警 遗留物侦测 在楼道内如有可疑物品长时间滞留现场 可及时告警 徘徊侦测 在楼道 重点办公室外围设置徘徊告警规则 防范嫌疑人踩点侦 查 烟火侦测 在楼道内设置烟火告警规则 一旦出现险情可及时告警 对视频监控画面可设置多种监控策略 对视频监控策略可设置有效时间区间 要求智能视频分析具有学习能力 可适应楼道内环境的变化 主要是光线变化 具有 24 小时的持续监控能力 2 场景分析 入侵侦测 通过智能视频分析软件 在监控画面的楼道 办公室门口 实验室门口位置 规划侦 测区域 设置入侵侦测报警规则 当非工作时间由嫌疑人进入楼道 办公室 实验室等区 15 域时 系统可立即侦测出嫌疑人进入监控区域 并自动产生告警 同时用告警框标识出进 入监控区域的行人 提醒值班人员注意重点区域有人入侵 遗留物侦测 通过智能视频分析软件 在监控画面范围内 自动检测在警戒区域内的静态目标 当 在楼道 有人故意将危险品遗留在现场 一旦有静态目标长时间滞留超过 60s 时间可自 定义 则自动产生告警 并用告警框标识出滞留的目标 提醒值班人员注意检查遗留物 3 1 5 人脸面部识别需求 在日常安保管理工作中 智能视频分析可识别出违规嫌疑人个体 但由于视频画面较 小不容易使值班人员看清嫌疑人的面部特征 的人脸面部识别功能 可在告警的同一时 间自动识别人脸面部信息 并放大人脸面部特征 使值班人员可快速锁定嫌疑人目标 1 管理要求 能够进行人物追踪 并锁定人脸面部信息 能够清晰展现人物面部特征 提供 80 120 像素标准图像 供值班人员查看 2 场景分析 当职工违规出入厂区门口时 或者当嫌疑人攀越围墙时 监控摄像机在提示告警的同 时 进行人物追踪 并识别人脸面部特征进行放大处理 使值班人员在接收告警的同时 能准确识别视频中的嫌疑人 16 3 2 技术实现需求 3 2 1智能视频分析软件系统架构需求 未来我方建设的智能视频分析系统 为了简化用户日常管理的多系统切换 我方将会 与控管理平台实现集成 实现安防统一管理 整体软件系统架构需求如下 网网络络视视频频服服务务器器 模模拟拟摄摄像像机机 智智 能能 视视 频频 分分 析析 系系统统管管理理 查查询询统统计计 告告警警视视频频 播播放放插插件件 单单点点登登陆陆个个性性化化界界面面定定制制 报报警警管管理理 视视频频流流 翻翻越越检检测测 方方向向检检测测 人人员员计计数数 逗逗留留徘徘徊徊检检测测 静静态态侦侦测测 周周边边防防护护和和入入 侵侵者者监监测测 重重点点区区域域检检测测 烟烟火火检检测测 非非法法搭搭靠靠 攀攀 爬爬抛抛物物侦侦测测 报报警警流流数数据据库库配配置置数数据据库库 接接口口 视视频频信信息息源源 数数据据交交换换层层应应用用层层展展示示层层 监监控控管管理理平平台台 视频信息源 智能视频分析系统的视频信息 由司提供视频播放插件 将实时指派视频信 息到指定 ip 地址的服务器 数据交换层 报警流数据库 存储各类报警日志及视频片段 方便用户调取 配置数据库 存储系统内部软件参数配置 硬件参数配置 监控策略配置 人员角色权限配置等信息 应用层 智能视频分析 根据监控画面对被监控对象的行为进行准确分析 例如 翻 越检测 方向检测 人员计数 逗留徘徊检测 静态侦测 周边防护和入侵 者监测 重点区域检测 烟火检测 非法搭靠 攀爬抛物侦测等 视频流管理 接收公司的视频信息 17 系统管理 系统管理模块包括菜单权限管理 组织用户 数据字典 角色等 子模块 是系统整体权限管理解决方案 它是基于业内成熟设计 曾应用于 国家级信息化建设工程 并被客户认可的优秀设计 报警管理 报警管理模块设计为专门管理报警日志和报警处置的模块 报警 日志用于保存报警时的关键信息 如时间 报警类型 发生报警时的画面等 以备查询处置 后期分析取证等需要 报警处置用于保存报警后的对应处置 信息 如时间 人员 过程 结果等信息 同时关联报警日志模块 可以回 溯报警画面 展示层 单点登陆 系统支持单点登陆 个性化定制页面 根据用户权限及管理需求 可自定义登陆界面 