智能视频质量诊断系统

智能视频质量诊断系统
北京立天洋网络科技
2020年7月
目录
1. 概述 (3)
2. 设计原那么 (3)
3. 系统设计 (5)
3.1 系统结构设计 (5)
3.2 模块设计 (6)
4. 系统功能 (7)
4.1 视频诊断功能 (7)
4.2 系统应用 (8)
5. 系统部署与运行 (12)
6. 系统特点 (12)
1. 概述
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，对视频图像显现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡、云台失控、视频信号丢失等常见摄像头故障、视频信号干扰、视频质量下降进行准确分析、判定和报警。

系统按照诊断预案自动对摄像头进行检测，并记录所有的检测结果。

用户可通过Web网页对系统运行情形进行监控，接收报警，处理报警，查询历史信息，并可依照摄像头所在区域、品牌、故障类型、故障严峻程度等不同属性进行多种统计分析。

利用视频质量诊断系统，用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缺失，并及时发觉破坏监控系统的不法行为。

在设备、传输发生问题后，能够迅速进行处理，保证监控系统有效运行。

系统亦有利于关心用户快速把握前端设备运行情形，轻松爱护大型监控安防系统。

2. 设计原那么
结合当前视频诊断的技术进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差不多动身点和追求目标。

在设计中，遵循以下原那么：
⏹先进性：在系统设计方面，在系统有用性的前提下，采纳领先的视频图
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，能够在较长的时刻段
内满足应用需求。

⏹可行性：系统与用户以及上级治理部门的需求和治理制度相适应；与建
设规模方面的实际情形相吻合。

系统具有较高的有用效能
⏹可靠性：系统能够长期稳固、安全可靠地运行。

在故障发生时，不阻碍
其它系统的运行。

⏹标准性：系统设计时，所采纳的技术手段遵循业界标准，专门是提供了
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：系统采纳模块式结构。

假如用户需要接入更多处理单元，或
者实现更多功能，能够方便地升级和扩展。

⏹安全性：具有多级安全级别操纵、操作人员权限操纵、数据传输安全操
纵，数据储备安全保证等。

⏹经济性：在保证系统功能完善、先进、可靠的基础上，尽量降低系统建
设成本。

⏹易用性原那么：系统功能强大，界面友好，软件设计人性化，易于被一
般用户把握、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，满足用户业务连续增长时的需求。

3. 系统设计
3.1 系统结构设计
系统结构图
系统采纳分布式结构。

从监控网络猎取视频信号〔支持模拟视频信号/DVR、流媒体等数字视频信号〕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，利用数据库服务器储备诊断结果和系统配置。

依据用户网络状况和部署规模、需求，上述各个服务能够采纳一台或多台服务器实现，能够集中部署在监控中心，或分布在各个分中心。

视频诊断服务器使用视频采集卡接入模拟视频信号，使用互联网接入数字视频信号。

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。

用户能够通过Web页面监控系统状态，进行信息查询、统计，设置诊断预案，爱护设备信息，进行系统治理等各种操作。

3.2 模块设计
系统模块框图
系统采纳高度模块化设计，对视频质量诊断分析过程、业务处理应用和系统治理进行功能划分，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、系统治理、摄像头治理、信息分析查询、视频诊断治理、故障处理等多个模块。

业务逻辑层实现视频质量诊断，业务逻辑操纵、视频数据接入、分析结果储备、Web服务等功能，包括Web服务、中央操纵、逻辑操纵模块、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 视频诊断功能
表视频诊断功能列表
系统利用先进的图像处理技术，提取图像时空特点，并从人眼感知的角度来进行定性，实现视频故障/专门诊断、故障/专门严峻性评判。

视频故障的典型例如如下。

对焦发生专门增益过高或过低
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4.2 系统应用
表应用功能列表
功能描述
系统应用功能如上表所示，分为用户登陆、摄像头治理、视频诊断治理、故障处理、信息分析查询和系统治理六个部分。

