数智源视频质量诊断系统方案

视频质量诊断系统北京数智源信息技术有限公司视频质量诊断系统目录1.概述.............................................................32.设计原则.........................................................43.系统设计.........................................................53.1系统结构设计..................................................53.2模块设计......................................................64.系统功能.........................................................64.1视频诊断检测项目..............................................65.系统部署与运行...................................................96.系统要求.........................................................97.系统配置与性能..................................................117.1系统配置.....................................................117.2性能参数......................................................11视频质量诊断系统1.概述随着视频监控技术的普及，视频监控系统的规模越来越大。大量监控摄像机的部署极大提升了社会安全保障的能力。但另一方面，面对成千上万摄像机，监控系统也面临着日益增大的运行维护压力。视频画面是监控系统的最核心信息。无论是现场的实时监看，或者事后的录像回放，摄像机故障或画面质量下降会对监控系统的正常工作和有效信息利用造成严重影响。面对大量的摄像机，如何及时而有效的发现故障、找到故障的原因，快速处理、对故障进行分析总结，是目前已有监控系统亟需解决的问题。目前视频质量检测与保障系统功能不完善。系统具备了基本的网络检测与视频丢失等检测功能，但检测项目不充分。为了保证画面质量，多数采用人工巡查的方式检测摄像机画面质量，工作量大，工作效率低。投入人力、时间、成本高，维护效率低。另一方面，系统管理功能不完善，提供信息不充分。管理人员对系统运行状况、维护状况、设备状况掌控程度不足。视频质量诊断系统是一种智能化视频故障分析与预警系统，对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡、云台失控、视频信号丢失等等多种摄像机故障、视频信号干扰、视频质量下降进行准确分析、判断和报警。系统按照诊断预案自动对摄像机进行检测，并记录所有的检测结果。用户通过Web网页对系统运行情况进行监控，接收、处理报警，查询历史信息，并可根据摄像机所在区域、品牌、故障类型、故障严重程度等不同属性进行多种统计分析。视频质量诊断系统利用视频质量诊断系统，客户能够有效预防因视频采集设备、视频传输等环节导致的图像质量问题及所带来的损失，并及时发现破坏监控系统的不法行为。在设备、传输发生问题后，可以迅速进行处理，保障监控系统有效运行。系统亦有利于帮助客户快速掌握前端设备运行情况，高效维护大型监控安防系统。2.设计原则结合当前视频诊断的技术发展趋势和项目实际需求，提供高性价比的最优设计方案，是本系统设计的指导思想，也是系统方案设计的基本出发点和追求目标。在设计中，遵循以下原则：先进性：在系统设计方面，在系统实用性的前提下，采用领先的视频图像处理算法与数字通讯技术，确保系统在国内的领先地位。系统具有完备的功能，易于升级扩展，具有较长的使用周期，能够在较长的时间段内满足应用需求。可行性：系统与用户以及上级管理部门的需求和管理制度相适应；与建设规模方面的实际情况相吻合。系统具有较高的实用效能。可靠性：系统能够长期稳定、安全可靠地运行。在故障发生时，不影响其它系统的运行。标准性：系统设计时，所采用的技术手段遵循业界标准，特别是提供了标准接口，使系统具有良好的兼容性，能够与其它系统连接，同时可适应今后的升级或扩展。可扩展性：系统采用模块式结构。如果用户需要接入更多处理单元，或者实现更多功能，可以方便地升级和扩展。视频质量诊断系统安全性：具有多级安全级别控制、操作人员权限控制、数据传输安全控制，数据存储安全保障等。经济性：在保证功能完善、先进、可靠的基础上，尽量降低建设成本。易用性原则：系统功能强大，界面友好，软件设计人性化，易于被普通用户掌握、操作和使用。开放性：为了保证系统的扩展和与不同厂商设备、系统的互联，系统提供第三方接口。自主知识产权：系统拥有完全自主知识产权，可按照用户需求进行定制开发和升级换代，满足用户业务持续增长时的需求。3.系统设计3.1系统结构设计系统采用“监控→诊断→维修”的闭环应用设计。已有监控系统按照自身设计正常运行；诊断系统与监控系统建立数据传输通道，从监控系统中获取视频进行分析，并且不干扰监控系统的正常运行；对于诊断系统发现的问题，维护人员进行逐项处理修复，保障监控系统的完好性。系统采用分布式结构。从监控网络获取视频信号后，系统利用视频诊断服务器完成视频诊断功能，利用Web服务器完成用户交互，利用数据库服务器存储诊断结果和系统配置。