方便用户 进行快速操作和使用 监控管理平台 负责接收和展示告警信息 包括 告警画面 事件 id 等 3 2 2智能视频分析系统网络架构 流流媒媒体体服服务务器器 监监管管终终端端 交交换换机机 数数据据中中心心机机房房 监监管管中中心心 智智能能分分析析服服务务器器 网网络络视视频频服服务务器器 摄摄像像头头 监监控控平平台台服服务务器器 智智能能视视频频分分析析 安安防防视视频频监监控控 智能视频分析系统网络架构如下 前端模拟摄像头以及安防专网已经有司实施完成 我方系统建设过程中 需要在院机关及各科研院所的数据机房建设智能分析服务器及流媒 18 体服务器 流媒体服务器 流媒体服务器通过对输入视频流的复制 转发 可以扩充 DVR 的路数 在不考虑带宽的前提下 可以支持任意路数的访问 这样就可以转发一 路给原有监控平台 一路给智能视频分析系统 同时给每个客户端流媒体播放器 转发一路视频流 智能分析服务器 智能视频分析服务器是基于报警规则来进行智能视频分析的 因此需要先安装一个智能视频分析客户端软件 通过客户端软件进行规则设置 客户端软件提供一系列的过滤器 通过对监控画面配置一个或多个过滤器 设置 临界值 如通过设定奔跑速度下限来确定是否奔跑行为 实现对监控画面的报警 规则配置 目前常规的智能视频分析服务器可支持 50 路视频 19 4 项目目标及优势 4 1 项目目标 智能视频监控系统在于可以 7 24 小时 不间断的持续监控 替代部分日常人工繁杂 的监控工作 简化日常管理工作强度 使值班人员有更多时间 精力处理突发情况 当嫌 疑人出现违规行为时 视频分析功能会自动识别 同时触发视频报警提示 值班人员可在 电视墙上看到告警视频画面 为下一步处理提供视频依据 系统建成后 可以实现以下目标 与监控管理平台集成 双方利用系统的接口进行数据交换和共享 实现视频信息 共享 智能视频分析系统可将视频告警信息传递给控管理平台 提高安保部门 的安防管理能力 帮助值班人员更快发现险情 与人工监控相比 能够进一步加强对厂区的安防保卫工作 监控区域更广泛 在很多无人值守的区域 比如 厂区围墙 绿化带 楼道 等地方 只要安装摄像头 都可实现监控 监控时间更持久 相对人员现场执勤 值班室的视频监控等 智能视频分析 可实现 7 24 小时的不间断监控分析 监控能力更强 相对人工肉眼的识别 在复杂环境下 天气 树木等环境 智能视频分析的能力更具优势 监控策略更灵活 可配置多种监控策略 及时发现违规入侵 逗留 徘徊 烟火等异常情况 4 2 系统价值优势 一 降低工作强度 节省安防管控人力 厂区内人工监控的方式 不仅准确率较低 还浪费了大量人力资源 每个重要区域都 需要安排执勤人员 为了确保最低的误报率 每天需安排轮岗换班 智能监控系统的可实 现 7 24 无间断监控 为安保部门节省了大量人力成本 20 二 形成应急管理平台 提高安防管控工作的效率 智能监控系统有助于形成统一指 挥 功能齐全 反应灵敏 运转高效的应急机制 提高保障公共安全和处置突发事件的能 力 智能监控系统能够像人一样识别不同的物体 发现监控画面中的异常情况 并能够以 最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息 使实时监控的视频信息实现其实时预警 报 警的作用 而不是仅仅作为事后证据 这样不仅有效地协助安保人员处理危机 而且最大 限度地降低误报和漏报现象 提高安防工作的效率 三 通过统筹规划 提高图像信息资源的利用率 减少重复建设费用 节省安防管控 管理成本 通过统一规划 综合统筹 避免监控系统建设各自为政 重复建设 相关子系 统的平台均可复用在其他监控指挥系统中 提高平台的使用效率和经费利用率 同时 智能监控系统可以充分利用资源 针对传统模拟监控 已建或新建 选择重 点 高危监控目标和场所 实现主动监控 区别监控 四 降低案件侦破 防范的费用 监控系统提供的图像信息作为有效的线索 有力的 证据 大大节省了安防人员取证所花的时间 人力 物力和财力 同时提升整个安防系统 