謝芳華 張 林 吳德華 宋珍華 李金鋒

一、系統(tǒng)開發(fā)原則

警犬氣味鑒別行為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是指通過軟硬件將監(jiān)控頭采集到的圖像處理成數(shù)字信號，傳送到電腦進(jìn)行處理。針對警犬鑒別行為的工作特點，本采集系統(tǒng)的建立主要依據(jù)以下幾個原則：

（一）先進(jìn)性

新建立的系統(tǒng)應(yīng)采用當(dāng)前較先進(jìn)的主流技術(shù)，確保系統(tǒng)硬件設(shè)施建成后在一定時間內(nèi)保持技術(shù)先進(jìn)性。

（二）成熟性與實用性

新建的鑒別行為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所選用的各子系統(tǒng)在保證先進(jìn)性的同時，也保證了所有的系統(tǒng)和技術(shù)是已經(jīng)通過工程檢驗的。所有系統(tǒng)都是成熟可靠的，所有技術(shù)均具有實用性，使得每一樣設(shè)備都能在使用時充分發(fā)揮它的功能。

（三）靈活性和開發(fā)性

在滿足當(dāng)前警犬技術(shù)工作需要的基礎(chǔ)上，警犬鑒別行為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)具有開放性和兼容性，便于和未來擴(kuò)展的設(shè)備互連及互操作。

（四）集成性和可擴(kuò)展性

系統(tǒng)集成時應(yīng)充分考慮到整體系統(tǒng)所涉及的各個子系統(tǒng)的信息共享要求，同時確保智能系統(tǒng)能集成不同廠商不同類型的先進(jìn)產(chǎn)品，注重其集成性和可擴(kuò)展性，便于本系統(tǒng)可以隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，不斷得到充實和提高。

（五）標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化

所有系統(tǒng)設(shè)計嚴(yán)格按照國家和地區(qū)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備配置，并根據(jù)總體結(jié)構(gòu)要求，將各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)綜合體現(xiàn)當(dāng)今先進(jìn)技術(shù)水平。

二、系統(tǒng)構(gòu)建與集成

（一）鑒別行為視頻終端采集系統(tǒng)

該系統(tǒng)由布設(shè)于警犬氣味鑒別室的前端圖像數(shù)據(jù)采集硬件部分（攝像機(jī)）組成，通過將采集到的圖像處理成數(shù)字信號，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)錄像控制主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺，完成對警犬鑒別行為數(shù)據(jù)采集管理和向上級總控中心的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。系統(tǒng)中的4臺自動跟蹤攝錄球機(jī)，實時記錄警犬氣味鑒別動態(tài)行為。固定位置的高清攝像機(jī)重點記錄警犬嗅源嗅認(rèn)行為和警犬氣味鑒別工作環(huán)境的基本信息。1臺鑒別犬基本信息發(fā)布系統(tǒng)將進(jìn)行相應(yīng)鑒別工作的鑒別犬、訓(xùn)導(dǎo)員、鑒別室環(huán)境狀況等基本信息發(fā)布于固定位置的LED屏上，由專門的攝像機(jī)與鑒別行為一起組合到具體的某一次警犬氣味鑒別工作中。

（二）行為數(shù)據(jù)云存貯系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)和分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中總?cè)萘慷噙_(dá)60T的多個網(wǎng)絡(luò)硬盤存儲設(shè)備，通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，存貯行為采集終端采集的海量行為數(shù)據(jù)，共同對局域網(wǎng)用戶提供鑒別行為數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能。

云存貯系統(tǒng)的建立為云存儲數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建提供了硬件支撐平臺，極大地整合了所內(nèi)的計算機(jī)硬件資源。

圖1 警犬鑒別行為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)流示意圖

（三）數(shù)據(jù)實時傳輸與專家評判系統(tǒng)

警犬鑒別行為識別系統(tǒng)要求建立的系統(tǒng)能夠?qū)崟r將警犬的鑒別行為傳輸?shù)酱尜A系統(tǒng)進(jìn)行存貯，又能在網(wǎng)絡(luò)上供專家在專家評判室對實時觀看警犬的鑒別行為表現(xiàn)，及對作業(yè)的警犬實時打分評價。在需要時，又能從已經(jīng)存儲的行為數(shù)據(jù)中調(diào)看相應(yīng)警犬日常的作業(yè)行為表現(xiàn)，供評價參考。

因此，專家使用的鑒別行為數(shù)據(jù)分為實時行為數(shù)據(jù)和云存儲行為數(shù)據(jù)。鑒別犬實時作業(yè)數(shù)據(jù)可通過數(shù)字IP監(jiān)控系統(tǒng)上傳到監(jiān)視器及會議室顯示終端，完成對各監(jiān)控點的視頻解碼上大屏、回放，實現(xiàn)任意畫面調(diào)用。而云存儲數(shù)據(jù)是鑒別犬日常訓(xùn)練行為數(shù)據(jù)的集合，是日常訓(xùn)練中對氣味鑒別關(guān)鍵行為處理標(biāo)識后的規(guī)范性數(shù)據(jù)。這種行為數(shù)據(jù)可供專家隨時調(diào)用查看參考，為專家交互研判提供技術(shù)支撐。

