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智能视频分析系统
技术附件
智能视频分析系统
2006年10月19日
目录
1综述3
2智能视频分析系统架构3
3前端分析设备:
硬件6
4智能视频分析应用8
5报警信息处理12
6API基本命令13
7系统处理性能13
1综述
智能视频分析系统采用了先进DSP信号处理技术,革命性的将视频压缩和视频分析技术结合在一起,为网络化监控提供了技术基础。
一般来讲,智能视频分析系统包含两大部分:
视频压缩:
采用Mpeg4压缩技术,将远程图像通过网络传回控制中心。
实时视频分析:
采用先进的人工智能技术,不断地自动学习背景图像,将可疑的目标从背景噪音中隔离出来,并通过一系列的行为分析,将目标进行过分类为人、车辆、动物等,在通过进一步的方位、方向、速度等规则管理,将突破防区规则的目标信息传回控制中心。
另外,智能视频系统还可以将入侵目标的信息叠加在Mpeg4视频流上,通过方框、轨迹来突出入侵目标,并通过摄像机间的接力来实现稳定跟踪同一个目标。
本文详细描述了作为一套智能视频分析系统应具备的功能和性能,可用作工程设计指导和系统设计。
2智能视频分析系统架构
2.1智能分析引擎
系统应至少能够提供以下智能分析功能,并能够将分析结果输出给后台监控指挥系统。
2.1.1★入侵检测.
2.1.2★静止物体移走
2.1.3★遗弃物
2.1.4★禁止停车
2.1.5★视频信号丢失.
2.1.6视频信号差.
2.1.7★低能见度
2.1.8★摄像机信号恢复(丢失后)
2.1.9干结点信号(可常开或常闭)
2.1.10★镜头被移动
2.1.11前端设备开、关机
2.1.12基于系统API的客户化应用产生的报警
2.1.13报警联动
2.1.13.1根据报警设防镜头防区
2.1.13.2根据报警撤防镜头防区
2.1.13.3根据报警指挥PTZ摄像机到某预置位
2.1.13.4根据报警调用基于API的客户化编程动作
2.1.13.5可启动、关闭镜头上的某个防区、人或者车辆的方向
2.2网络通信:
2.2.1系统提供网络QoS服务质量,对每个前端设备的视频、语音或数据可设置优先级和带宽管理。
.
2.2.1.1★允许多个视频流构成一个优先级组,并可定义传输保留带宽
2.2.1.2QoS服务质量应不应基于后台服务器管理,而是基于前端设备,实现分布式带宽管理
2.2.1.3TheIVSSQoS服务质量应允许优先级组中的任何一个视频再次定义子优先级,对子优先极高的视频流自动保留所需带宽。
2.2.1.4TheIVSSnetworkQoS服务质量应能够确保所有列入优先级组的视频流保证带宽.
2.2.1.5TheIVSSnetworkQoS服务质量能够确保双向语音/数据通信的稳定性
2.2.1.6TheIVSSnetworkQoS服务质量对每路视频流都能够支持CBR和VBR带宽管理
(128kbps-4Mbps)
2.2.2智能视频分析系统能够提供时间同步功能
2.2.2.1★支持采用SNTP协议的时间服务器
2.2.2.2对每个前端设备都可定义单独的时间服务器.
2.2.2.3支持GMT标准时区.
2.3摄像机连接.
2.3.1★可同时分析4路PTZ摄像机,并支持检测到入侵目标后自动跟踪,固定摄像机可触发PTZ摄像机的自动跟踪
2.3.2★PTZ摄像机自动跟踪过程中,如果目标丢失或没有目标,可定义空闲等待时间,自动回到某预置位.
2.3.3支持380线到520线的摄像机
2.3.4支持NTSC和PAL制式
2.3.5支持以下摄像机:
2.3.5.1模拟固定摄像机,包括黑白、彩色、红外、红外+红外灯、热成像日夜自动转换
2.3.5.2支持以下主流PTZ控制协议:
2.3.5.2.1★PelcoP,D协议
2.3.5.2.2支持Bosch私有通信协议
2.3.5.2.3支持Samsung(Techwin)私有通信协议
2.3.5.2.4支持松下私有通信协议
2.3.5.2.5支持GE/Kalatel私有通信协议
2.3.5.2.6支持Siemens私有通信协议
2.3.5.2.7支持Samsung(Electronics)私有通信协议
2.3.5.2.8支持Cohu私有通信协议
2.3.5.2.9支持Dongyang私有通信协议.