的安全等级 提升对灾难的预见性和主动性 21 5 系统设计 5 1 智能视频分析网络部署 5 1 1基于视频分发机制部署 模模拟拟摄摄 像像机机 视视频频分分 配配器器 编编码码器器 交交换换机机 平平台台管管理理服服务务器器 视视频频矩矩阵阵 门门禁禁 报报警警 探探测测 智智能能分分析析 服服务务器器 网网络络视视频频服服务务器器 视视频频存存储储 电电视视墙墙 核核心心交交 换换机机 流流媒媒体体服服 务务器器 智智能能视视频频分分析析 该部署方式基于视频分发机制 根据 提供的 API 开发接口程序 用来接收 分发 过来的视频码流 公司可以指派任意一路视频码流到指定的智能视频分析服务器 由 公司进行视频画面分析 告警信息通过接口程序传递给 的平台管理服务器 该方式的优势在于是在现有系统上的升级 只需要进行软件开发就可将系统集成 未 来随着监控点数的增加 不需要再投入大量设备 推荐此种集成方式推荐此种集成方式 22 5 1 2基于前端模拟摄像机的部署 模模拟拟摄摄 像像机机 视视频频分分 配配器器 编编码码器器 交交换换机机 平平台台管管理理服服务务器器 视视频频矩矩阵阵 门门禁禁 报报警警 探探测测 智智能能分分析析 服服务务器器 网网络络视视频频服服务务器器 视视频频存存储储 电电视视墙墙 核核心心交交 换换机机 流流媒媒体体服服 务务器器 智智能能视视频频分分析析 D DV VR R 该部署方式基于前端模拟摄像机 需要 公司在视频分配器上划出视频输出 接入前 端 DVR DVR 再将视频信息传递给流媒体服务器 流媒体服务器将视频信息转换为 CIF 格式传递给的智能视频分析服务器进行视频画面进行分析 告警信息通过接口程序传递给 的平台管理服务器 此种接入方式需要在前端部署大量 DVR 设备 不利于未来系统的扩展升级 23 5 1 3智能视频分析与 SI 系统集成商 对接示意图 摄摄像像头头编编码码器器 网网络络存存储储服服务务器器 视视频频存存储储阵阵列列 流流媒媒体体服服务务器器智智能能分分析析服服务务器器 平平台台管管理理服服务务器器 原原始始码码流流 M MJ JE EP PG G码码流流 告告警警信信息息 1 1 2 2 3 3 客客户户端端 系统有较好的适应性 能够很容易的与 SI 的监控平台进行对接 对接方式如下 1 从 SI 网络存储服务器分发一路用于分析的视频码流 需要 SI 提供接口 API 2 流媒体服务器将转换后的码流 Motion JPEG 送到智能视频分析服务器进行分 析 3 智能视频分析服务器将视频画面的进行分析 分析结果 告警信息 通过智能分 析提供的 Alarm Server 接口函数发送到 SI 的平台管理服务器 4 SI 将告警信息叠加到监控平台的监控终端码流中 供值班室的值班人查看 5 1 4告警接口介绍 智能视频分析系统告警接口以 XML 格式实现 通过 TCP IP 的指定端口以串的格式 发送 XML 告警信息 XML 告警信息包括 摄像头信息 摄像头 ID 24 摄像头描述 摄像头型号 告警信息 告警 ID 告警视频 告警类型 告警时间 5 2 关键技术介绍 5 2 1 智能视频分析技术 目前 市场上常见视频智能视频分析软件都是基于 VMD AVMD 或 BA 技术 与公 司独有的 NMD 技术的对比说明如下 5 2 1 1VMD Video Motion Detection 视频运动检测 前期视频分析基于视频移动探测技术 Simple VMD Video Motion Detection 此技术 采用比较相邻帧图象像素的变化情况 此技术的应用比较有局限性 不适合多种环境 容 易产生漏报和误报 对于一些静态场景过于敏感 如海浪 树叶的晃动等 可能触发误报警 因此不适合 用于室外 而对于一些缓慢移动的入侵物体 或者入侵的物体突然停止运动 可能导致漏 报警 Simple VMD 的最大缺陷是只比较相邻帧图象像素的变化情况 而不考虑背景 5 2 1 2Advanced VMD 高级移动探测技术 