一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理方法及系统技术方案

本申请公开了一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理系统，所述监控视频在线处理任务管理系统分别连接客户端和前端摄像机，该监控视频在线处理任务管理系统包括：智能视频分析算法管理模块、云资源管理模块、云计算物理资源模块和虚拟智能视频分析服务器。本申请还公开了一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理方法。本申请采用云计算技术将一组数据中心中互连的服务器集群进行统一管理，共同协作为用户提供智能监控视频在线处理任务管理服务，使系统具有良好的伸缩性，能够按需动态配置智能视频分析算法，便于管理，还大大降低了成本。另外，本申请方案能够对用户提交的视频处理任务进行合理调度，使计算集群负载均衡，提高了资源利用率，向用户提供高效的云计算服务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理方法及系统
本申请涉及智能视频监控与云计算领域，具体涉及在线智能监控视频在线处理任务管理系统、云资源管理系统、云资源调度方法，尤其涉及一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理方法及系统。
技术介绍
随着计算机技术、网络技术和多媒体技术的飞速发展，视频监控系统已经从传统的模拟视频监控系统发展到基于IP的网络视频监控系统。伴随我国现代化建设水平和经济发展的不断加速，各个城市纷纷将大规模社会治安网络视频监控系统的建设提升到打造“平安城市”的战略高度，这就对兴建技术标准统一、网络互连互通、信息资源共享的市级或省级监控网络提出了要求。视频监控系统的规模急剧扩大，但却没有足够的人力进行监控，难以保证多区域、长时间的实时监控，难以及时处理海量实时视频信息，因此迫切需要具备网络实时智能视频分析的监控系统对关键视频信息进行提取，对异常监控场景事件进行预警。另一方面，传统的集中式监控视频处理服务器已不能适应高清视频对网络流量的需求,严重影响了在线智能监控视频处理系统的工作效率。此外，在传统的智能视频监控系统中，智能视频分析算法通常集成在视频分析服务器或摄像头的嵌入式芯片中，提供固定类型的分析算法，用户无法根据需求定制任务。当用户需要使用新的视频分析算法、系统升级或扩展能力时，需要另外购买视频分析服务器或更换摄像头，成本很高，不便于系统管理。使单服务器获得更强的计算能力可以通过增加处理器个数及其他部件速度的方式来实现，然而会受到计算机体系结构和主频等方面的限制，也会遇到高性能服务器价格昂贵、可扩展性差以及无法从根本上解决单点故障和服务器资源不够用等问题。以上各方面的现实需求归结起来，需要一种高效、灵活、稳定、低成本、方便管理的海量监控视频数据处理方案。
技术实现思路
本申请提供了一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理方法及系统，能够实现高效、灵活、稳定、低成本、方便管理的海量监控视频数据处理。本申请实施例提供了一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理系统，所述监控视频在线处理任务管理系统分别连接客户端和前端摄像机，该监控视频在线处理任务管理系统包括：智能视频分析算法管理模块、云资源管理模块、云计算物理资源模块和虚拟智能视频分析服务器；所述智能视频分析算法管理模块用于管理客户端的视频分析任务，保存和管理虚拟智能视频分析服务器的相关信息，监听虚拟智能视频分析服务器的运行状态，在虚拟计算服务器上部署、启动虚拟智能视频分析服务器；向云计算物理资源模块发出资源申请和撤销请求；所述云资源管理模块用于按需动态地在云计算物理资源模块上对虚拟智能视频分析服务器进行创建、删除、查看操作；云计算物理资源模块用于部署服务器虚拟化环境，具备生成虚拟智能视频分析服务器的云计算物理资源；虚拟智能视频分析服务器，生成于云计算物理资源模块提供的云计算物理资源之上，每个虚拟智能视频分析服务器包含一种或多种视频分析算法，用于接收并解码监控摄像机传输的视频流，负责对监控视频流进行在线的分析，然后把视频分析的结果发送给客户端。