一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统技术方案

本发明专利技术涉及智能系统的领域，尤其是一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，该系统自下至上依次具体包括视频数据采集接入层和平台层以及交互展现层，所述的视频数据采集接入层的视频采集设备采集视频数据，采集后的视频数据通过平台层进行处理后传输到交互展现层。本发明专利技术的一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，通过建立支持分布式分析处理的可扩展视频存储系统，实现存储容量的横向扩展；在计算节点上，我们还将采用并发性强的协处理器与CPU协同计算，大大加速计算速度；增加对目标行为确认的可信度，改善系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统
本专利技术涉及智能系统的领域，尤其是一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统。
技术介绍
平安城市建设计划在全国城市建设监控视频设施，已经部署实施了几千万摄像头，在公共安全管理工作中起到了积极的作用。目视频监控系统规模和应用领域的不断扩大，大量的视频数据给实时监控的反应速度和数据利用的有效性带来了挑战，现行的视频监控系统在实际运行中存在诸多弊病：海量的摄像头与数量不足的显示屏造成需要进行分屏或轮屏监控的状况，但轮屏容易造成监控死角。显示屏过多需要大量监控人员，监控人员难以7*24小时无遗漏地关注到每一路视频，并做出快速正确的反应。研究表明，仅仅在注视监控视频20分钟后，人的注意力就会下降30％左右，一小时后会下降70％，最关键的是目前的视频监控大多数时候只能作为事后验看的工具，不能对发生的治安事件做出实时的反馈,更不可能对未发生的事件进行预警。此外，当前的视频监控只能实现录像、存储、事后取证，不能实时智能监控、自动报警。视频资源的利用效率低。假设所有摄像头为1080p，则每天产生64G数据。像某些城市这样规模的城市约20万的监控视频将每天产生约12.2PB的视频数据。如此庞大的数据即不可能靠人工，也不可能由一般的PC机处理。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，能够实现存储容量的横向扩展，提升视频图像语义提取的精确度，减少信息的模糊性，增加对目标行为确认的可信度，改善系统的可靠性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，该系统自下至上依次具体包括视频数据采集接入层和平台层以及交互展现层，所述的视频数据采集接入层的视频采集设备采集视频数据，采集后的视频数据通过平台层进行处理后传输到交互展现层，所述的视频数据采集接入层是将对接入平台的视频设备进行视频图像采集，将视频图像采集的视频图像通过视频图像识别进行识别处理，识别后的视频图像进行转码处理，将不同设备采集的视频信号按照标准的编码格式进行转码，并将转码后的数据存储到平台层的HDFS系统上；所述的平台层包括分布式数据存储层和分布式数据处理引擎，分布式数据存储层主要基于HDFS系统来构建，提供基础的视频文件存储的分布式文件系统；分布式数据处理引擎包括视频语义的分析、挖掘、视频对象的检索以及用于对视频识别的分析引擎，通过对视频内容的语义理解、语义分析、语义提取进行深入研发，实现人脸检测、运动物体检测、色彩检测、纹理检测、人员密度检测、行为识别的识别功能，分析引擎的识别功能支持后续扩展；所述的交互展现层是提供用户和系统进行操作访问的接口及工具，采用以WebServiceAPI形式的操作访问接口，通过操作访问接口，可以支持如色彩对象检索、轨迹分析以及信息对比方面的应用。所述的HDFS系统包括HDFS客户端、若干个数据节点、名字节点、与名字节点相连接备份名字节点、输入流以及用于对视频文件读写的分布式文件系统，数据节点上还连接时间节点，名字节点用于存储整个文件系统上的数据目录和相关的文件元数据，HDFS客户端用于发起请求，一路进行读取或者上传存放在分布式文件系统上的数据，将读取的数据传输给名字节点，另一路进行读或写数据传输给数据节点。所述的分布式文件系统包括翻译模块、分布式文件客户端、服务器、元数据服务器以及元数据备份服务器，分布式文件客户端接收外部输入的视频流，由分布式文件客户端的视频帧处理模块根据视频流格式将接收到的视频数据切分成一个一个独立的视频帧，并将这些固定长度的视频帧转发给视频识别翻译模块，视频识别翻译模块对这些视频片断进行视频识别分析处理，识别分析处理对数据属性完整性约束与一致性约束的检查；对错误数据进行检测与处理；对冗余数据进行检测与删除；检查是否有缺失数据并按照相关规则进行数据填补；压缩或投影数据以简化数据的表达；转换并统一数据的表达方式，最后得到目标数据集等，针对视频数据预处理过程可以改进数据质量，从而有助于提高对数据流进行序列模式挖掘的准确度和性能，若发现视频中存在预设的特征或者事件，便将视频片断与特征值的对应关系反馈给元数据服务器，由元数据服务器对识别的结果进行记录，并触发其他事件过程，其中元数据服务器为需要存储的视频片断分配存储服务器，分布式文件客户端根据元数据服务器返回的存储服务器列表，将对应的视频片断编码并存储到指定的元数据备份存储服务器上。所述的视频图像识别采用深度卷积神经网络，深度卷积神经网络包括输入层、隐含层和输出层，输入层通过隐含层与输出层相连接，隐含层包括低隐含层和高隐含层，低隐含层由卷积层和下采样层相互交替成对组成，高隐含层是全连接层，所述的卷积层采用局部感知区域为10*10的方法，将1000*1000像素图像每层之间1012个全连接参数降低至108个局部连接参数；所述的卷积层采用权值共享的方法，可以将1000*1000像素图像每层108个局部连接的参数降低至100个局部连接共享参数；所述的下采层通过对不同位置的特征进行聚合统计，由于图像的识别特征具有层次性，其中低层图像特征具有较低的抽象性，高层图像特征具有较高的抽象性，通过组合底层特征能够形成更加抽象的高层表示。