近期的视频分析技术 Advanced VMD 属于动态侦测技术的范畴 一般基于物体跟踪 背 景分离 此技术可以提供更好的视频分析表现 a 可以对场景中的物体进行探测 跟踪及分类 b 可以对场景中的背景进行学习并自动调整背景 25 c 可以通过学习目标物体的行为模式而更好的跟踪及分类 d 可以对感兴趣的目标进行进一步的异常行为分析判断 5 2 1 3Behavior Analysis 行为分析技术 它是在视频画面内物体的运动路线形成后 根据运动轨迹对物体的行为或性质做进一 步分析和确认 一方面它可与前景物体检测相结合 剔除树叶 云影等产生的误警 增强 场景的适应性 另一方面通过检测物体运动轨迹的检测 可以有效实现拥挤场景下的逆行 检测 行人异常加速 打架斗殴 人群聚集等等 5 2 1 4Non Motion Detection 静态侦测技术 静态侦测技术 Non Motion Detection 算法是完全不同的算法 基于屏幕统计学 概 率学原理 算法采用统计逼近方式识别一个事件 每一个像素点的状态都会在统计的基础 上进行检查 并且和临近的像素点进行比较直到组成一个反映场景变化的图像 它是具备下一代启发式人工智能算法 区别于世界上其他任何一款监控系统 因此功 能是其它任何监控软件无法提供的 静态侦测技术 NMD 要求我们的系统忽略移动 即使在拥挤的环境下也能提供极高 的准确率 其中的一些东西是其他任何一个公司都不能做到的 不同于传统的基于动态侦测技术 VMD 的软件 由于 VMD 的本质都是依靠动态图像 所以在略微拥挤的环境下无法侦测 静态侦测技术 NMD 忽视一切动态的物体 专注于静态物体的分析 由于用户可以 自定义侦测时间 所以能针对不同的目的和环境设定必要的侦测时间 此外 用户还能自 主设定目标物体的外形 大小 越是重要繁忙的场所 越能体现具备静态侦测技术的价值 采用这种技术需要的计算机资源很低 甚至比采用 VMD 方式的都要低 使用静态侦测技术能实现如下功能 a 遗留物品侦测 在拥挤的环境中侦测 蓄意 遗留的包裹 即使物 体前面有持续移动的物体 能侦测 4 4 像素的物体和低对比度的 26 环境 一旦报警事件发生 通过 jump to event 功能 能快速查阅 和识别报警事件 给予监控人员快速反应时间 b 监控铁轨是否有障碍物停留 是否能让列车顺利通过 报警信号可 以和其它控制设备联动 控制列车速度或者信号灯 c 监控非法泊车 监控限制道路的非法泊车 即使在交通拥挤的环境 中也能持续监控 自主设定泊车报警的时间长度 可以用在禁停区 和卸货区等区域 d 侦测瞌睡 本产品侦测具备长时间侦测静态物体的能力 因此有人 睡倒的时候 能发出警报 e 物品盗窃侦测 能对拥挤环境中的物品移动发出报警 通过快速回 查功能快速响应报警事件 f 涂鸦和破坏行为侦测 能对拥挤环境中的乱涂乱画 张贴海报和打 砸物品的情况发出报警 5 2 2 流媒体技术 5 2 2 1 流 的定义 现在网上传输视频 音频主要有下载 Download 和流式传输 Streaming 两种方 式 流式传输是连续传送视 音频信号 当流媒体在客户机播放时其余部分在后台继续下载 流式传输有顺序流式传输 Progressive Streaming 和实时流式传输 Real time Streaming 两种 方式 实时流式传输是实时传送 特别适合现场事件 实时流式传输必须匹配连接带宽 这意味着图像质量会因网络速度降低而变差 以减少对传输带宽的需求 实时 的概念是 指在一个应用中数据的交付必须与数据的产生保持精确的时间关系 在 Internet 中使用流式传输技术的连续时基媒体就称为流媒体 通常也将其视频与音 频称为视频流和音频流 实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器 5 2 2 2流媒体系统组件 流媒体是由各种不同软件构成的 这些软件在各个不同层面上互相通信 基本的流媒 27 体系统包含以下 3 个组件 播放器 Player 