智能化設(shè)備管理可以按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)部署多臺(tái)設(shè)備管理服務(wù)器，分區(qū)域?qū)υO(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的巡檢，這樣可以大大提高系統(tǒng)的維護(hù)效率，盡可能做到在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，在不超過(guò)10分鐘的時(shí)間內(nèi)被監(jiān)測(cè)到并告警。

　　目前對(duì)于視頻丟失、編碼器設(shè)備斷線、服務(wù)器故障、硬盤故障等設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)還是比較容易實(shí)現(xiàn)的，而對(duì)于一些軟性故障如視頻信號(hào)質(zhì)量問(wèn)題的監(jiān)測(cè)很難實(shí)現(xiàn)，因視頻質(zhì)量引起的系統(tǒng)軟故障是系統(tǒng)故障的主要組成部分，對(duì)系統(tǒng)的正常使用同樣會(huì)造成惡劣影響。

　　大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量診斷平臺(tái)能夠較好的解決這一問(wèn)題，它能夠在3-5秒鐘內(nèi)對(duì)一路圖像的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括信號(hào)干擾、圖像過(guò)白、過(guò)黑、聚焦模糊、畫面凍結(jié)等質(zhì)量問(wèn)題的監(jiān)測(cè)和告警，同時(shí)能夠針對(duì)不同時(shí)間段設(shè)置不同監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，如夜間降低對(duì)圖像過(guò)黑監(jiān)測(cè)的閥值，白天則提高對(duì)圖像過(guò)黑監(jiān)測(cè)的閥值等。我們通過(guò)視頻質(zhì)量分析監(jiān)測(cè)算法開(kāi)發(fā)專門的分析服務(wù)器，對(duì)視頻信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行不間斷的循環(huán)分析監(jiān)測(cè)，對(duì)出現(xiàn)視頻質(zhì)量問(wèn)題將在客戶端界面上告警提示，或者通過(guò)WEB網(wǎng)站對(duì)相關(guān)故障信息進(jìn)行查詢與統(tǒng)一管理。

　　現(xiàn)狀分析

　　根據(jù)某市公安局監(jiān)控圖像資源使用管理規(guī)定，在加強(qiáng)對(duì)監(jiān)控圖像資源的日常管理方面，須“建立監(jiān)控圖像資源的日常檢查和維護(hù)制度及時(shí)排除故障，保證監(jiān)控圖像資源的安全運(yùn)行?！睘橐?guī)范全市公共安全圖像資源系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)工作，某市特別制定了《某市公共圖像資源系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)考核辦法》，并對(duì)公共安全圖像資源系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)管理和人員經(jīng)費(fèi)保障等工作進(jìn)行日?？己?、年終考評(píng)，根據(jù)考核得分進(jìn)行分類排名。這在某方面促進(jìn)了視頻監(jiān)控制度的建立與監(jiān)控值守人員的配備。然而，面對(duì)眾多的監(jiān)控點(diǎn)，單憑分局監(jiān)控中心十幾個(gè)監(jiān)視屏和幾個(gè)值班人員，以傳統(tǒng)的人工“肉眼”巡檢的方式難以兼顧。

　　· 人工維護(hù)工作不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效果不好，視頻信號(hào)在出現(xiàn)不同的常見(jiàn)故障后，往往不能及時(shí)地被維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)，形成了部分的攝像機(jī)要么沒(méi)有錄像資料被保存，要么即便有錄像資料，也是質(zhì)量很差，無(wú)法從中獲取有價(jià)值的信息內(nèi)容;

　　· 由于顯示屏數(shù)量有限，維護(hù)人員往往在一個(gè)監(jiān)視屏同時(shí)監(jiān)看多臺(tái)攝像機(jī)或隨機(jī)抽取攝像頭顯示，造成部分監(jiān)控點(diǎn)被漏看或被忽視;

　　· 維護(hù)人員存在一定的不穩(wěn)定性、隨意性和局限性，加上人的注意力有限、容易疲勞，會(huì)被其他事物干擾，使得這樣的人工檢查結(jié)果也不具客觀性。

　　因此，如何保證大規(guī)模攝像頭的完好工作，基于視頻分析技術(shù)的視頻圖像質(zhì)量診斷系統(tǒng)為解決這一問(wèn)題提供了良好的解決方案。

