智能视频分析项目方案设计

1 智能视频分析应用解决方案智能视频分析应用解决方案 2 目录目录 1概述.4 1.1智能视频分析发展概述.4 1.2智能视频分析系统特点.5 2用户现状及分析.6 2.1用户现状.6 2.2安防管理难点分析.6 3项目需求.9 3.1视频分析需求.9 3.1.1厂区出入口管理需求.9 3.1.2厂区周界管理需求.11 3.1.3厂区内管理需求.12 3.1.4楼宇内部管理需求.14 3.1.5人脸面部识别需求.15 3.2技术实现需求.16 3.2.1智能视频分析软件系统架构需求.16 3.2.2智能视频分析系统网络架构.17 4项目目标及优势.19 4.1项目目标.19 4.2系统价值优势.19 5系统设计.21 5.1智能视频分析网络部署.21 5.1.1基于视频分发机制部署.21 5.1.2基于前端模拟摄像机的部署.22 5.1.3智能视频分析与 SI（系统集成商）对接示意图.23 5.1.4告警接口介绍.23 5.2关键技术介绍.24 5.2.1智能视频分析技术.24 5.2.2流媒体技术.26 5.2.3H.264 压缩技术.28 5.3后台设备介绍.28 5.3.1智能视频分析服务器.28 5.3.2流媒体服务器.29 5.3.3智能视频分析服务器配置.29 5.3.4流媒体服务器配置.29 5.4前端设备介绍.29 6智能视频分析管理平台.31 3 6.1智能视频分析管理平台.31 6.1.1功能概述.31 6.1.2功能实现.31 6.2设备管理.32 6.2.1功能概述.32 6.2.2功能实现.32 6.3报警管理.32 6.3.1功能概述.32 6.3.2功能实现.32 6.4系统管理.33 6.4.1功能概述.33 6.4.2功能实现.33 7智能视频分析管理平台软件介绍.34 7.1智能视频分析管理平台软件客户端.34 7.1.1智能分析策略设置.34 7.2智能视频分析管理平台软件管理端.36 7.2.1视频流管理.36 7.2.2报警管理.37 7.2.3设备管理.39 7.2.4查询统计.39 7.2.5系统管理.39 7.3智能视频分析管理平台软件功能介绍.40 7.3.1入侵检测.40 7.3.2穿越警戒线侦测.41 7.3.3重点区域.42 7.3.4静态检测.42 7.3.5烟火检测.43 7.3.6逗留、徘徊检测.44 7.3.7脱岗侦测.45 8项目实施.46 8.1实施基础设备准备.46 8.2项目人员配备.46 8.3项目计划.46 8.3.1开发计划.46 8.3.2实施计划.47 8.3.3沟通计划.47 8.3.4培训计划.47 4 1 概述 1.1 智能视频分析发展概述 这些年，基于计算机的智能化技术，自动控制技术，在我国迅猛发展。然而，智能化 的安全防范技术尚未得到推广，不少与安全生产相关的科技单位，由于各种因素困扰，难 以实施科技手段，去更加有效地保障生命和财产安全。 目前，很多单位都安装了各种监控与监测系统。其中，现有的视频监控系统中，大都 采用 DVR 全天候录像方式，如出现异常事故，工作人员再将视频监控录像调出进行核对， 这种方式，只有 2 个功能：人工监视、海量录像事后取证。 1、事后取证，是必要的，然而，更重要的，是预防事故。现有系统，大多数难以做到 “即时”发现“即时”处理；各单位，呼唤自动预警功能。 2、 人工监视与控制 PTZ 巡检的方式，缺乏自动功能，缺乏智能预警，因此，不得不 依赖人的长时间值班。但是，由于管理制度的缺陷，安全隐患依然突出。