為此，項目組通過建立以數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以有線、無線通信等系統(tǒng)為紐帶，以實現(xiàn)氣味鑒別操作室為行為采集核心，專家評判室為數(shù)據(jù)查看及研判中心，集科研訓(xùn)練、專家評判、學(xué)術(shù)研討、教學(xué)互動為一體的智能化信息系統(tǒng)，達(dá)到在警犬作業(yè)過程中，專家實時視頻與鑒別犬日常訓(xùn)練行為情況相互評定的目的。

該系統(tǒng)主要包括專家評判室的高清觸控顯示系統(tǒng)、會議發(fā)言擴(kuò)聲系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、會議錄播系統(tǒng)、信號切換系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)等；行為數(shù)據(jù)采集端的周邊顯示系統(tǒng)、數(shù)字IP監(jiān)控數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送系統(tǒng)建設(shè)等。

1.會議室高清觸控顯示系統(tǒng)

高清觸控顯示系統(tǒng)主要由1臺80寸高清觸摸一體機(jī)、2臺通用型計算機(jī)視頻接口、1臺高帶寬多功能混合矩陣組成，用于會議室日常會議研討互動顯示、教育教學(xué)、學(xué)術(shù)報告交流交互及顯示各類系統(tǒng)的綜合文字信息。

2.會議室會議發(fā)言擴(kuò)聲系統(tǒng)

在滿足基本會議發(fā)言基礎(chǔ)上，實現(xiàn)聲學(xué)特性指標(biāo)達(dá)到并超過《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)》GYJ25-86國家語言和音樂兼用擴(kuò)聲一級標(biāo)準(zhǔn)，以滿足日常會商、應(yīng)用教學(xué)擴(kuò)聲、普通會議、視頻會議等活動要求。

3.會議室中央控制系統(tǒng)

通過合理的預(yù)編程設(shè)計以實現(xiàn)對設(shè)備機(jī)柜以及會議大屏幕的供電、擴(kuò)聲音量的選擇、矩陣、會議錄播的攝像機(jī)角度控制，一樓數(shù)字信號的調(diào)用及切換的控制等。同時根據(jù)需要任意定制三維操作界面和控制流程，極大方便與會人員的操作。

4.會議室會議錄播系統(tǒng)

通過預(yù)置錄播主機(jī)，能將進(jìn)行會議的遠(yuǎn)端，本端的影像（Video）、聲音（Audio）全硬件設(shè)備方式即時記錄成標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)流媒體格式，并通過網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器同步直播或者事后點播。不在會議室的人員能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行同步收看會議的影像聲音或者進(jìn)行后期在線的會議視頻的點播。通過錄播系統(tǒng)制作出來的文件，適用于各種學(xué)習(xí)管理平臺。錄制完成后，可以快速地完整的生成視頻會議中的講座或者傳達(dá)的精神，突出會議的重點、細(xì)節(jié)，反映會議的全過程、全場景。

5.系統(tǒng)切換及綜合布線系統(tǒng)

將根據(jù)研究所原有設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體設(shè)備調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)整合。將原有能使用的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)調(diào)整，融入到現(xiàn)有的系統(tǒng)中，并對所有新、舊設(shè)備進(jìn)行有效的合理整合，以便完全對接現(xiàn)有的系統(tǒng)平臺。

6.數(shù)字IP監(jiān)控系統(tǒng)

通過監(jiān)控管理平臺控制整個監(jiān)控系統(tǒng)的運行。它支持對監(jiān)控系統(tǒng)視頻統(tǒng)一管理，通過網(wǎng)絡(luò)錄像控制主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺，完成對本地區(qū)域的監(jiān)控管理和向上級總控中心的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能；通過視頻解碼器及網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)字矩陣，上傳到監(jiān)視器及會議室顯示終端，完成對各監(jiān)控點的視頻解碼上大屏、回放，實現(xiàn)任意畫面調(diào)用等。

三、系統(tǒng)應(yīng)用效果

系統(tǒng)構(gòu)建與集成工作完成后，警犬氣味鑒別工作人員對系統(tǒng)進(jìn)行了實際操作應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，定點采集與自動跟蹤相結(jié)合的鑒別行為采集系統(tǒng)將警犬氣味鑒別行為實時捕捉，經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上傳到云存貯系統(tǒng)，并同步傳輸?shù)綄＜以u判室的顯示終端供專家審看評價。由云存儲數(shù)據(jù)庫提供的鑒別犬日常行為標(biāo)記與評價數(shù)據(jù)，能夠供專家及時調(diào)用參考，達(dá)到了系統(tǒng)建設(shè)預(yù)期的目標(biāo)。

該系統(tǒng)不僅可以對警犬日常鑒別訓(xùn)練進(jìn)行實時監(jiān)控，提高訓(xùn)練效率，支撐專家研判鑒別犬的行為；在接入專網(wǎng)后，還能夠支撐在不同空間、同一時間內(nèi)警犬氣味鑒別技術(shù)工作的跨區(qū)域交流，也是目前國內(nèi)唯一能夠全方位、立體化展現(xiàn)警犬鑒別工作的先進(jìn)系統(tǒng)。