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智能视频分析系统解决方案

一、背景简析

随着国民经济的迅速发展以及信息技术、网络技术、图像处理技术的迅速发展,视频监控技术也取得了长足的进步。现如今,视频监控系统在各行业的应用日渐广泛,与此同时该领域的两大技术难题也逐渐浮出水面:

问题1,步入21世纪以来,社会治安状况日趋复杂,公共安全问题不断凸显,城市犯罪突出,手段不断更新、升级。这些都迫切要求加快发展以“主动预防为主”的视频监控系统。

问题2,伴随着视频技术的发展, 数以万计的视频监控系统部署在城市的大街小巷,海量的视频文件给设备存储和人工预览带来了巨大的压力和工作任务。如何将海量的视频录像进行浓缩,只保留有用的信息,成为了困扰视频分析技术人员的难题。

本智能视频分析系统针对以上两个实际问题,开发了一种以实时目标检测和视频摘要技术为核心的智能视频分析系统解决方案,高效地解决了上述难题。

二、系统总体架构

 

系统总体架构图

智能视频分析系统主要由七个模块组成:摄像设备、视频转接器、运动目标检测处理器、视频摘要处理器、存储器、客户终端和预警器。

三、模块功能介绍

1、摄像设备

摄像设备包括:社区网络摄像设备群组、家用或个人摄像设备等,可以根据具体场景铺设合适的网络摄像设备。视频数据通过网络传输给视频转接器。

2、视频转接器

由于网络摄像设备产品多样化,导致了不同厂商的视频接口和视频格式各不相同,而视频转接器可以接收各种摄像设备的视频同时具备不同视频格式的解码能力。

3、运动目标检测处理器

将实时传入运动目标检测处理器的网络视频流进行分析,以提取出运动目标并进行目标跟踪,对于闯入禁止区域的非法运动目标进行快速锁定和主动预警。

4、视频摘要处理器

对传入该处理器的海量视频文件进行视频浓缩,将大量的无关信息剔除,只保留重要的数据,以节约存储空间,减少人工预览的压力和任务量。

5、存储器

提供大型存储资源池,用以存储处理后的含有重要信息的视频,提供搜索、查看以及下载服务。

6、客户端

支持WindowsAndroid等主流操作系统,用以查看监控视频。

7、预警器

系统能自动检测异常事件的发生,并通过预警器及时向安防人员发出报警信息。

四、核心技术

1、实时运动目标检测技术

首先利用统计的方法得到背景模型,并实时地对背景模型进行更新以适应光线变化和场景本身的变化,再用形态学方法和检测连通域面积进行处理,消除噪声和背景扰动带来的影响,最后根据当前帧和背景的差异得到准确的运动目标。

指定搜索目标

 

    搜索出原始视频中的指定目标

 

2、视频摘要技术

通过对视频中的运动目标进行目标提取和运动轨迹分析,将不同的目标拼接到一个共同的背景场景中,并将它们以某种方式进行组合,生成新的浓缩后视频。

 
原视频
 
      浓缩视频   

五、性能参数及配置要求:

(一)性能参数

1、摄像设备:支持大多数主流厂商的摄像设备;

2、视频格式:支持TSAVIMPG等主流格式;

3、视频分辨率:支持但不限于1080p的高清分辨率视频;

4、平均目标检测耗时:40-100毫秒;

5、平均浓缩比:20-40倍。

(二)配置要求

最低硬件配置要求:

164Windows操作系统;

2CPU英特尔i5以上;

3、存储256G硬盘;

4、英伟达系列显卡,高性能GPU

六、系统功能:

1、在视频检测时,可实现单目标视频与原始视频同时对比播放;

2、运动目标的时间戳功能:浓缩视频中可标识目标的出现时间;

3、运动目标原始视频快速回放功能:用户在检索回放时,可选定目标快速定位到源文件;

4、过滤功能,对无效运动目标进行滤除,可配置忽略目标像素大小,例如夜间的飞虫等像素值较小的运动目标;

5、常见视频操作功能(播放、暂停、上一段、下一段、播放进度条);

6、具有并发处理能力:可以同时多路批量浓缩处理,顺序执行多个任务,最多可以同时处理16个文件;

7、可设置输出视频的像素尺寸(不大于原始分辨率)


     
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