关键的原因是， 由于人类的视觉疲劳缺陷，难以长期保持警觉，即使是接受特殊培训的安全人员，长期坚 守岗位，也很难做到对关键信息完全获取。 智能预警系统，是结合智能视觉分析，模式识别、信息传输等技术对监视区域所发生 的各类事件进行自动检测、自动报警的真正智能化解决方案，系统能实时检测出目标区域 发生的物体位移、物品偷盗、摄像机画面异常变化，人员跌倒、人员扭打、人员奔跑、异 常停顿、异物抛撒、人员拥挤，车辆拥堵、车辆逆行、可疑物出现、道路塌陷、人员闯入、 值班员离岗、禁区通道入侵等异常状况，并对发生的异常事件，迅速自动进行报警，提示 值班员注意。 1、 管理软件对报警信号的提示，迫使值班员不得不对报警记录进行处理，有效促进 了制度的修改与完善，堵住了以往职责不分、约束不严的漏洞。 2、 远程异地备份监视数据，可有效避免渎职，隐瞒与修改数据；并方便监管人员迅 速查看记录，提前采取措施。 3、 一套远程管理软件，监管部门增加一个岗位，就可以监测异地多个地点的监控系 统。犹如悬着的一把利剑，在震慑违法分子的同时，也促使管理制度得到有效的实施。 5 1.2 智能视频分析系统特点 智能视频监控系统是针对我国安防管理中普遍存在的异常现象，通过摄像机监视，增 加人工智能功能，对视频进行检测、智能分析、自动预警。 系统结合最前沿的智能视觉分析技术与模式识别技术，能够通过纯视频的方式，在远 程监控中心，对异地的多个监视区域内发生的各类异常事件进行检测。 不仅可对各类异常事件及时检测与报警，将异常事件的检测与发现由“事后”转为 “实时” ，还可以通过异常抓拍，分析潜在的威胁，提前预警通知。 可以对物体，人，车辆进行自动记录，例如人数统计，车流量统计、车辆速度、密度、 车道占有率、物品与材料的运输量、储存量等信息。 6 2 用户现状及分析 2.1 用户现状 * 模模拟拟摄摄 像像机机 视视频频分分 配配器器 编编码码器器 交交换换机机 服服务务器器 视视频频矩矩阵阵 门门禁禁 报报警警 探探测测 工工作作站站 网网络络视视频频服服 务务器器 视视频频存存储储 电电视视墙墙 核核心心交交 换换机机 二级管理部门视频监控网络架构 2.2 安防管理难点分析 1、 车辆出入管理 目前，车辆出入采用司机刷卡方式认证，这种方式存在一卡多用的可能性，无法 识别车辆信息，使外部车辆容易进入厂区。 2、 周界入侵防范（选择重点区域） 目前，在周界入侵防范措施，采用的是振动光纤与视频联动，这种方式检测速度 7 快，但振动光纤容易受其他外力影响，产生误报。 3、 厂区周界绊线管理 目前，对于入侵和攀越围墙已经具备一定的防范检测措施，但考虑厂区内部如果 有人接近厂区围墙，利用投掷的方式将重要物品抛出厂区，或者有人将外部危险 品抛进厂区，这种行为还未有检测手段。 4、 突发烟火管理 厂区内，重点区域以及楼宇内部已经配备了消防设备及人员站岗，但厂区内还有 很多区域没有人员站岗或消防设备，比如：厂区内的植被、库房周围等地方。 5、 遗留物管理 从安全上考虑，潜在的人为破坏可能性，对于厂区内的重点区域、楼宇周围，如 嫌疑人将可疑包裹、皮箱等物品滞留在该区域，目前还没有检测手段。 6、 区域入侵管理 对于内部人员在通过第一道岗进入厂区，如果不在工作期间，进入重点管理区域， 现场无警卫值守情况下，缺少必要报警手段，对于安防管理存在一定风险。 7、 区域徘徊管理 对于外部人员在通过第一道岗进入厂区，如果没有按规定拜访指定人员，而是在 厂区内部或重要区域徘徊，现场无警卫值守情况下，对于安防管理存在一定风险。 8、 存放物管理 对于存放在室内或室外条件下的重要物品、物资进行监控，受天气、环境、时间、 人工等因素的限制，人工监视缺乏 24 小时的实时性、持久性。 