廣域安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控子網(wǎng)性能監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安防技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺的系統(tǒng)狀態(tài)和視頻監(jiān)控服務(wù)質(zhì)量的保障系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對安防的需求日益提高。目前，視頻監(jiān)控已滲入到社會生活的各個(gè)層面，成為公安執(zhí)法的重要依據(jù)。小范圍的視頻監(jiān)控子網(wǎng)已經(jīng)不能滿足應(yīng)用需求，安防工程已向更大的監(jiān)控范圍拓展，如城域監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。安防系統(tǒng)的規(guī)模發(fā)展也帶來一系列新的問題。主要存在的問題包括:(I)具體設(shè)備的檢測認(rèn)證不能保證整個(gè)系統(tǒng)性能合格；(2)當(dāng)前視頻監(jiān)控工程的檢測驗(yàn)收以人為主體，所得結(jié)論的主觀性較強(qiáng)；(3)對運(yùn)營過程中監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)改變?nèi)鄙儆行У谋O(jiān)管。這些問題需要應(yīng)用新的技術(shù)手段加以解決。
[0003]針對視頻監(jiān)控工程驗(yàn)收，中國發(fā)明專利200910103217.4中設(shè)計(jì)了一種視頻信號產(chǎn)生器，用其作為信源將產(chǎn)生信號饋入視頻監(jiān)控信道，并在系統(tǒng)輸出端檢測和分析輸出信號，以確定系統(tǒng)所引入的各種誤差；中國發(fā)明專利201110079555.6提出了一種在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的視頻診斷系統(tǒng)和管理中心系統(tǒng)的架構(gòu)；中國發(fā)明專利201110215353.X中公開了一種對視頻像素進(jìn)行分析，進(jìn)而調(diào)整環(huán)境照度的方案；中國發(fā)明專利201110404648.1中公開了一種通過與存儲樣本對比檢測視頻監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)是否異常的方法；中國發(fā)明專利201210239325.6中公開了一種應(yīng)用視頻質(zhì)量診斷服務(wù)器對系統(tǒng)降質(zhì)進(jìn)行檢測的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是依據(jù)公安部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA\T367-2001、GA\T669_2008和GA\T792-2008對圖像信息采集和編碼的技術(shù)要求，提供一種廣域安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控子網(wǎng)性能監(jiān)測系統(tǒng)及其方法，對視頻監(jiān)控子網(wǎng)的圖像質(zhì)量進(jìn)行評估，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工程驗(yàn)收及系統(tǒng)狀態(tài)維護(hù)提供依據(jù)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種廣域安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控子網(wǎng)性能監(jiān)測系統(tǒng)，包括位于視頻監(jiān)控子網(wǎng)和上級監(jiān)控中心之間的服務(wù)質(zhì)量管理單元，所述服務(wù)質(zhì)量管理單元主要是由通訊模塊、存儲模塊以及運(yùn)算模塊組成，所述通訊模塊用于與視頻監(jiān)控子網(wǎng)之間進(jìn)行視頻圖像數(shù)據(jù)以及設(shè)備工作狀態(tài)的傳輸，所述存儲模塊用于基準(zhǔn)圖像的數(shù)據(jù)保存，所述運(yùn)算模塊用于對視頻圖像進(jìn)行運(yùn)算處理，判斷攝像頭位置偏移，并與基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較得出視頻圖像的質(zhì)量評估分?jǐn)?shù)。
[0007]—種廣域安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控子網(wǎng)性能監(jiān)測方法，采用上述的系統(tǒng)來完成，包括步驟如下:
[0008]I)對監(jiān)控場景進(jìn)行分類；
[0009]2)通訊模塊接收系統(tǒng)發(fā)出的狀態(tài)信號，判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否異常；
[0010]3)通訊模塊提取視頻圖像特征；
[0011]4)調(diào)用存儲模塊中存儲的相應(yīng)場景的基準(zhǔn)圖像質(zhì)量模型；
[0012]5)運(yùn)算模塊分析所提取的視頻圖像特征參數(shù)，判斷攝像頭的位置是否發(fā)生偏移，建立視頻圖像本身的圖像質(zhì)量盲評估模型，以及與基準(zhǔn)圖像質(zhì)量模型進(jìn)行參數(shù)比較，建立圖像質(zhì)量有參評估模型；
[0013]6)根據(jù)圖像質(zhì)量盲評估模型以及圖像質(zhì)量有參評估模型，得出視頻監(jiān)控子網(wǎng)的質(zhì)量評估分?jǐn)?shù)。
[0014]所述步驟I)中，采用自動場景選擇或手動場景選擇兩種模式對監(jiān)控場景進(jìn)行分類。
[0015]所述步驟5)中，建立圖像質(zhì)量盲評估模型的具體方法是:
[0016]首先計(jì)算某一類別圖像組中所有圖像的特征向量，再將特征向量作為輸入變量饋入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，圖像質(zhì)量評分作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，通過機(jī)械學(xué)習(xí)獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)權(quán)重，即產(chǎn)生圖像質(zhì)量盲評估模型；
[0017]所述特征向量是:將視頻圖像沿水平、垂直及對角線方向求像素差值，再對圖像亞采樣，在亞采樣圖像基礎(chǔ)上再次進(jìn)行上述操作，產(chǎn)生差值圖像圖，將所產(chǎn)生的所有的差值圖像與廣義高斯曲線擬合，得到一串特征描述符，組成特征向量；
[0018]所述廣義高斯曲線是:采用去除均值的歸一化對比度描述系數(shù)作為圖像特征的描述子，該描述子反映了自然圖像的統(tǒng)計(jì)特征，自然圖像中像素的歸一化對比度描述系數(shù)符合廣義高斯曲線分布，在視頻圖像發(fā)生降質(zhì)時(shí)，將改變這一分布。
