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)絡視頻監(jiān)控平臺的系統(tǒng)狀態(tài)和視頻監(jiān)控服務質(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)備的檢測認證不能保證整個系統(tǒng)性能合格；(2)當前視頻監(jiān)控工程的檢測驗收以人為主體，所得結(jié)論的主觀性較強；(3)對運營過程中監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)改變?nèi)鄙儆行У谋O(jiān)管。這些問題需要應用新的技術(shù)手段加以解決。
[0003]針對視頻監(jiān)控工程驗收，中國發(fā)明專利200910103217.4中設(shè)計了一種視頻信號產(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)絡視頻監(jiān)控平臺基礎(chǔ)上設(shè)計的視頻診斷系統(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行分析，進而調(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中公開了一種應用視頻質(zhì)量診斷服務器對系統(tǒng)降質(zhì)進行檢測的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是依據(jù)公安部行業(yè)標準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)量進行評估，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工程驗收及系統(tǒng)狀態(tài)維護提供依據(jù)。
[0005]為達到上述目的，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)控中心之間的服務質(zhì)量管理單元，所述服務質(zhì)量管理單元主要是由通訊模塊、存儲模塊以及運算模塊組成，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圖像的數(shù)據(jù)保存，所述運算模塊用于對視頻圖像進行運算處理，判斷攝像頭位置偏移，并與基準圖像進行比較得出視頻圖像的質(zhì)量評估分數(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場景的基準圖像質(zhì)量模型；
[0012]5)運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，以及與基準圖像質(zhì)量模型進行參數(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)量評估分數(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，圖像質(zhì)量評分作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出，通過機械學習獲取神經(jīng)網(wǎng)絡各個節(jié)點權(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，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]首先計算作為基準圖像及其降質(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，圖像質(zhì)量評分的差值作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出，通過機械學習獲取神經(jīng)網(wǎng)絡各個節(jié)點權(quán)重，即產(chǎn)生圖像質(zhì)量有參評估模型。
[0021]所述步驟4)中，所述基準圖像是以工程驗收圖像為基準圖像，采用SIFT算子描述基準圖像性質(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。
[0022]所述步驟5)中，系統(tǒng)以一定時隙對場景進行采樣，將采樣圖像的描述特征與基準圖像對比，當一定百分比的特征點的描述子及位置發(fā)生變化時，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)絡端實現(xiàn)上級監(jiān)控中心與底層視頻監(jiān)控子網(wǎng)絡間的雙向通信。上級監(jiān)控中心可以通過網(wǎng)絡設(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。當視頻監(jiān)控子網(wǎng)的狀態(tài)發(fā)生變化或低于設(shè)定標準時，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施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[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。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，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。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[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)控中心之間的服務質(zhì)量管理單元。服務質(zhì)量管理單元主要是由通訊模塊、存儲模塊以及運算模塊組成。通訊模塊用于與視頻監(jiān)控子網(wǎng)之間進行視頻圖像數(shù)據(jù)以及設(shè)備工作狀態(tài)的傳輸。存儲模塊用于基準圖像的數(shù)據(jù)保存。運算模塊用于對視頻圖像進行運算處理，判斷攝像頭位置偏移，并與基準圖像進行比較得出視頻圖像的質(zhì)量評估分數(shù)。上級監(jiān)控中心可以通過網(wǎng)絡設(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。當視頻監(jiān)控子網(wǎng)的狀態(tài)發(fā)生變化或低于設(shè)定標準時，該系統(tǒng)自動向上級管理中心發(fā)出警示。服務質(zhì)量管理單元與上級監(jiān)控中心之間通過云平臺進行數(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中存儲作為基準的每個攝像頭工程驗收圖像與/或圖像質(zhì)量模型。
[0031]本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)具有兩項功能:(I)偵聽視頻監(jiān)控網(wǎng)絡中關(guān)鍵設(shè)備的心跳信息(即設(shè)備運行標示信號)、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，對系統(tǒng)的工作性能是否達標做出連續(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)量進行度量，在24小時內(nèi)找到監(jiān)控系統(tǒng)的薄弱點，作為工程驗收的依據(jù)。
[0033]本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)有兩種工作模式:(I)有參模式:以工程驗收時的影像作為模板，將系統(tǒng)工作時的影像與該模板對比，產(chǎn)生系統(tǒng)質(zhì)量評估分數(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)量進行判斷。
[0034]監(jiān)控系統(tǒng)采用5分制或5個等級進行描述圖像質(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)控驗收規(guī)范，將視頻監(jiān)控場景劃分點、線、面三類，并可細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