用来播放流媒体的软件 服务器 Server 用来向用户发送流媒体的软件 编码器 Encode 用来将原始的音频视频转化为流媒体格式的软件 这些组件之间通过特定的协议互相通信 按照特定的格式互相交换文件数据 有些文 件中包含了由特定编解码器解码的数据 这种编解码器通过特定算法压缩文件的数据量 5 2 2 3流媒体服务器的主要功能 a 响应客户的请求 把媒体数据传送给客户 流媒体服务器在流媒体 传送期间必须与客户的播放器保持双向通信 这种通信是必需的 因为客户可能随时暂停或快放一个文件 b 响应广播的同时能够及时处理新接收的实时广播数据 并将其编码 c 可提供其他额外功能 如 数字权限管理 DRM 插播广告 分 割或镜像其他服务器的流 还有组播 5 2 2 4流媒体服务器的服务方式 a 单播 在客户端与媒体服务器之间建立一个单独的数据通道 从 1 台服务器送出的每个数据包只能传送给 1 个客户机 b 组播 在以组播技术构建的网络上 允许路由器一次将数据包复制 到多个通道上 c 点播与广播 点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接 在点 播连接中 用户通过选择内容项目来初始化客户端连接 用户可以 开始 停止 后退 快进或暂停流 广播指的是用户被动地接收流 在广播过程中 数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户 客户端接收流 但不能控制流 28 5 2 3 H 264 压缩技术 5 2 3 1H 264 介绍 H 264 是一种高性能的视频编解码技术 目前国际上制定视频编解码技术的组织有两 个 一个是 国际电联 ITU T 它制定的标准有 H 261 H 263 H 263 等 另一个是 国际标准化组织 ISO 它制定的标准有 MPEG 1 MPEG 2 MPEG 4 等 而 H 264 则 是由两个组织联合组建的联合视频组 JVT 共同制定的新数字视频编码标准 所以它既 是 ITU T 的 H 264 又是 ISO IEC 的 MPEG 4 高级视频编码 Advanced Video Coding AVC 而且它将成为 MPEG 4 标准的第 10 部分 因此 不论是 MPEG 4 AVC MPEG 4 Part 10 还是 ISO IEC 14496 10 都是指 H 264 5 2 3 2H 264 技术优势 H 264 最大的优势是具有很高的数据压缩比率 在同等图像质量的条件下 H 264 的 压缩比是 MPEG 2 的 2 倍以上 是 MPEG 4 的 1 5 2 倍 举个例子 原始文件的大小如果 为 88GB 采用 MPEG 2 压缩标准压缩后变成 3 5GB 压缩比为 25 1 而采用 H 264 压缩 标准压缩后变为 879MB 从 88GB 到 879MB H 264 的压缩比达到惊人的 102 1 H 264 为什么有那么高的压缩比 低码率 Low Bit Rate 起了重要的作用 和 MPEG 2 和 MPEG 4 ASP 等压缩技术相比 H 264 压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收 费 尤其值得一提的是 H 264 在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像 5 3 后台设备介绍 5 3 1智能视频分析服务器 每一个智能分析服务器可支持多达 50 个摄像机图像存储 浏览 这 50 个摄像机可以 是系统内的任意 50 个位置的摄像机 不必按照顺序或区域设置 根据实际情况 如果整个 系统扩容 需要所有的监控点同时录像 我们在主控中心要求最大限度的利用高效率的系 统服务器组 因为整个系统可以支持拥有多个智能分析服务器 29 5 3 2流媒体服务器 DVR 设备对外提供的视频流有路数限制 例如 一个 16 路 DVR 只对外提供 24 路 视频流 即 16 个摄像头 