2.4智能视频分析系统逻辑架构
2.4.1★各系统模块均可独立运行,各模块的关闭或运行不受其他模块影响。
2.4.2前端分析设备:
独立运行的小型嵌入式设备,运行实时操作系统,连接摄像机,完成视频分析和现场报警联动功能
2.4.3后台监控软件:
采集来自前端分析设备的报警数据和视频流,对这些数据进行分析、记录、分发等处理动作。
2.5需提供详细的安装文档和配置文档
3前端分析设备:
硬件
智能视频分析系统的前端分析设备应能够提供以下功能
3.1智能视频分析软件
3.1.1安装:
3.1.1.1智能视频分析软件应预先安装在嵌入式硬件平台上,无须用户安装
3.2前端分析设备硬件不需要其他网络或设备协助即可处理、检测或执行报警联动
3.3前端分析设备故障后,自恢复电源重起的最大时间为20秒钟
3.4前端分析设备硬件在分析多个防区、多个镜头以及多个客户端连接的情况下,应当没有任何系统性能降低或性能抖动。
3.5前端分析设备硬件应提供RCA标准语音输入接口,连接麦克风
3.6前端分析设备硬件应提供RCA标准语音输出接口,连接音箱
3.7前端分析设备硬件应提供至少1个BNC模拟视频输入和1个BNC模拟视频输出.
3.8★前端分析设备硬件应提供至少1个RS485和1个RS232接口
3.9★前端分析设备硬件应提供至少2个干结点输入、1个或多个干结点输出,并采用工业标准的卡接接头,以方便更换设备。
3.10前端分析设备硬件应提供内置2口以太网交换机,用于串接本地多个设备
3.11前端分析设备硬件应支持NTSCCIF352x240(PALCIF352x288)到
NTSC4CIF704x480(PAL4CIF704x576)等解析度.
3.12前端分析设备硬件应采用DSP处理器,支持以下功能:
3.12.1在故障状态下,能够快速的导出配置文件到新设备上去
3.12.2支持固件升级或更新
3.12.3内置时钟系统,支持时区设置,和网络上的时间服务器同步
3.12.4为各种智能分析模式和场景/行为分析提供足够的处理能力
3.12.5Mpeg4压缩编码
3.12.6支持编码、压缩、解码、解压缩双向语音通信
3.12.7可以30fps的速度对视频信号进行智能分析
3.12.8可产生视频分析报警信息
3.12.9可管理报警联动(动作)
3.12.10可输入、输出音频信号
3.12.11可自动控制PTZ摄像机进行跟踪
3.12.12可处理OSD屏幕叠加信息
3.13前端分析设备参数
摄像机接入路数
1路前端分析设备
4路前端分析设备
智能视频音频安全分析通道数
1
4
模拟视频输入
标准–PAL
√
√
物理接口–BNC75欧姆
1
4
模拟音频输入
非平衡MiniJack–Audio阻抗
10k欧
1
4
模拟视频输出
标准–NTSC/PAL
√
√
物理接口–BNC75欧姆
1
4
OSD叠加
√
√
模拟音频输出
非平衡MiniJack–Audio阻抗
10k欧
1
4
AudioImpedance10k欧姆
√
√
标准符合
ISO/IEC14496(MPEG-4)
√
√
数字视频输出
每通道最大解析度
4CIF
(704x576)
4CIF
(704x576)
128Kbps–4Mbps
√
√
帧速率
25
25
CBR/VBR
√
√
数字音频输出
标准–ADPCM(G.729)
√
√
8-96Kbps
√
√
频率响应,20Hz–20kHz,+/-
√
√
0.25dB
采样频率32,44.1,48@20
bits/sample
√
√
音频增益控制-90dB–30dB,8db
单位
√
√
网络
以太网RJ-45接口
2x10/100
1x10/100
视频音频–RTP/IP组播
√
√
报警/控制–TCP/IP
√
√
串行I/O
RS-232/RS-485
2/1
8/4
干结点
输入–DryContacts(max.12VDC
50mA)
4
16
输出–RelayDryContacts(max.
