■文/中星技術(shù)股份有限公司 邱嵩

關(guān)鍵字：SVAC+ 物聯(lián)網(wǎng) 監(jiān)控?cái)U(kuò)展信息 安防 大數(shù)據(jù)

1 引言

視頻監(jiān)控是安防系統(tǒng)的重要組成部分，通過視頻采集這種最為直觀的方式收集監(jiān)控場(chǎng)景的豐富信息，可為安防系統(tǒng)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。各地建設(shè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模越來越大，往往都以新增攝像機(jī)數(shù)量來加以宣傳，一方面說明了攝像機(jī)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要地位，另一方面也反映出部分項(xiàng)目中還是單純考慮攝像機(jī)數(shù)量，在利用視頻與其他信息（特別是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)所采集信息）的充分結(jié)合來提升整個(gè)安防系統(tǒng)應(yīng)用效能方面的考慮有所欠缺。本文從視頻監(jiān)控系統(tǒng)將視頻數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)相結(jié)合，采用SVAC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼，促進(jìn)安防大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面進(jìn)行分析和探討。

2 IOT簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)指萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，英文為Internet of Things（IoT）。作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用近年來得到業(yè)界的廣泛關(guān)注，從智能家居的插座、空調(diào)等智能硬件，到環(huán)境監(jiān)控的溫濕度傳感器，從樓宇大廈的門禁到停車場(chǎng)出入口的道閘，幾乎所有能產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳感器都有了聯(lián)網(wǎng)的需要，各種數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)匯聚產(chǎn)生了很多新的應(yīng)用?？爝f員送貨上門時(shí)，即使收貨人不在家也可以遠(yuǎn)程看到視頻，確認(rèn)身份之后再遠(yuǎn)程控制打開家門讓快遞員放下物品后離開鎖門；在城市中穿行的電動(dòng)自行車裝上“身份證”后，大街小巷的RFID讀卡器能準(zhǔn)確記錄電動(dòng)車的位置和運(yùn)行軌跡，發(fā)生失竊事故后能迅速定位并遠(yuǎn)程控制斷電以便找回……

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的三大要素，分別是各種傳感器對(duì)信息的采集和生產(chǎn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的傳輸以及對(duì)數(shù)據(jù)的加工應(yīng)用?，F(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一般都是獨(dú)立的系統(tǒng)，是自己采集數(shù)據(jù)、獨(dú)立傳輸、功能專一的應(yīng)用。比如，環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集排污揚(yáng)塵等環(huán)境數(shù)據(jù)，獨(dú)立傳輸給后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)、預(yù)警；道路上的RFID讀卡器讀取的電動(dòng)車信息，只能在地圖上以圖標(biāo)、文字的方式標(biāo)識(shí)電動(dòng)車的位置和軌跡。這些單獨(dú)的物聯(lián)網(wǎng)信息如果能結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)視頻畫面，將能更加直觀和全面地反應(yīng)真實(shí)情況。另外，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為了將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)，一般采用移動(dòng)通信公司提供的4G服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，4G通信模塊的安裝成本和每月流量的使用成本較高。如果能利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)建設(shè)好的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，則可大大節(jié)省系統(tǒng)的建設(shè)成本和使用成本。

圖1 獨(dú)立的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機(jī)也可被看作是一種物聯(lián)網(wǎng)信息采集裝置，用于采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻。視覺是為人類帶來最豐富信息的一種感知途徑。目前，監(jiān)控?cái)z像機(jī)已經(jīng)大量升級(jí)為高清分辨率，其采集的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)量大，常采取光纖等方式進(jìn)行傳輸，可以提供豐富的帶寬，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用融合提供了物理層面的基礎(chǔ)。

圖2 獨(dú)立的視頻監(jiān)控系統(tǒng)

3 SVAC標(biāo)準(zhǔn)

如果視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的是H.264、H.265攝像機(jī)，雖然物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以與這些攝像機(jī)結(jié)合，并利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)已有的光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸，但這種情況下視頻數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)只是簡(jiǎn)單地共享傳輸通路，傳感器數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)分別傳送到服務(wù)器，只能通過時(shí)間標(biāo)志在兩個(gè)系統(tǒng)之間查找和調(diào)閱，視頻數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)之間無法實(shí)現(xiàn)融合關(guān)聯(lián)。

圖3 H.264、H.265攝像機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單結(jié)合

SVAC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是安防監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，以“忠實(shí)于場(chǎng)景的高保真視音頻編解碼”為核心思想，針對(duì)安防監(jiān)控實(shí)際需求，解決目前安防監(jiān)控系統(tǒng)中視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和在安防監(jiān)控領(lǐng)域采用廣電標(biāo)準(zhǔn)無法滿足安防監(jiān)控特殊需求等問題。2017年3月，SVAC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2.0版《公共安全視頻監(jiān)控?cái)?shù)字視音頻編解碼技術(shù)要求》由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委發(fā)布實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB/T 25724-2017。

圖4 數(shù)據(jù)組包格式

SVAC標(biāo)準(zhǔn)中定義了監(jiān)控專用擴(kuò)展信息的載體格式，可以支持多種視音頻數(shù)據(jù)之外的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一編碼。

利用SVAC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的這一特點(diǎn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的融合應(yīng)用能更加深入。各類物聯(lián)網(wǎng)裝置將實(shí)時(shí)感知的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過RS485、LAN等物理接口接入到SVAC攝像機(jī)，攝像機(jī)通過SVAC監(jiān)控?cái)U(kuò)展信息方式將這些物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)插入到視頻中一同編碼，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的高度關(guān)聯(lián)與同步，然后傳輸給平臺(tái)端進(jìn)行應(yīng)用。