[0019]所述步驟5)中，建立圖像質(zhì)量有參評估模型的具體方法是:
[0020]首先計(jì)算作為基準(zhǔn)圖像及其降質(zhì)圖像的特征向量，再將兩者的特征向量差值作為輸入變量饋入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，圖像質(zhì)量評分的差值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，通過機(jī)械學(xué)習(xí)獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)權(quán)重，即產(chǎn)生圖像質(zhì)量有參評估模型。
[0021]所述步驟4)中，所述基準(zhǔn)圖像是以工程驗(yàn)收圖像為基準(zhǔn)圖像，采用SIFT算子描述基準(zhǔn)圖像性質(zhì)，所述SIFT算子以向量表形式保存在存儲模塊中，作為對比的基準(zhǔn)。
[0022]所述步驟5)中，系統(tǒng)以一定時(shí)隙對場景進(jìn)行采樣，將采樣圖像的描述特征與基準(zhǔn)圖像對比，當(dāng)一定百分比的特征點(diǎn)的描述子及位置發(fā)生變化時(shí)，判定攝像頭位置發(fā)生偏移。
[0023]本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果如下:
[0024]本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)作為通信接口，安放在局域監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)端實(shí)現(xiàn)上級監(jiān)控中心與底層視頻監(jiān)控子網(wǎng)絡(luò)間的雙向通信。上級監(jiān)控中心可以通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)置該系統(tǒng)的控制參數(shù)，并可調(diào)閱監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像及視頻。當(dāng)視頻監(jiān)控子網(wǎng)的狀態(tài)發(fā)生變化或低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，該系統(tǒng)自動向上級管理中心發(fā)出警示。
【附圖說明】
[0025]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯:
[0026]圖1是本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)與視頻監(jiān)控子網(wǎng)以及上級監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)鏈接框圖；
[0027]圖2是本發(fā)明監(jiān)控視頻質(zhì)量評分流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]圖1所示，本發(fā)明所提供的廣域安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控子網(wǎng)性能監(jiān)測系統(tǒng)，包括位于視頻監(jiān)控子網(wǎng)和上級監(jiān)控中心之間的服務(wù)質(zhì)量管理單元。服務(wù)質(zhì)量管理單元主要是由通訊模塊、存儲模塊以及運(yùn)算模塊組成。通訊模塊用于與視頻監(jiān)控子網(wǎng)之間進(jìn)行視頻圖像數(shù)據(jù)以及設(shè)備工作狀態(tài)的傳輸。存儲模塊用于基準(zhǔn)圖像的數(shù)據(jù)保存。運(yùn)算模塊用于對視頻圖像進(jìn)行運(yùn)算處理，判斷攝像頭位置偏移，并與基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較得出視頻圖像的質(zhì)量評估分?jǐn)?shù)。上級監(jiān)控中心可以通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)置該系統(tǒng)的控制參數(shù)，并可調(diào)閱監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像及視頻。當(dāng)視頻監(jiān)控子網(wǎng)的狀態(tài)發(fā)生變化或低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，該系統(tǒng)自動向上級管理中心發(fā)出警示。服務(wù)質(zhì)量管理單元與上級監(jiān)控中心之間通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)信令狀態(tài)的傳輸和交換。
[0030]本發(fā)明系統(tǒng)由中央處理器、內(nèi)存、Flash等硬件組成，F(xiàn)lash中存儲作為基準(zhǔn)的每個(gè)攝像頭工程驗(yàn)收圖像與/或圖像質(zhì)量模型。
[0031]本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)具有兩項(xiàng)功能:(I)偵聽視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵設(shè)備的心跳信息(即設(shè)備運(yùn)行標(biāo)示信號)、攝像頭位置是否變化等二值狀態(tài)信息；(2)以視頻圖像為基準(zhǔn)，對系統(tǒng)的工作性能是否達(dá)標(biāo)做出連續(xù)判斷。
[0032]本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)可全天候?qū)ΡO(jiān)控影像質(zhì)量進(jìn)行度量，在24小時(shí)內(nèi)找到監(jiān)控系統(tǒng)的薄弱點(diǎn)，作為工程驗(yàn)收的依據(jù)。
[0033]本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)有兩種工作模式:(I)有參模式:以工程驗(yàn)收時(shí)的影像作為模板，將系統(tǒng)工作時(shí)的影像與該模板對比，產(chǎn)生系統(tǒng)質(zhì)量評估分?jǐn)?shù)；(2)無參模式:就圖像本身，如圖像鈍化、對比度、噪聲等因素對圖像質(zhì)量進(jìn)行判斷。
[0034]監(jiān)控系統(tǒng)采用5分制或5個(gè)等級進(jìn)行描述圖像質(zhì)量，5分表示優(yōu)秀，4分表示良好，3分表示合格，2分表示圖像畫質(zhì)較差，I分表示畫質(zhì)很差。
[0035]參照警方視頻監(jiān)控驗(yàn)收規(guī)范，將視頻監(jiān)控場景劃分點(diǎn)、線、面三類，并可細(xì)分為更多種類的場景。針對不同的場景采用不同的質(zhì)量評