9、 人员出入管理 在实际安保部门工作中，经常有人进入厂区不走通道刷卡进入，而是随车辆驶入 时，从车辆通道快速通过，缺少刷卡环节，使得对人员管理不再精确。这不符合 安保部门的规定，目前也缺少必要的手段来规范和约束行人。 10、人员计数管理 属于对监控管理的扩展，对于进入厂区的人员进行计数统计，包括多个出入口视 频信息的联动，确保安保部门对厂区人员数量的管理。 11、统一管理平台 智能视频分析系统的建设，需要与现有管理平台进行有效集成，方便用户日常值 8 班管理的需要。000 公司为用户开发了一套统一管理平台，未来我方需要与该平台 进行集成，实现统一管理。 9 3 项目需求 3.1 视频分析需求 3.1.1厂区出入口管理需求 3.1.1.1 车辆管理需求 道道闸闸 读读卡卡器器 摄摄像像机机 管管理理服服务务器器 卡卡片片信信息息 通通行行信信号号 告告警警信信息息 值值班班工工控控机机 车车辆辆信信息息视视频频信信息息 视视频频分分析析服服务务器器 目前，车辆进出厂区只需要司机刷卡就可放行，这样做只能判断出司机的合法性，无 法识别车辆的合法性，如司机借他人的卡片，仍可顺利驾车驶入厂区，现将车辆牌照识别 功能加入现有管理模式中，可有效防止非法车辆进入厂区。 1、管理要求 车辆牌照识别速度快，在车辆缓速驶入监控区域时即可快速识别牌照信息。 车辆牌照识别信息准，牌照识别率不低于 99%。 与刷卡信息联动，车辆牌照识别信息与司机刷卡信息进行后台比对，只有已登记 的合法车辆可顺利通行。 通行车辆信息留底，以照片格式保存车辆通行记录。 2、场景分析 通过智能视频分析软件，在监控画面，设置牌照识别规则。当内部职工驾驶车辆进入 10 厂区时，首先车辆驶入画面后，智能视频分析软件会自动追踪到车辆牌照，将车辆牌照图 像传送到后台进行分析，将牌照分析结果传送给的监控管理平台进行牌照和卡片信息比对， 如车辆牌照与登记人卡片信息匹配则予以放行，否则禁止通行并告警通知值班人员。 3.1.1.2行人管理需求 道道闸闸 读读卡卡器器 摄摄像像机机 视视频频分分析析服服务务器器 告告警警监监控控 值值班班工工控控机机 行行人人通通道道 机机动动车车道道 视视频频信信息息 视视频频信信息息 违违规规信信息息 计计数数信信息息 平平台台管管理理服服务务器器 目前，在上下班过程中，有部分人员不按规定从行人通道进出厂区，而是随车辆驶入 时从机动车道进入厂区，这种情况给日常安保管理工作带来很大的管理困难。利用智能视 频分析功能，可以将通行人员的违规行为进行视频留底，为安保管理提供视频依据。 另外，厂区日常进出人员包括：内部人员与外部人员，内部人员可以通过刷卡信息进 行统计和管理，对于外部人员则通过填写访问单管理，现在可以利用智能视频分析的计数 功能，实现对出入人员的计数统计。 1、管理要求 结合已有视频监控摄像头实现如下功能 入侵检测：从行车道进入厂区的人员进行告警，并记录图像 人员计数：统计从行人通道中进出人员的数量 对视频监控物体大小可有效识别，可区分出车辆和人员，仅对违规进入的人员进 行视频告警 对出入厂区的人员可以进行计数管理 2、场景分析 11 通过智能视频分析软件，在监控画面的出入口，规划侦测区域，设置入侵侦测报警规 则。当职工不按规定从机动车道违规进入厂区时，系统会立即区分出有人进入监控区域， 并自动产生告警，同时用告警框标识出进入警戒区域的行人，提醒值班人员注意有职工违 规出入厂区。 