每个摄像头提供 1 路视频流外 还可以对外提供 8 路 由于这 16 路已经被原有监控平台占用 能提供给智能分析系统的只有 8 路 即只能看到 8 路监控 画面 为了解决路数争端的问题 在对原有监控平台改动最小的前提下 采用通过流媒体服 务器转发的方案来解决 流媒体服务器通过对输入视频流的复制 转发 可以扩充 DVR 的路数 在不考虑带 宽的前提下 可以支持任意路数的访问 这样就可以转发一路给原有监控平台 一路给智 能分析系统 同时给每个客户端流媒体播放器转发一路视频流 提供的流媒体服务器每台可支持 60 路视频流转发 5 3 3智能视频分析服务器配置 5 3 4流媒体服务器配置 5 4 前端设备介绍 在视频监控系统中 摄像头是最前端 最基础 投资数量最大的一个产品 也是最关 键设备 它负责对监视区域进行摄像并转换成电信号 再进一步用于传输 其质量直接影 响视频监控系统的整体应用 摄像机可以按照三个方面分类 按色彩分类 分为彩色和黑白摄像机 一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高 比 较适合用于光线不足的地方 如果使用的目的只是监视景物的位置和移动 可采 用黑白摄像机 如果要分辨被摄像物体的细节 比如分辨衣服和景物的颜色 则 采用彩色的比较好 30 按感光器件分类 分为 CMOS CCD 和 3CCD 三种 CMOS 影像传感器和 CCD 一样是在摄像机中可记录光线变化的半导体 在两种图像传感器中 CCD 是较早获得应用的 其 技术成熟度也较高 目前监控摄像机大多数情况下采用 CCD 芯片 3CCD 即一台摄像机使用了三片 CCD 3CCD 摄像机的价格贵很多 同时镜头尺寸也较大 目前只有对成像分辨率要求很高的视频监控领域才有应用 在我国视频监控摄像机市场中 CCD 市场主要被 SONY 夏普等国际知名感光 器件提供商占领 按云台运动方式分类 分为枪式摄像机 半球摄像机 快球摄像机等 快球摄像 机的特点是监控面广 同时转速比较快 主要用于高速跟踪可疑人员 能够及时 地跟踪到位 半球摄像机主要用于电梯 有吊顶光线变化不大的室内应用场合 枪式摄像机属于传统摄像机 可以应用于室内外任何场合 但不大适合监控或者 安装范围较小的场合 综合云台和功能 摄像机大致分为 枪机 球形摄像机 一体化摄像机 红外日夜两 用摄像机等几类 31 6 智能视频分析管理平台 6 1 智能视频分析管理平台 6 1 1功能概述 智能视频分析管理平台智能视频分析管理平台 视视 频频 监监 控控 语语 音音 报报 警警 图图 像像 报报 警警 智能视频分析管理平台包括视频矩阵 图像报警和语音报警 视频矩阵主要功能是将 监控画面以矩阵的形式展现给用户 用户可以选择 1x1 2x2 3x3 4x4 5x5 的不同的矩 阵规则查看 并且可以对单个摄像头进行控制查看操作 图像报警是当智能分析服务器分析出报警情况时 相应的视频上会在报警区域进行标 识 能够清晰的提示哪个摄像头的那个区域出现问题 语音报警是当智能分析服务器分析出报警情况时 在智能视频分析管理平台会根据报 警类型进行语音提示 报警之后 所有的报警信息就可以跟报警管理功能对接 实现报警处置 6 1 26 1 2功能实现实现 视频矩阵的视频源是流媒体服务器发送的视频流 通过客户端浏览器嵌入的播放器进 行播放 报警信息来自于智能分析服务器 根据预先设定的报警规则 对监控的视频流进 行解析 发现异常情况时就会发出报警信息给视频监控平台 32 6 2 设备管理 6 2 1功能概述 设备管理包括摄像头管理和摄像头分配两部分 摄像头管理是用于为系统保存摄像头的基本信息 为视频矩阵 智能分析 报警 日志等模块提供基础的设备数据 摄像头分配是权限管理的扩展 用于管理摄像头的权限分配的 用于控制哪些人 可以查看哪些摄像头的监控画面 使权限控制能达到记录级的细粒度管理 6 2 2功能实现 摄像头管理的摄像头基本信息数据存储在业务数据库里 用户通过浏览器可以对数据 进行增删改差等基本操作 