　　建設(shè)目標(biāo)

　　本方案應(yīng)用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，仿真人類的視覺(jué)系統(tǒng)，針對(duì)某市公共安全圖像資源前端攝像頭出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡和云臺(tái)失控等常見(jiàn)攝像頭故障以及惡意遮擋和破壞監(jiān)控設(shè)備的不法行為做出準(zhǔn)確判斷，并自動(dòng)記錄所有的檢測(cè)結(jié)果，生成報(bào)表。用戶可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查詢終端統(tǒng)計(jì)查詢歷史信息，并可根據(jù)攝像頭所在分局或派出所、品牌、故障類型、故障嚴(yán)重程度等不同屬性進(jìn)行故障數(shù)和故障率的統(tǒng)計(jì)分析，以便輕松維護(hù)市公共安全圖像資源系統(tǒng)。

　　技術(shù)路線

　　將視頻故障分成視頻信號(hào)缺失、視頻清晰度異常、視頻亮度異常、視頻噪聲、視頻雪花、視頻偏色、畫面凍結(jié)、PTZ運(yùn)動(dòng)失控八種類型。其中視頻信號(hào)缺失、畫面凍結(jié)兩種故障可通過(guò)人工設(shè)計(jì)的基于視頻圖像比對(duì)的方法得出結(jié)論;PTZ運(yùn)動(dòng)失控則是由故障檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，然后通過(guò)對(duì)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)分析來(lái)檢測(cè)是否有故障;而對(duì)于其他的五種故障，很難通過(guò)人工設(shè)定規(guī)則的方法來(lái)檢測(cè)，這就需要通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，讓機(jī)器來(lái)模擬人的視覺(jué)反應(yīng)，檢測(cè)視頻是否存在故障。

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　　視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)采用了視頻圖像分析的方法來(lái)檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的各種視頻常見(jiàn)故障。針對(duì)這五種不同類型視頻故障，我們?cè)O(shè)計(jì)了五個(gè)不同的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測(cè)器，每個(gè)檢測(cè)器負(fù)責(zé)分析一段視頻是否存在某一種故障，以及這種故障的嚴(yán)重性。

　　在實(shí)際運(yùn)行的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中提取大量的視頻片斷，包括正常視頻以及存在各種故障的視頻，形成訓(xùn)練樣本，并模擬人類視覺(jué)特性，針對(duì)不同故障類型提取了大量視頻圖像特征參數(shù)，用以訓(xùn)練得到診斷不同故障的檢測(cè)器。在分析階段，獲取需要分析的一段固定長(zhǎng)度的視頻，根據(jù)用戶設(shè)定的該路視頻的檢測(cè)項(xiàng)目，使用不同的故障檢測(cè)器，提取相應(yīng)的視頻圖像特征，然后輸入到已訓(xùn)練好的故障檢測(cè)模型中，即可獲取對(duì)該段視頻的故障評(píng)價(jià)結(jié)果。

　　這五種檢測(cè)器可以檢測(cè)到的視頻故障如下：

　　· 視頻清晰度異常檢測(cè)：對(duì)焦發(fā)生異常;被偶然異物遮擋(如柳絮團(tuán));被人為地蒙蔽;

　　· 視頻亮度異常檢測(cè)：亮度過(guò)高;增益控制紊亂(忽亮忽暗);

　　· 視頻噪聲檢測(cè)：噪聲、彩色帶狀滾屏的復(fù)合干擾;

　　· 視頻雪花檢測(cè)：雪花干擾;折疊干擾;

　　· 視頻偏色檢測(cè)：黃、紫帶狀偏色;單純性綠色偏色;自然綠色場(chǎng)景，不誤報(bào)。

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　關(guān)于視頻圖像質(zhì)量診斷系統(tǒng)的前端分析功能，核心技術(shù)基本都是依據(jù)視頻的常見(jiàn)故障類型來(lái)確定故障的診斷項(xiàng)。而判斷此系統(tǒng)的好壞在于系統(tǒng)是否能與管理應(yīng)用有效結(jié)合。