依据用户网络状况和部署规模、需求，上述各个服务可以采用一台或多台服务器实现，可以集中部署在监控中心，或分布在各个分中心。视频诊断服务器将诊断结果通过Web服务器发送给用户，并在数据库服务器中记录有关信息。用户可以通过Web页面监控系统状态，进行信息查询、统视频质量诊断系统计，设置诊断预案，维护设备信息，进行系统管理等各种操作。3.2模块设计系统采用高度模块化设计，对视频质量诊断分析过程、业务处理应用和系统管理进行功能划分，设计各个功能模块。系统包含用户交互层、业务逻辑层和视频数据源三层。用户交互层实现各种用户交互操作，包括用户登录、系统管理、摄像机管理、信息分析查询、视频诊断管理、故障处理等多个模块。业务逻辑层实现视频质量诊断，业务逻辑控制、视频数据接入、分析结果存储、Web服务等功能，包括Web服务、中央控制、逻辑控制模块、视频质量诊断模块、视频切换模块、数据库等。视频数据源提供用于进行视频质量诊断的视频数据。4.系统功能4.1视频诊断检测项目表视频诊断检测项目项目描述清晰度检测由于镜头聚焦不当、镜头老化导致的视频模糊。亮度检测视频画面过暗、过亮。对比度检测视频对比度异常色彩检测由于摄像机故障导致的视频画面大面积偏色噪声检测由于各种干扰而引起的噪声视频质量诊断系统冻结检测视频画面出现冻结异常抖动检测由于不稳定、外部强烈震动等引起的摄像机持续性抖动信号丢失检测由于摄像机故障、线路故障等引起的视频信号丢失视频剧变检测视频由于受到强干扰而发生剧烈变化视频遮挡检测画面被恶意遮挡流媒体/网络状况检测网络传输视频数据是否正常系统利用先进的视频质量数值化计算技术，实现视频故障/异常诊断、故障/异常严重性评判。视频质量数值化计算技术示例如下。利用对图像特征的分析，系统对画面模糊程度进行测量，并给出测量分数。分数区间从0至100。分值越小表示图像越模糊。反之分值越大表示图像质量越理想。分数72分数62分数46视频故障的典型示例如下。视频质量诊断系统对焦发生异常增益过高或过低偏色亮度过高噪声、偏色、刺状复合干扰雪花干扰折叠带滚屏干扰画面抖动视频质量诊断系统5.系统部署与运行系统采用分布式结构设计。依据用户网络状况和部署规模、需求，系统可以部署在一台服务器上，也可部署在不同区域的多台服务器上。作为已有监控系统功能的完善和扩充，质量诊断系统从原有监控系统中获取视频数据即可，不对已有系统的运行造成影响。视频诊断系统应当具备良好的可扩展性。随着诊断路数、诊断任务的变化，只需要调节诊断服务的数量即可。每个诊断服务支持的诊断数量根据并发诊断数量和服务器硬件配置而不同。在通常的业务模式和正常网络环境下，采用一台高性能服务器（Intel至强4核CPU），一台诊断服务器可支持5000路/小时的视频诊断。用户可以根据需要灵活设计诊断任务。例如可以避免白天繁忙的业务时段，在早晨6点到8点对整个系统进行诊断。在8点员工上班后，即可查询诊断结果，对有问题摄像机进行检修。6.系统要求视频质量诊断系统具备以下特点与能力：（1）覆盖视频采集、传输的多种诊断分析内容。（2）高准确度。采用先进的图像分析算法，并经过大量实际监控场景调校，具备较高的准确度。（3）良好的适应性。对于人流、车流、季节、气候产生的光线、阴影变化有一定的适应能力，适用于多种不同的室内外环境。（4）球机的PTZ运动不会造成诊断项目误报。视频质量诊断系统（5）高度的模块化设计。能够方便的增加、删减、修改/升级功能模块。（6）软件版本的变更都不应影响用户数据。（7）快速分析。单路视频诊断分析时间小于3秒（不包括数据接入延迟）。在实测条件下（包括数据接入延迟时间及其他各项因素），采用一台高性能服务器可支持2000路/小时的视频诊断。（8）在每天进行一次所有摄像机诊断的条件下，1万路视频诊断所需服务器数量不超过4台。（9）分布式系统架构。系统能够进行大规模部署。（10）负载均衡。系统提供负载均衡功能，自动检测在线诊断服务器数量，将诊断任务均衡分配到不同诊断服务器上。（11）高可靠性。系统具有掉电保护、断网恢复功能。（12）软件应有容错能力，一般的软件故障不应引起各类严重的系统再启动。（13）软件设计应有防护性能，某一软件模块内的软件错误应限制在本模块内，而不应造成其他软件模块的错误。（14）系统中所有涉及到时间的信息和数据其年份部分采用带纪元表示法。（15）系统中使用的协议不出现在互联网中目前不支持的协议现象。（16）应用软件应具有很好的开放性，以便于与其他应用系统的连接。（17）系统的运行应是安全、可靠的，具备完善的、分级的操作/访问权限控制机制。（18）系统应具有数据备份及灾难恢复功能。视频质量诊断系统7.系统配置与性能7.1系统配置系统采用高性能服务器，每台服务器可以支持3000路/小时以上视频的诊断任务。系统运行所需的标准服务器配置（以2万路诊断规模计算）包括：Web＋数据库服务器：1台视频诊断服务器：1至2台视频诊断服务器的硬件配置：CPU：IntelXeon5506以上内存：4G硬盘：120G操作系统：WindowsServer2003或以上版本Web＋数据库服务器配置：CPU：IntelXeon5506以上内存：8G硬盘：1T操作系统：WindowsServer2003或以上版本数据库：SQLServer2005或以上版本7.2性能参数项目说明平均正确率≥96%视频质量诊断系统平均误报率≤3%可靠性支持断网恢复、负载均衡、掉电保护处理能力每路视频检测时间小于3秒。在系统提供服务器配置条件下，单台服务器实际运行支持3000路/小时的诊断。北京数智源信息技术有限公司地址：北京市安定门外大街136号皇城国际A座1006网址：邮编：100011电话：[phone]传真：[phone]