摄像头分配的数据也是存储在业务数据库里 通过业务逻辑判 断 提供接口给其它模块调用 管理员可以对权限进行查看 分配 修改 删除等操作 一般用户不能进行权限管理 6 3 报警管理 6 3 16 3 1功能概述功能概述 报警管理包括报警日志和报警处置两部分 报警日志是用于为系统保存报警记录的 为报警处置等模块提供报警信息的相关 数据 报警处置模块用于保存用户对报警相关的处置记录 如处置时间 人员 处置详 情等信息 报警处置与报警日志相互关联 可以互相查询 6 3 26 3 2功能实现功能实现 报警日志的数据来源于智能分析服务器 智能分析服务器通过对视频流的解析 可以 实时的发送报警信息给报警日志模块 将报警日志解析存储于数据库中 同时转发报警信 33 息给客户端 在监控画面上实时显示报警情况 报警处置是在报警日志基础上的相关信息 处理 既存储报警处置的信息 同时也存储与报警日志的关联关系 可以让用户通过页面 查询相互关联的报警日志和报警处置 6 4 系统管理 6 4 16 4 1功能概述功能概述 系统管理包括用户管理 组织管理 角色管理 权限管理和数据字典五部分 其中用 户管理和组织管理是系统管理的基础 为系统提供组织和用户基础信息 角色管理和权限 管理是系统权限管理的组成 由角色关联权限 给用户分配角色 即可使用户具有相应的 权限 数据字典是系统公用数据信息 如性别 报警类型等 为系统提供公用信息管理 方便统一修改变更 6 4 26 4 2功能实现功能实现 用户管理和组织管理模块将组织用户信息存储于数据库中 对外提供接口 方便其他 模块调用 用户录入基本数据之后 即可在其他模块通过树形菜单的方式方便的调用组织 用户数据 角色管理和权限管理模块将角色 权限信息存入数据库 通过业务逻辑处理 将角色与用户的关联和角色于权限的关联进行计算 对外提供接口 使其他模块可以方便 的查询用户权限的相关情况 数据字典模块将数据字典存储于数据库中 通过业务逻辑处 理 将字典信息以接口形式提供给其他模块调用 保证字典信息的集中管理和方便使用 34 7 智能视频分析管理平台软件介绍 7 1 智能视频分析管理平台软件客户端 智能视频分析管理平台软件客户端安装在智能分析服务器上 属于 C S 架构设计 用户可以通过日程 过滤器和你感兴趣的区域等元件 创建和维护你的摄像头和智能分析 系统 对于这些元件的配置和存取点在下面的界面上展现出来 7 1 1智能分析策略设置 智能视频分析管理软件最重要的是如何设置分析策略 下面将介绍区域侦测设置案例 7 1 1 1 侦测区域设置 侦测区域的设置是非常重要的 以下是在视频画面设置侦测区域 35 7 1 1 2 多样化的侦测区域 1 一个摄像头可以设置多个侦测区域 2 当第二个侦测区域在第一个侦测区域的上部的时候 第一个侦测区域在这个区域 中不再有效 7 1 1 3 改变侦测区域的大小 从区域列表中选择侦测区域 即可以在图像区域中改变区域的大小 36 当你把鼠标放在你选择的侦测区域边上时 如果鼠标显示图标 此时可以在图像区 域内移动侦测区域 如果显示的是上下箭头的图标 则可以改变侦测区域的高度或者宽度 7 2 智能视频分析管理平台软件管理端 7 2 1视频流管理 系统提供视频流的历史记录查询回放 并能设置视频流管理 支持视频慢放 快进 暂停 检索等功能 37 后台监控画面展示 智能视频管理系统提供一个类似电视墙一样的管理平台界面给用 户 用户可以选择 1x1 2x2 3x3 4x4 5x5 的不同的矩阵规则查看 查看平台能够及时 进行智能语音报警和图像报警 7 2 2报警管理 当出现突发情况时 系统会自动产生报警 并将异常情况进行视频流存储 供执勤人 员进行后台的及时查询 1 报警标示 管控系统后台接收到报警事件后 为了方便执勤员对突发异常情况进行分析处理 后 台监控界面上会明确标出报警对象 如下图所示 38 2 语音提示 管控系统后台在接收到异常情况告警信息以后 能够通过声音的方式进行提醒 提醒 执勤人员查看告警信息 对报警信息做处理 3 告警处置 告警处