　　本系統(tǒng)由視頻圖像質(zhì)量前端診斷系統(tǒng)和視頻圖像質(zhì)量診斷后端綜合管理系統(tǒng)組成。其中，視頻圖像質(zhì)量前端診斷系統(tǒng)負(fù)責(zé)進(jìn)行視頻質(zhì)量分析，設(shè)置診斷計(jì)劃，按診斷計(jì)劃中的攝像頭列表和檢測(cè)項(xiàng)目逐路切換視頻，對(duì)視頻進(jìn)行質(zhì)量的分析診斷，最終向后端綜合管理系統(tǒng)輸出一條對(duì)該攝像頭的質(zhì)量診斷結(jié)果以及一張視頻截圖。

　　視頻圖像質(zhì)量診斷后端綜合管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供攝像頭管理、攝像頭區(qū)域管理、品牌管理、用戶管理、日志管理等各種系統(tǒng)配置和管理功能，負(fù)責(zé)接收視頻圖像質(zhì)量前端診斷系統(tǒng)的分析結(jié)果并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)負(fù)責(zé)提供基于WEB的歷史記錄查詢和統(tǒng)計(jì)分析功能。

　　視頻診斷綜合管理系統(tǒng)提供了基于Web服務(wù)的歷史檢測(cè)記錄的查詢和統(tǒng)計(jì)分析功能，用戶可在任何一臺(tái)可訪問(wèn)綜合管理服務(wù)器的其他主機(jī)上，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中鍵入相應(yīng)網(wǎng)址訪問(wèn)查詢網(wǎng)站，進(jìn)行歷史查詢、統(tǒng)計(jì)分析以及系統(tǒng)管理工作。

　　系統(tǒng)建設(shè)效益

　　通過(guò)系統(tǒng)的建設(shè)，節(jié)省大量人力和物力

　　視頻圖像質(zhì)量診斷系統(tǒng)的應(yīng)用將極大的解脫監(jiān)控人員日常巡檢轄區(qū)內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)的工作，同時(shí)也避免了因巡檢時(shí)快速切換畫面而導(dǎo)致的精神疲勞。

　　輔助運(yùn)行維護(hù)考核，大幅度提高公安系統(tǒng)治安監(jiān)控效率

　　視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)與圖片支持，系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)前端設(shè)備故障，并自動(dòng)生成各種類型的報(bào)表對(duì)故障程度進(jìn)行呈現(xiàn)，提供詳細(xì)的前端攝像機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告，并可以導(dǎo)出與打印，極大地方便對(duì)大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)和管理工作。系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)與圖片通過(guò)與前端設(shè)備廠家、商家或者運(yùn)營(yíng)商的及時(shí)反饋，可以有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)更新，這將最大化的保證監(jiān)控系統(tǒng)的完好率，提高監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行效率。

　　避免重復(fù)建設(shè)，節(jié)約信息化資金

　　視頻圖像質(zhì)量診斷系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，充分考慮未來(lái)各類業(yè)務(wù)的可擴(kuò)展性，做足充分的接口以及標(biāo)準(zhǔn);使系統(tǒng)具有較高的靈活性，與其它系統(tǒng)方便互聯(lián)，同時(shí)可適應(yīng)今后的升級(jí)或引進(jìn)新技術(shù)。

　　實(shí)現(xiàn)信息資源整合與共享

　　視頻圖像質(zhì)量診斷系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程多用戶訪問(wèn)以查詢處理結(jié)果信息，并實(shí)現(xiàn)了權(quán)限管理的措施，最大程度地滿足了市局與各區(qū)域分局及時(shí)、可靠的查詢各區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并獲取相關(guān)區(qū)域內(nèi)處理數(shù)據(jù)。同時(shí)平臺(tái)在WEB界面設(shè)置了留言板與信箱功能，方便了市局內(nèi)相關(guān)管理人員的及時(shí)溝通與交流，使得信息資源得到了最大化的共享和互通，真正實(shí)現(xiàn)資源整合和數(shù)據(jù)共享的同時(shí)按區(qū)域?qū)崿F(xiàn)具體化的管理目標(biāo)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量診斷平臺(tái)是視頻分析技術(shù)在平安城市監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面的典型應(yīng)用，在視頻監(jiān)控設(shè)備日益增多的今天，有力幫助用戶快速掌控前端設(shè)備運(yùn)行情況，輕松維護(hù)大型的安防系統(tǒng)。