3.1.2厂区周界管理需求 平平台台管管理理服服务务器器 视视频频分分析析服服务务器器 视视频频监监控控专专网网 视视频频信信息息 周周界界侦侦测测 值值班班工工控控机机 周周界界告告警警 告告警警信信息息 枪枪机机 球球机机 目前，在周界入侵防范措施，采用的是振动光纤与视频联动，这种方式检测速度快， 但振动光纤容易受外力影响，会产生误报的可能性。 在厂区重要区域的周界安装周界告警功能，配合已有安防保卫措施实现双重保险。 1、管理要求 结合已有视频监控摄像头实现周界检测 对监控区域的物体大小进行有效识别，可区分人员及其他活动目标，对人员攀越 围墙及栅栏、入侵区域进行告警。 与附近球机联动，主动追踪嫌疑人面部，并放大嫌疑人面部图像 12 2、场景分析 通过智能视频分析软件，在监控画面的围墙、栅栏等障碍物上端范围内，规划侦测区 域（可根据需要设置任意形状、任意数量的警戒区域） ，设置攀越侦测报警规则。当嫌疑人 从无人值守的地点，攀越厂区围墙或护栏进入厂区，则自动产生告警，并用告警框标识出 嫌疑人目标，提醒值班人员注意有人翻越。 3.1.3厂区内管理需求 平平台台管管理理服服务务器器 视视频频分分析析服服务务器器 视视频频信信息息 烟烟火火告告警警 绊绊线线告告警警 丢丢失失物物告告警警 值值班班工工控控机机 告告警警信信息息 办办公公楼楼 厂厂区区围围墙墙 绿绿化化带带 存存储储区区域域 烟烟火火告告警警 绊绊线线告告警警 丢丢失失物物告告警警 徘徘徊徊告告警警 仓仓 库库 视视频频监监控控专专网网 对于厂区内部无人管理的区域或者无 24 小时执勤的区域，利用智能视频分析，协助安 保部门的管理人员进行视频监控，一旦出现违规情况，可以立刻实现告警。 1、管理要求 结合已有视频监控摄像头实现如下功能 烟火侦测，在绿化带、仓库、危险品存放区域等设置烟火告警规则，一旦出 现险情可及时告警 绊线侦测，在厂区围墙区域设置绊线告警，防止人员将重要物品抛出厂区 丢失物侦测，在设定的时间内，监控室外存放物资，防止物资丢失 徘徊侦测，在库房、重点区域外围设置徘徊告警规则，防范嫌疑人踩点侦查 13 人群聚集侦测，在出入口附近设置人群聚集告警规则，防范突发事件 非法泊车侦测，在消防通道、重要区域设置非法泊车规则，增强安保管理工 作 对视频监控画面可设置多种监控策略 对视频监控策略可设置有效时间区间 要求智能视频分析具有学习能力，可适应外界环境的变化（主要是光线变化） ，具 有 24 小时的持续监控能力 2、场景分析 徘徊侦测 通过智能视频分析软件，在监控画面范围内，规划侦测区域（可根据需要设置任意形 状、任意数量的警戒区域） ，设置徘徊侦测报警规则。当在重要实验室、危险物品仓库等区 域外围，有嫌疑人徘徊逗留超过 15s（时间可自定义） ，则自动产生告警，并用告警框标识 出警戒区域内的目标，提醒值班人员注意有人在监控区域徘徊。 丢失物侦测 通过智能视频分析软件，在监控画面范围内，自动检测在警戒区域内的静态目标。当 在库房或场地上，存储有重要物资需要 24 小时持续监控，一旦有静态目标长时间消失超过 60s（时间可自定义） ，则自动产生告警，并用告警框标识出消失的目标，提醒值班人员注 意在监控区域丢失物品。 烟火侦测 通过智能视频分析软件，自动检测在警戒区域内的烟火目标。当库房外围或者绿化带 出现出现烟火情况，则自动产生告警，并用告警框标识出监控区域内的烟火目标，提醒值 班人员注意烟火报警信息。 绊线侦测 通过智能视频分析软件，在监控画面范围内，设置厂区周界绊线报警规则。当嫌疑人 持有重要物品想送出厂区或有危险物品想带入厂区时，简单的做法可能是通过抛掷的方式， 如嫌疑人接近围墙，触发绊线告警时，则自动产生告警，并用告警框标识出监控区域内的 嫌疑人目标，提醒值班人员注意。 