24VDC1A,125VAC0.5A)
2
8
电源
电压
12VDC
120V-240VAC
功率
功率(max.)
6.0W
24.0W
尺寸(W/H/D)mm.
200/60/161
483/44/325
运行温度
0º-50ºC
0º-50ºC
运行湿度
5%~95%
5%~95%
海拔
5000米
5000米
安装
保温机箱
保温机箱
4智能视频分析应用
4.1概述
4.1.1系统可自动实时监测、优化视频参数,如亮度、对比度,以保证最佳图像,以便系统进行分析
4.1.2系统可自动调整亮度敏感度优化视频分析
4.1.3★可同时支持多种检测模式和(如遗弃物和入侵检测)
4.1.4★单画面上,可支持多防区、多目标,并且实时叠加OSD信息
4.1.5在发生告警时,系统会继续分析
4.2背景学习
4.2.1系统应能自动进行3维立体识别(详见3.1.4.7描述),并能够进行3维景深设
置
4.2.1.1可以设置参考物体
4.2.1.2可以计算目标距离摄像机的距离
4.2.1.3可以设置对立体的物体进行标注
4.3检测功能
4.3.1系统支持以下检测/报警功能
4.3.1.1当摄像机镜头移位或更改视频信号输入时,产生告警
4.3.1.2信号丢失、差信号、信号恢复,产生告警
4.3.1.3低能见度、很差的视频信号,产生告警
4.3.2系统能够自动过滤以下误报警,并能够实现背景学习,不需要采用防区方式进行隔离
4.3.2.1背景环境运动、细微移动:
如树木晃动、波浪、气浪
4.3.2.2下雨、雪、冰雹
4.3.2.3快速晃动的灯光
4.3.2.4小动物
4.3.2.5飞鸟、飞鸟的阴影
4.3.2.6闪电
4.3.2.7喷泉、红绿灯、晃动的树木等
4.3.2.8★摄像机间歇或轻微震动(<4个像素)不应该降低检测能力.
4.3.2.9★摄像机持续晃动
4.3.3系统应提供PTZ跟踪功能:
4.3.3.1PTZ跟踪应能够根据入侵报警自动进行,也可人工选择图像上的目标,系统进行自动跟踪,
4.3.3.2PTZ跟踪范围应遍及摄像机的视野范围
4.3.3.3PTZ摄像机在跟踪过程中,不需要任何其他摄像机配合或人工指挥
4.3.3.4可跟踪人、车辆、船只
4.3.3.5基于以下情形,PTZ跟踪启动:
4.3.3.5.1在PTZ预置位上检测到入侵目标
4.3.3.5.2鼠标点击视频画面上的任何目标
4.3.3.5.3输入画面上的任意目标的三维坐标(如来自雷达的数据)
4.3.3.5.4在其他固定摄像机上检测到入侵目标
4.3.3.6根据摄像机的优先级,PTZ跟踪可以被其他报警中断
4.3.3.7用户可自定义入侵目标缩放的大小,跟踪过程中,入侵目标会一直保持固定大小,并稳定保持在屏幕中央。
4.3.4系统能够分析、检测最小12个像素的目标
4.3.5系统能够做以下通用防区设置:
4.3.5.1每个镜头上可任意设置多个独立的配置模版
4.3.5.2在每个配置模版中,每个镜头上可配置至少10个防区
4.3.5.3在防区设置中,可手工画出不规则形状的防区,并可以在防区中用“橡皮”擦去部分防区
4.3.5.4支持防区的重叠
4.3.5.5可通过干结点输入设防或撤防
4.3.5.6在一个镜头场景中,可迅速全景设防或部分防区设防
4.3.5.7可利用时间/任务表在某时段激活/取消某防区.