用户登陆操纵用户进入/离开系统。

摄像头治理实现摄像头信息的手动填写/删除或批量导入/导出，用户依照权限爱护信息的准确性。

视频诊断治理用于视频诊断方式选择、视频诊断算法参数设置和诊断结果的显示。

故障处理在摄像头发生故障时进行报警，并实现相应的故障确认、修理任务派发。

信息分析查询用于对历史诊断记录的查询，对历史诊断结果的统计分析。

通过分析结果，用户能够全面了解设备的运行情形，依照实际情形制定爱护打算。

系统治理实现用户治理、系统设置、日志爱护等工作。

⏹用户登录
⏹登录/退出：用户使用Web客户端登录系统，需要输入用户名
和密码。

登录后可进行权限内的各项操作。

⏹摄像头治理
⏹摄像头信息治理：对摄像头的差不多信息、供应商信息、设备
爱护记录进行治理。

支持所有信息数据的批量导入/导出。

当
系统检测到有故障设备时，用户利用这些信息能够方便地安排
设备爱护。

同时故障、爱护信息的记录为信息查询和统计分析
提供了数据基础。

⏹摄像头分组治理：摄像头可依照所属区域进行分级和分组治
理，为摄像头的治理、查询提供更直观、方便的途径。

例如依
据监控中心/分局/派出所/街道等因素对摄像头进行分组治理。

⏹视频诊断治理
⏹自动预案：系统依照用户设置好的预案，自动按照预案规那么
对摄像头进行诊断。

⏹手动操纵：用户能够直截了当选择目标摄像头进行诊断。

⏹诊断算法参数设置：对诊断算法参数、灵敏度进行设置。

依照
预案，能够设置对应的参数。

也可依照用户需要对某个摄像头
进行单独设置。

例如关于某些工作年限较长的摄像头，用户能
够降低检测的灵敏度；关于工作在光线较弱环境或时段下的摄
像头，用户能够下调〝过暗〞的判别标准等等。

⏹诊断结果显示：将诊断结果实时显示到登陆用户Web页面上。

⏹故障处理
⏹故障报警：除了Web页面上的报警提示外，还可通过多种方
式通知用户故障信息。

包括语音、电子邮件，短信〔可选〕等。

⏹故障处理：用户接到故障报警后对故障进行确认，并派发爱护
任务给有关人员。

⏹信息分析查询
⏹信息查询：对历史诊断记录进行查询。

⏹统计分析：结合多种因素分析设备运行状况。

⏹报表生成：将查询分析结果生成报表输出。

⏹系统治理
⏹用户治理：对用户进行查询、添加、编辑、删除等操作。

对用
户权限进行设置。

⏹系统设置：视频诊断服务器、Web服务器和数据库服务器的配
置。

⏹日志爱护：系统日志、用户操作日志的查询、治理。

5. 系统部署与运行
系统采纳分布式结构设计。

依据用户网络状况和部署规模、需求，系统能够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，质量诊断系统只需要从原有监控系统中猎取视频数据即可，可不能对已有系统的运行造成阻碍。

视频诊断系统的扩展也极为容易。

随着诊断路数、诊断任务的变化，只需要调剂业务处理服务的数量即可。

每个业务处理服务支持的诊断数量依照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，采纳一台高性能服务器，一个业务处理服务可支持超过2400路/小时的视频诊断任务。

用户能够依照需要灵活设计诊断任务。

例如能够幸免白天繁忙的业务时段，在早晨6点到8点对整个系统的摄像头/DVR进行诊断。

在8点职员上班后，即可查询诊断结果，对有问题摄像头/DVR进行检修。

或者在下午下班后执行诊断任务，在系统闲时安排检修。

6. 系统特点
视频质量诊断系统具备以下特点：
⏹高准确度
针对视频监控系统的视频信号进行深入分析，设计先进的故障诊断检测
器，并通过大量实际系统测试，检测准确率高。

⏹专门的球机运动失配解决方法
球机的PTZ运动过程会造成质量诊断误报。

故障检测器在检测过程中第一进行摄像头运动分析，一旦发觉摄像头处于PTZ运动过程中，那么仅对摄像头运动不敏锐的项目进行诊断分析，幸免因运动缘故造成误报。

⏹杰出的环境适应能力
算法模块关于场景内由于车流、人流、季节、气候产生的光线、阴影变化不敏锐，适用于多种不同的室内外环境。

⏹强化的学习能力
加入基于学习的图像处理方法，将算法性能进一步提高。