14 3.1.4楼宇内部管理需求 楼楼道道 摄摄像像机机 视视频频分分析析服服务务器器 告告警警监监控控 值值班班工工控控机机 视视频频信信息息 违违规规信信息息 平平台台管管理理服服务务器器 入入侵侵侦侦测测遗遗留留物物侦侦测测 对于楼宇内部的安防管理要求，在无人管理的区域或者无 24 小时执勤的区域，利用智 能视频分析，协助安保部门的管理人员进行视频监控，一旦出现违规情况，可以立刻实现 告警。 1、管理要求 结合已有视频监控摄像头实现如下功能 入侵侦测，在非工作时间出入楼道、办公室等区域，可及时告警 遗留物侦测，在楼道内如有可疑物品长时间滞留现场，可及时告警 徘徊侦测，在楼道、重点办公室外围设置徘徊告警规则，防范嫌疑人踩点侦 查 烟火侦测，在楼道内设置烟火告警规则，一旦出现险情可及时告警 对视频监控画面可设置多种监控策略 对视频监控策略可设置有效时间区间 要求智能视频分析具有学习能力，可适应楼道内环境的变化（主要是光线变化） ， 具有 24 小时的持续监控能力 2、场景分析 入侵侦测 通过智能视频分析软件，在监控画面的楼道、办公室门口、实验室门口位置，规划侦 测区域，设置入侵侦测报警规则。当非工作时间由嫌疑人进入楼道、办公室、实验室等区 15 域时，系统可立即侦测出嫌疑人进入监控区域，并自动产生告警，同时用告警框标识出进 入监控区域的行人，提醒值班人员注意重点区域有人入侵。 遗留物侦测 通过智能视频分析软件，在监控画面范围内，自动检测在警戒区域内的静态目标。当 在楼道，有人故意将危险品遗留在现场，一旦有静态目标长时间滞留超过 60s（时间可自 定义） ，则自动产生告警，并用告警框标识出滞留的目标，提醒值班人员注意检查遗留物。 3.1.5 人脸面部识别需求 在日常安保管理工作中，智能视频分析可识别出违规嫌疑人个体，但由于视频画面较 小不容易使值班人员看清嫌疑人的面部特征，*的人脸面部识别功能，可在告警的同一时 间自动识别人脸面部信息，并放大人脸面部特征，使值班人员可快速锁定嫌疑人目标。 1、 管理要求 能够进行人物追踪，并锁定人脸面部信息 能够清晰展现人物面部特征，提供 80*120 像素标准图像，供值班人员查看 2、 场景分析 当职工违规出入厂区门口时，或者当嫌疑人攀越围墙时，监控摄像机在提示告警的同 时，进行人物追踪，并识别人脸面部特征进行放大处理，使值班人员在接收告警的同时， 能准确识别视频中的嫌疑人。 16 3.2 技术实现需求 3.2.1智能视频分析软件系统架构需求 未来我方建设的智能视频分析系统，为了简化用户日常管理的多系统切换，我方将会 与控管理平台实现集成，实现安防统一管理。整体软件系统架构需求如下： 网网络络视视频频服服务务器器 模模拟拟摄摄像像机机 智智 能能 视视 频频 分分 析析 系系统统管管理理 查查询询统统计计 告告警警视视频频 播播放放插插件件 单单点点登登陆陆个个性性化化界界面面定定制制 报报警警管管理理 视视频频流流 翻翻越越检检测测 方方向向检检测测 人人员员计计数数 逗逗留留徘徘徊徊检检测测 静静态态侦侦测测 周周边边防防护护和和入入 侵侵者者监监测测 重重点点区区域域检检测测 烟烟火火检检测测 非非法法搭搭靠靠、攀攀 爬爬抛抛物物侦侦测测 报报警警流流数数据据库库配配置置数数据据库库 接接口口 视视频频信信息息源源 数数据据交交换换层层应应用用层层展展示示层层 监监控控管管理理平平台台 视频信息源 智能视频分析系统的视频信息，由司提供视频播放插件，将实时指派视频信 息到指定 ip 地址的服务器。 