圖5 SVAC攝像機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的充分融合

隨著監(jiān)控?cái)z像機(jī)處理能力的提升，除了視頻采集之外，越來越多的攝像機(jī)能對(duì)視頻進(jìn)行一些智能分析，大大緩解了平臺(tái)端集中進(jìn)行視頻分析帶來的運(yùn)算壓力。SVAC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義的監(jiān)控?cái)U(kuò)展信息支持絕對(duì)時(shí)間、OSD信息、地理位置、報(bào)警事件、視頻智能分析結(jié)果，以及其他外部輸入信息或用戶自定義的視頻結(jié)構(gòu)化描述信息的格式化傳輸，可以有效支持前端智能化，以及強(qiáng)化監(jiān)控前端與監(jiān)控中心智能化應(yīng)用的整合與應(yīng)用。視頻數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，再加上智能分析結(jié)果可以統(tǒng)一編碼在SVAC碼流中進(jìn)行傳輸，平臺(tái)端無需解碼視頻即可直接提取物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和智能分析結(jié)果，這為平臺(tái)端將視頻監(jiān)控與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在用戶界面上的融合和創(chuàng)新提供了更多的便利。

圖6 SVAC智能攝像機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的充分融合

4 SDK方式

目前，使用上述方式可以支持WIFI探針、電子圍欄、交通卡、汽車電子標(biāo)簽、門禁卡、身份證、電動(dòng)車防盜、銀行卡、環(huán)境傳感器等多種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入。但在實(shí)現(xiàn)過程中，我們面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備種類繁多，接入?yún)f(xié)議各不相同。為了降低接入難度，綜合多種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用細(xì)分領(lǐng)域的特點(diǎn)和需求，本文提出一套通用物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展信息接入?yún)f(xié)議，以SDK的方式提供了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快速接入方式。這個(gè)接入?yún)f(xié)議支持RS485和LAN兩種接入方式，兼顧多種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)，既有協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性，又保持了足夠的靈活性，可以對(duì)未來更多種類的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入提供支持。

表1 物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸協(xié)議格式

為了方便物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廠商進(jìn)行接入開發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廠商除了可以依照接入?yún)f(xié)議的要求自行開發(fā)之外，也可以直接調(diào)用通用物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展信息接入SDK。接入SDK的主要函數(shù)包括：

函數(shù)名稱：Open ExtInfo Device

功能描述：打開485/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

函數(shù)名稱：ExtInfo Device Input General Data

功能描述：485/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備輸入通用數(shù)據(jù)

函數(shù)名稱：Close ExtInfo Device

功能描述：關(guān)閉485/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

函數(shù)名稱：Get ExtInfo PackLib Version

函數(shù)功能：獲取擴(kuò)展信息數(shù)據(jù)組包庫(kù)版本號(hào)

圖7 SVAC+物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)

在平臺(tái)端，通用物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展信息解析SDK可在不進(jìn)行視頻解碼的情況下，高效率地將SVAC碼流中的監(jiān)控?cái)U(kuò)展信息加以解析，并將其中的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)提取出來，用于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用開發(fā)。例如，可以配合平臺(tái)端的檢索算法和大數(shù)據(jù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的視頻檢索，增強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)效果。

以一個(gè)“基于SVAC的多軌大數(shù)據(jù)分析”的綜合應(yīng)用實(shí)例來說，在應(yīng)用中，基于SVAC專用擴(kuò)展信息，接入WIFI探針、電子圍欄、電子標(biāo)簽、交通卡等物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)視頻物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)，并同步使用人工智能算法實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)視頻的人像、車輛等結(jié)構(gòu)化描述，構(gòu)建多軌大數(shù)據(jù)分析模型獲得人像-車輛-探針-圍欄-標(biāo)簽-卡證之間關(guān)聯(lián)匹配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)多軌融合、關(guān)聯(lián)，為業(yè)務(wù)提供精準(zhǔn)的用戶畫像多軌主數(shù)據(jù)服務(wù)。其中，重點(diǎn)業(yè)務(wù)之一是危化車輛/特種車輛監(jiān)管應(yīng)用，即通過衛(wèi)星定位技術(shù)、卡口抓拍技術(shù)、RFID識(shí)別或電子車牌等技術(shù)的綜合應(yīng)用，掌握某一地區(qū)?；囕v、特種車輛的實(shí)時(shí)位置與行駛軌跡、行駛速度，并與車輛的應(yīng)到位置、應(yīng)駛路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)異常情況并及時(shí)觸發(fā)相應(yīng)處置預(yù)案，聯(lián)合相關(guān)部門進(jìn)行研判和應(yīng)急處置。

5 結(jié)語

SVAC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)安防應(yīng)用的業(yè)務(wù)需求特點(diǎn)專門制定的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，與H.264、H.265等通用視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比，SVAC標(biāo)準(zhǔn)除了在視頻編碼上支持同等的高清分辨率、高質(zhì)量編碼之外，還通過支持更強(qiáng)的安全性和靈活的監(jiān)控?cái)U(kuò)展信息，為安防應(yīng)用日益增長(zhǎng)的融合需求提供了很好的支持。基于SVAC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，安防系統(tǒng)可以在視頻采集之外，集成物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、信息安全和地理時(shí)空融合，不僅解決了不同來源、不同種類信息的傳輸和應(yīng)用接口問題，也為多數(shù)據(jù)源的大數(shù)據(jù)碰撞分析提供了精確到視頻幀的關(guān)聯(lián)關(guān)系，SVAC+物聯(lián)網(wǎng)可為基于視頻動(dòng)態(tài)感知、實(shí)時(shí)預(yù)警分析決策和大數(shù)據(jù)融合可視化應(yīng)用提供強(qiáng)大支撐。