4.4特殊防区设置
4.4.1入侵检测:
4.4.1.1★每个镜头中,至少可以设置10个防区,并可以同时进行检测。
4.4.1.2可支持任何视角摄像机镜头检测,如俯视、斜向下、斜向上等。
4.4.1.3在各种环境背景颜色下,都能够进行分析(不需要特殊的色彩对比度)
4.4.1.4能够检测各种形状的车辆,大型或小型车,船只、火车、摩托车、自行车
4.4.1.5能够忽略高速移动的物体.
4.4.1.6检测到目标后,如果目标在防区内停留超过预定时间,然后再报警
4.4.1.7在三维环境中,能够持续检测所有方向或预定方向的入侵目标,如对角线、接近水平线、垂直移动、远离摄像机等
4.4.1.8检测到目标后,如果目标在防区内走过预设的一段距离,然后再报警
4.4.1.9检测到目标后,如果目标在4分钟内原地不动,然后行走,系统会识别为同一个人,持续跟踪,不会再次报警为另一个入侵者,驻留时间为4分钟
4.4.1.10★在同一个防区内,支持同时检测多人、多车
4.4.1.11在人眼很难察觉的情况,可检测到伪装、遮掩、匍匐等目标
4.4.1.12可检测到缓慢移动的目标(4米/小时的速度)
4.4.1.13可同时检测到快速移动和缓慢移动的目标.
4.4.1.14★支持缓冲区/预警区设置,当目标在缓冲区内时,监视目标不报警,一旦目标进
入检测区,即刻报警.
4.4.1.15可对任意预设方向移动的目标进行分析报警
4.4.1.16在PTZ摄像机的各个预置位设置轮循,并检测入侵目标
4.4.1.17可对任、车辆大小、速度、方向进行设置报警规则
4.4.2遗弃物检测
4.4.2.1每个镜头中,至少可以设置10个防区,并可以同时进行检测。
4.4.2.2★可以设置遗弃物大小
4.4.2.3可设置遗弃物的丢弃时间
4.4.2.4可检测带进防区的遗弃物和防区内人丢弃的物体
4.4.2.5可检测扔进画面的物品
4.4.2.6可辨别遗弃物及其主人
4.4.3物体移走
4.4.3.1每个镜头中,至少可以设置10个防区,并可以同时进行检测。
4.4.3.2★可设置物体大小
4.4.3.3可预设时间,在规定时间内物体被放回原处而不报警
4.4.3.4临时遮挡,不会误报警
4.4.4禁止停车
4.4.4.1每个镜头中,至少可以设置10个防区,并可以同时进行检测。
4.4.4.2★可设置车辆大小
4.4.4.3可预设时间,在规定时间内车辆停留,然后开走而不报警
4.4.4.4在拥挤的交通环境,支持临时或长期遮挡
5报警信息处理
5.1智能视频分析系统应能在模拟视频输出和IP视频流输出时叠加OSD信息:
5.1.1★叠加方框或十字叉:
当发生告警时,方框或十字叉显示在目标周围,代表入侵目标。
当有多名入侵目标时,系统会自动采用不同颜色区别。
5.1.2叠加入侵轨迹:
当发生告警时,伴随着目标移动,其运动轨迹会直接在视频画面上叠加上去。
当有多名入侵目标时,系统会自动采用不同颜色区别。
6API基本命令
6.1可采集告警和系统事件
6.2可采集、发送客户化事件到前端分析设备
6.3可编程客户化动作,由前端分析设备执行
6.4可打开、关闭前端分析设备的视频流通信
6.5可打开、关闭前端分析设备的音频流通信
6.6可打开、关闭前端分析设备的数据流通信
6.7可解析、提取视频流中叠加的告警、位置、时间等OSD信息
6.8可添加、删除前端分析设备
6.9可提取视频流、解码、祯控制
6.10可设防、撤防
6.11可PTZ控制摄像机、预置位移动
6.12可控制双向语音音量
6.13支持人工选定屏幕上的目标,并进行自动跟踪
6.14可更改IP地址
7系统处理性能
7.1系统检测准确率:
99.9%
7.2误报率:
1次/天