本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，通过建立支持分布式分析处理的可扩展视频存储系统，实现存储容量的横向扩展；采用MapReduce将海量视频数据分发到计算节点上进行分布式处理，在计算节点上，视频将被理解、分析，提取出人类思维中所能理解的高层语义(比如特定的人、车、事件等)，并将海量视频的语义信息组织成为检索索引的元数据，构建视频图像深度学习模型，提升视频图像语义提取的精确度；在计算节点上，我们还将采用并发性强的协处理器与CPU协同计算，大大加速计算速度；本项目采用多源数据融合分析方法将多个数据源在时间和空间上冗余或互补的信息依据某种准则进行组合，获取被观测对象的一致性解释或描述，以便能过扩展时空的覆盖范围，减少信息的模糊性，增加对目标行为确认的可信度，改善系统的可靠性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的结构框图；图2是本专利技术的HDFS系统读取文件的结构框图；图3是本专利技术的上传文件到HDFS系统的结构框图；图4是本专利技术的分布式文件系统的结构框图；图5是本专利技术的流式数据实时监测分析处理流程图；图6是本专利技术的深度卷积神经网络模型图；图7是本专利技术的局部感知野理论在神经网络中的应用的示意图；图8是本专利技术的局部感知野在图像中的应用的示意图；图9是本专利技术的权值共享在神经网络中的应用的示意图。图中1.视频数据采集接入层，2.平台层，3.交互展现层,4.HDFS客户端，5.分布式文件系统，51.翻译模块，52.分布式文件客户端，53.服务器，54.元数据服务器，55.元数据备份服务器，6.名字节点，7.输入流，8.数据节点，9.时间节点。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示的一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，该系统自下至上依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，其特征是：该系统自下至上依次具体包括视频数据采集接入层(1)和平台层(2)以及交互展现层(3)，所述的视频数据采集接入层(1)的视频采集设备采集视频数据，采集后的视频数据通过平台层(2)进行处理后传输到交互展现层(3)，所述的视频数据采集接入层(1)是将对接入平台的视频设备进行视频图像采集，将视频图像采集的视频图像通过视频图像识别进行识别处理，识别后的视频图像进行转码处理，将不同设备采集的视频信号按照标准的编码格式进行转码，并将转码后的数据存储到平台层的HDFS系统上；所述的平台层(2)包括分布式数据存储层和分布式数据处理引擎，分布式数据存储层主要基于HDFS系统来构建，提供基础的视频文件存储的分布式文件系统；分布式数据处理引擎包括视频语义的分析、挖掘、视频对象的检索以及用于对视频识别的分析引擎，通过对视频内容的语义理解、语义分析、语义提取进行深入研发，实现人脸检测、运动物体检测、色彩检测、纹理检测、人员密度检测、行为识别的识别功能，分析引擎的识别功能支持后续扩展；所述的交互展现层(3)是提供用户和系统进行操作访问的接口及工具，采用以Web Service API形式的操作访问接口，通过操作访问接口，可以支持如色彩对象检索、轨迹分析以及信息对比方面的应用。...

【技术特征摘要】
1.一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，其特征是：该系统自下至上依次具体包括视频数据采集接入层(1)和平台层(2)以及交互展现层(3)，所述的视频数据采集接入层(1)的视频采集设备采集视频数据，采集后的视频数据通过平台层(2)进行处理后传输到交互展现层(3)，所述的视频数据采集接入层(1)是将对接入平台的视频设备进行视频图像采集，将视频图像采集的视频图像通过视频图像识别进行识别处理，识别后的视频图像进行转码处理，将不同设备采集的视频信号按照标准的编码格式进行转码，并将转码后的数据存储到平台层的HDFS系统上；所述的平台层(2)包括分布式数据存储层和分布式数据处理引擎，分布式数据存储层主要基于HDFS系统来构建，提供基础的视频文件存储的分布式文件系统；分布式数据处理引擎包括视频语义的分析、挖掘、视频对象的检索以及用于对视频识别的分析引擎，通过对视频内容的语义理解、语义分析、语义提取进行深入研发，实现人脸检测、运动物体检测、色彩检测、纹理检测、人员密度检测、行为识别的识别功能，分析引擎的识别功能支持后续扩展；所述的交互展现层(3)是提供用户和系统进行操作访问的接口及工具，采用以WebServiceAPI形式的操作访问接口，通过操作访问接口，可以支持如色彩对象检索、轨迹分析以及信息对比方面的应用。2.根据权利要求1所述的一种面向公安刑侦应用的视频图像智能研判系统，其特征是：所述的HDFS系统包括HDFS客户端(4)、若干个数据节点(8)、名字节点(6)、与名字节点(6)相连接备份名字节点(10)、输入流(7)以及用于对视频文件读写的分布式文件系统(5)，数据节点(8)上还连接时间节点(9)，名字节点(6)用于存储整个文件系统上的数据目录和相关的文件元数据，HDFS客户端(4)用于发起请求，一路进行读取或者上传...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭桂福，张涵，吴楠，李然，唐欢徕，
申请(专利权)人：东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心，
类型：发明
国别省市：广东,44