国标GB28181视频智能分析平台EasyGBS系统的设计与应用

发布时间 2023-10-10 17:38:27作者: EasyDarwin

国标GB28181视频智能分析平台EasyGBS系统是一种基于GB28181-2016标准实现的网络视频平台,它负责实现核心信令与设备管理后台部分。该平台支持NAT穿透,可以接入海康、大华、宇视等品牌的IPC、NVR设备。它还支持国标级联,可以将不带国标功能的摄像机、直播流、直播推流转发到其他国标平台。该平台的优势在于支持任意品牌的终端设备无限制接入,实现了终端标准化和各级互联互通。此外,该平台还具有多种应用场景,包括大规模外网主动注册协议接入、常用协议转换、公有云/私有云分布式存储录像等。它还支持多种系统部署方式,如云服务部署、容器化部署等,并提供丰富的外网接入方案和HTTP API接口供二次开发。

1.智能视频分析技术


智能视频分析技术属于模式识别技术的一种,就是指采用智能化的视频分析算法,利用计算机对视野范围内的目标的特定行为进行分析和提取,让计算机判断出这些个体进行了一些什么行为,进而可以判断这些行为是否符合某些规则,是否属于“某一类型”的行为,而这些类型的行为是应该提醒监控人员注意的“可疑行为”。当发现存在符合某种规则的行为(如定向运动、越界、游荡、遗留等)发生时,自动向监控系统发出提示信号,采取某种对应措施(如声光报警器报警)或通知监控人员进行人工干预等。智能视频分析技术实现用计算机“代替”人进行分析,也即实现了“自动分析”或是“智能分析”

智能视频主要技术包括以下几个方面:

(1) 目标检测

在视频监控系统中,目标检测处于智能分析的低层,包括动目标以及静目标检测,是各种后续处理的基础。

(2) 目标跟踪

目标跟踪即对监控区域内的运动目标的轨迹进行跟踪,是目标监控的最基本的应用,也是其他事件监测的基础,处于智能视频分析的中层。

(3) 目标分类和识别

属于智能视频分析的中高层。目标分类指根据检测到目标的形状、外观、轮廓等特征进行分类(如行人、车辆、动物等),目标识别指对目标的身份进行甄别,实际应用中,如人脸识别,步态识别,车牌识别等。

(4)视频内容分析和理解

属于高级智能视频分析,是真正实现监控智能化的关键。在上述低级处理的基础上,进一步对场景中的行为,复杂事件等进行分析和识别,并用自然语言等加以描述。其中最典型的是对场景中的运动目标特别是人的行为的理解和描述。

5)系统设计

智能视频分析系统是以基于图像处理、模式识别技术的计算机视觉技术为核心,结合多媒体技术、计算机网络技术的一种主动监控分析系统。

2.本文中所设计的智能视频分析系统可以划分为几个子模块:

(1) ARM Cortex处理平台

实际应用环境中越来越复杂的算法带来了巨大的计算量,目前广泛应用在智能分析设备中DSP芯片计算能力有限,已经不能满足某些复杂算法的需要。并且无法植入嵌入式操作系统,无法成为一个独立的嵌入式终端。本系统采用TI公司的以ARM Cortex-A9为核心的OMAP4430处理器,该处理器具有双核对称处理器GHZ的运算速度。ARM NEON技术将DSP和媒体处理能力提高了近4倍,并支持改良的浮点运算,满足下-代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。本系统充分利用其对于图像处理的优化支持和开发工具,完成视频分析算法的移植和运行工作。基于ARM Cortex的硬件平台使用的关键技术包括核心芯片技术和ARM Cortex嵌入式实时多任务处理系统技术,以实现网路升级、许可证管理等各项功能,节约在更新换代时购置新设备成本。

(2) 算法分析模块

运用数字视频处理技术与智能分析技术,对已有的算法进行改进,开发具有自主知识产权的智能视频分析算法,并使用VC6.0实现,完成入侵检测、围栏入侵检测、区域入侵检测、徘徊检测、遗弃物检测、物品搬移检测、自动跟踪检测、非法停车检测、车牌自动识别、人流(车流)统计、烟火检测、智能监控防尾随、智能分析之异常检测。

(3) 视频传输与控制信号的架设

关键技术包括MPEG-4编码与解码,媒体数据传输和控制协议,SIP协议开发。RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输服务。在视频数据前插入包含有载荷标识、序号、时间戳和同步源标识符的RTP包头,然后利用数据报套接字(UDP)在IP网络上传输RTP包。RTCP负责管理传输质量在当前应用进程之间交换控制信息。在RTP会话期间,各参与者周期性地传送RTCP包,包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料。SIP服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率,甚至改变有效载荷类型。RTP/RTCP可视为应用程序,集成于嵌入式终端的应用程序中。SIP协议开发是在摄像头所级联的嵌入式终端中,基于ARM实现SIP协议编程。

EasyGBS平台主要侧重于对视频数据的收集和处理。它可以实时监控各种视频源,包括网络摄像头、数字录像机等,并将这些数据转化为可供计算机处理的格式。这一阶段的目标是确保视频数据的准确性和完整性,为后续的数据分析提供基础。