本申请实施例还提供了一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理方法，包括如下步骤：任务请求阶段：客户端向智能视频分析算法管理模块发送监控视频在线处理任务请求Q＝{C,J,T}，然后等待智能视频分析算法管理模块的任务部署结果；其中，C＝{c1,c2,…,cn}为摄像头集合，J＝{j1,j2,…,j3}为视频分析算法集合，T＝[t1,t2]为任务执行时间段；任务部署阶段：智能视频分析算法管理模块接收到任务请求Q后，进行判断：如果当前云计算物理资源模块中没有能够满足任务请求Q的虚拟智能视频分析服务器，则通过云资源管理模块动态生成满足任务请求Q所需资源配置的虚拟计算服务器，然后把所需的智能视频分析算法应用镜像部署到虚拟计算服务器，从而生成满足任务需求的虚拟智能视频分析服务器，启动虚拟智能视频分析服务器执行视频分析任务，并把虚拟智能视频分析服务器相关信息返回给客户端；如果当前云计算物理资源模块中具有能够满足任务请求Q的虚拟智能视频分析服务器，则根据虚拟智能视频分析服务器集群的负载情况自适应地调度虚拟智能视频分析服务器，启动虚拟智能视频分析服务器执行视频分析任务，并把相应的虚拟智能视频分析服务器集群信息返回给客户端；任务处理阶段：客户端接收智能视频分析算法管理模块返回的虚拟智能视频分析服务器信息后，可以监听并接收虚拟智能视频分析服务器返回的视频分析结果。虚拟智能视频分析服务器从前端摄像机获取并解码标准监控视频流，调用J需求的视频分析算法，对视频流进行在线分析，并把分析结果返回给客户端。从以上技术方案可以看出，采用云计算技术将一组数据中心中互连的服务器集群进行统一管理，共同协作为用户提供智能监控视频在线处理任务管理服务，使系统具有良好的伸缩性，能够按需动态配置智能视频分析算法，便于管理，还大大降低了成本。另外，本申请方案能够对用户提交的视频处理任务进行合理调度，使计算集群负载均衡，提高了资源利用率，向用户提供高效的云计算服务。附图说明图1是本申请实施例提供的基于云计算的监控视频在线处理任务管理系统结构图。图2是本申请实施例提供的IVAM调度智能视频分析任务的操作流程示意图；图3为本申请实施例提供的IVAM调度智能视频分析任务中，任务请求阶段的具体处理流程示意图；图4为本申请实施例提供的IVAM调度智能视频分析任务中，任务部署阶段的具体处理流程示意图；图5为图4所示流程中步骤404至步骤405的具体处理过程示意图；图6为图4所示流程中步骤403的具体处理过程示意图；图7为本申请实施例提供的IVAM调度智能视频分析任务中，任务处理阶段的具体处理流程示意图；图8为本申请实施例提供的IVAM调度智能视频分析任务中，任务结束阶段当任务Q中要求的时间段T截止时，则其业务交互流程示意图；图9为本申请实施例提供的IVAM调度智能视频分析任务中，任务结束阶段当CS向IVAM发出撤销VIVU请求时，则其业务交互流程示意图。具体实施方式本申请的目的是提供一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理方法及系统，充分利用云计算的分布式架构设计和可扩展能力，以及支持大规模监控视频在线分析功能，通过建立智能视频分析算法管理功能模块(IVAM)和云化视频分析集群(CVAC)，形成智能视频分析算法的按需调用能力，满足客户多样灵活智能分析需求，从而能够实现监控规模的动态扩张，具备更完善的功能，获得更高效可靠的系统性能，同时具有更高的性价比。其基本设计思想是：基于云计算技术对数据中心的物理计算服务器集群进行统一管理和调度，当有监控视频在线处理任务请求时，根据任务所需的资源情况和当前服务器集群的负载情况动态生成、配置虚拟视频分析计算资源，向用户按需提供视频分析服务。云计算是一种新兴的计算模式，是分布式计算技术的一种，主要是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源和服务，网络中的计算机、服务器共同对外提供服务，并使之透明化。为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。本申请实施例提供的基于云计算的监控视频在线处理任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理系统，其特征在于，所述监控视频在线处理任务管理系统分别连接客户端和前端摄像机，该监控视频在线处理任务管理系统包括：智能视频分析算法管理模块、云资源管理模块、云计算物理资源模块和虚拟智能视频分析服务器；所述智能视频分析算法管理模块用于管理客户端的视频分析任务，保存和管理虚拟智能视频分析服务器的相关信息，监听虚拟智能视频分析服务器的运行状态，在虚拟计算服务器上部署、启动虚拟智能视频分析服务器；向云计算物理资源模块发出资源申请和撤销请求；所述云资源管理模块用于按需动态地在云计算物理资源模块上对虚拟智能视频分析服务器进行创建、删除、查看操作；云计算物理资源模块用于部署服务器虚拟化环境，具备生成虚拟智能视频分析服务器的云计算物理资源；虚拟智能视频分析服务器，生成于云计算物理资源模块提供的云计算物理资源之上，每个虚拟智能视频分析服务器包含一种或多种视频分析算法，用于接收并解码监控摄像机传输的视频流，负责对监控视频流进行在线的分析，然后把视频分析的结果发送给客户端。

【技术特征摘要】