数据交换层 报警流数据库：存储各类报警日志及视频片段，方便用户调取。 配置数据库：存储系统内部软件参数配置、硬件参数配置、监控策略配置、 人员角色权限配置等信息。 应用层 智能视频分析：根据监控画面对被监控对象的行为进行准确分析，例如，翻 越检测、方向检测、人员计数、逗留徘徊检测、静态侦测、周边防护和入侵 者监测、重点区域检测、烟火检测、非法搭靠、攀爬抛物侦测等。 视频流管理：接收公司的视频信息 系统管理：系统管理模块包括菜单权限管理、组织用户、数据字典、角色等 17 子模块，是系统整体权限管理解决方案，它是基于业内成熟设计，曾应用于 国家级信息化建设工程，并被客户认可的优秀设计。 报警管理：报警管理模块设计为专门管理报警日志和报警处置的模块。报警 日志用于保存报警时的关键信息，如时间、报警类型、发生报警时的画面等， 以备查询处置、后期分析取证等需要。报警处置用于保存报警后的对应处置 信息，如时间、人员、过程、结果等信息，同时关联报警日志模块，可以回 溯报警画面。 展示层 单点登陆：系统支持单点登陆。 个性化定制页面：根据用户权限及管理需求，可自定义登陆界面，方便用户 进行快速操作和使用。 监控管理平台 负责接收和展示告警信息，包括：告警画面、事件 id 等 3.2.2智能视频分析系统网络架构 流流媒媒体体服服务务器器 监监管管终终端端 交交换换机机 数数据据中中心心机机房房 监监管管中中心心 智智能能分分析析服服务务器器 网网络络视视频频服服务务器器 摄摄像像头头 监监控控平平台台服服务务器器 智智能能视视频频分分析析 安安防防视视频频监监控控 智能视频分析系统网络架构如下，前端模拟摄像头以及安防专网已经有司实施完成， 我方系统建设过程中，需要在院机关及各科研院所的数据机房建设智能分析服务器及流媒 体服务器。 18 流媒体服务器：流媒体服务器通过对输入视频流的复制、转发，可以扩充 DVR 的路数，在不考虑带宽的前提下，可以支持任意路数的访问，这样就可以转发一 路给原有监控平台，一路给智能视频分析系统，同时给每个客户端流媒体播放器 转发一路视频流。 智能分析服务器：智能视频分析服务器是基于报警规则来进行智能视频分析的， 因此需要先安装一个智能视频分析客户端软件，通过客户端软件进行规则设置。 客户端软件提供一系列的过滤器，通过对监控画面配置一个或多个过滤器，设置 临界值（如通过设定奔跑速度下限来确定是否奔跑行为） ，实现对监控画面的报警 规则配置。目前常规的智能视频分析服务器可支持 50 路视频。 19 4 项目目标及优势 4.1 项目目标 智能视频监控系统在于可以 7*24 小时，不间断的持续监控，替代部分日常人工繁杂 的监控工作，简化日常管理工作强度，使值班人员有更多时间、精力处理突发情况。当嫌 疑人出现违规行为时，视频分析功能会自动识别，同时触发视频报警提示。值班人员可在 电视墙上看到告警视频画面，为下一步处理提供视频依据。 系统建成后，可以实现以下目标： 与监控管理平台集成，双方利用系统的接口进行数据交换和共享。实现视频信息 共享，智能视频分析系统可将视频告警信息传递给控管理平台，提高安保部门 的安防管理能力，帮助值班人员更快发现险情。 与人工监控相比，能够进一步加强对厂区的安防保卫工作 监控区域更广泛，在很多无人值守的区域，比如：厂区围墙、绿化带、楼道 等地方，只要安装摄像头，都可实现监控 监控时间更持久，相对人员现场执勤、值班室的视频监控等，智能视频分析 可实现 7*24 小时的不间断监控分析 监控能力更强，相对人工肉眼的识别，在复杂环境下（天气、树木等环境） 智能视频分析的能力更具优势