1.一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理系统，其特征在于，所述监控视频在线处理任务管理系统分别连接客户端和前端摄像机，该监控视频在线处理任务管理系统包括：智能视频分析算法管理模块、云资源管理模块、云计算物理资源模块和虚拟智能视频分析服务器；所述智能视频分析算法管理模块用于管理客户端的视频分析任务，所述分析任务包括任务请求Q＝{C,J,T}，其中，C＝{c1,c2,…,cn}为摄像头集合，J＝{j1,j2,…,j3}为视频分析算法集合，T＝[t1,t2]为任务执行时间段；保存和管理虚拟智能视频分析服务器的相关信息，监听虚拟智能视频分析服务器的运行状态，在虚拟计算服务器上部署、启动虚拟智能视频分析服务器，所述虚拟智能视频分析服务器满足所述任务请求Q所需的资源配置，根据虚拟智能视频分析服务器集群的负载情况自适应地调度虚拟智能视频分析服务器；向云计算物理资源模块发出资源申请和撤销请求；所述云资源管理模块用于按需动态地在云计算物理资源模块上对虚拟智能视频分析服务器进行创建、删除、查看操作；云计算物理资源模块用于部署服务器虚拟化环境，具备生成虚拟智能视频分析服务器的云计算物理资源；虚拟智能视频分析服务器，生成于云计算物理资源模块提供的云计算物理资源之上，每个虚拟智能视频分析服务器包含一种或多种视频分析算法，用于接收并解码监控摄像机传输的视频流，负责对监控视频流进行在线的分析，然后把视频分析的结果发送给客户端。2.根据权利要求1所述的监控视频在线处理任务管理系统，其特征在于，所述智能视频分析算法管理模块包括如下功能单元：智能视频分析算法管理单元，用于存储多个智能视频分析算法镜像，客户端对视频分析算法镜像进行管理操作；所述管理操作至少包括添加、删除和查找；智能视频分析任务管理单元，用于管理客户端的视频分析任务，包括监听和响应任务请求、保存和管理任务信息、控制任务的执行过程；虚拟智能视频分析服务器管理单元，用于保存和管理虚拟智能视频分析服务器的相关信息，监听虚拟智能视频分析服务器的运行状态；还用于向云资源管理模块发出虚拟计算服务器资源申请和撤销请求，并在虚拟计算服务器上部署、启动虚拟智能视频分析服务器；系统任务调度单元，用于根据当前虚拟智能视频分析服务器集群的运行状态，自适应地把智能视频分析任务调度到相应的虚拟智能视频分析服务器进行视频分析。3.根据权利要求1所述的监控视频在线处理任务管理系统，其特征在于，所述云资源管理模块包括：云主机管理单元，用于按需动态地对虚拟智能视频分析服务器虚拟智能视频分析服务器进行管理操作，远程启动、关闭、重启、登录虚拟智能视频分析服务器虚拟智能视频分析服务器，并能够对虚拟智能视频分析服务器虚拟智能视频分析服务器进行热迁移；所述管理操作至少包括创建、删除和查看；镜像管理单元，用于能够创建、删除和查询镜像文件，实现软件环境的快速配置及业务的快速部署；云主机状态监控单元，用于实时地监测云计算物理资源模块的云主机的运行状态，收集、保存、并图形化展示云主机的状态值。4.一种基于云计算的监控视频在线处理任务管理方法，其特征在于，该方法基于如权利要求1至3任一项所述的监控视频在线处理任务管理系统实现，包括如下步骤：任务请求阶段：客户端向智能视频分析算法管理模块发送监控视频在线处理任务请求Q＝{C,J,T}，然后等待智能视频分析算法管理模块的任务部署结果；其中，C＝{c1,c2,…,cn}为摄像头集合，J＝{j1,j2,…,j3}为视频分析算法集合，T＝[t1,t2]为任务执行时间段；任务部署阶段：智能视频分析算法管理模块接收到任务请求Q后，进行判断：如果当前云计算物理资源模块中没有能够满足任务请求Q的虚拟智能视频分析服务器，则通过云资源管理模块动态生成满足任务请求Q所需资源配置的虚拟计算服务器，然后把所需的智能视频分析算法应用镜像部署到虚拟计算服务器，从而生成满足任务需求的虚拟智能视频分析服务器，启动虚拟智能视频分析服务器执行视频分析任务，并把虚拟智能视频分析服务器相关信息返回给客户端；如果当前云计算物理资源模块中具有能够满足任务请求Q的虚拟智能视频分析服务器，则根据虚拟智能视频分析服务器集群的负载情况自适应地调度虚拟智能视频分析服务器，启动虚拟智能视频分析服务器执行视频分析任务，并把相应的虚拟智能视频分析服务器集群信息返回给客户端；任务处理阶段：客户端接收智能视频分析算法管理模块返回的虚拟智能视频分析服务器信息后，可以监听并接收虚拟智能视频分析服务器返回的视频分析结果；虚拟智能视频分析服务器从前端摄像机获取并解码标准监控视频流，调用J需求的视频分析算法，对视频流进行在线分析，并把...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，马华东，高一鸿，赵纯，张闯，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11