SVAC+物聯(lián)網(wǎng)支撐安防大數(shù)據(jù)應用探析

■文/中星技術股份有限公司 邱嵩

關鍵字：SVAC+ 物聯(lián)網(wǎng) 監(jiān)控擴展信息 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)控場景的豐富信息，可為安防系統(tǒng)應用提供堅實的數(shù)據(jù)基礎。各地建設的視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模越來越大，往往都以新增攝像機數(shù)量來加以宣傳，一方面說明了攝像機在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要地位，另一方面也反映出部分項目中還是單純考慮攝像機數(shù)量，在利用視頻與其他信息（特別是物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)所采集信息）的充分結合來提升整個安防系統(tǒng)應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)相結合，采用SVAC國家標準進行編碼，促進安防大數(shù)據(jù)應用方面進行分析和探討。

2 IOT簡介

物聯(lián)網(wǎng)指萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡，英文為Internet of Things（IoT）。作為新一代信息技術的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)技術和物聯(lián)網(wǎng)應用近年來得到業(yè)界的廣泛關注，從智能家居的插座、空調等智能硬件，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)生了很多新的應用。快遞員送貨上門時，即使收貨人不在家也可以遠程看到視頻，確認身份之后再遠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自行車裝上“身份證”后，大街小巷的RFID讀卡器能準確記錄電動車的位置和運行軌跡，發(fā)生失竊事故后能迅速定位并遠程控制斷電以便找回……

物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的三大要素，分別是各種傳感器對信息的采集和生產(chǎn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的傳輸以及對數(shù)據(jù)的加工應用?，F(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)應用一般都是獨立的系統(tǒng)，是自己采集數(shù)據(jù)、獨立傳輸、功能專一的應用。比如，環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測采集排污揚塵等環(huán)境數(shù)據(jù)，獨立傳輸給后臺進行數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)、預警；道路上的RFID讀卡器讀取的電動車信息，只能在地圖上以圖標、文字的方式標識電動車的位置和軌跡。這些單獨的物聯(lián)網(wǎng)信息如果能結合現(xiàn)場視頻畫面，將能更加直觀和全面地反應真實情況。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_，一般采用移動通信公司提供的4G服務進行數(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)建設好的網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，則可大大節(jié)省系統(tǒng)的建設成本和使用成本。

圖1 獨立的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機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)場的實時視頻。視覺是為人類帶來最豐富信息的一種感知途徑。目前，監(jiān)控攝像機已經(jīng)大量升級為高清分辨率，其采集的實時視頻數(shù)據(jù)量大，常采取光纖等方式進行傳輸，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)的應用融合提供了物理層面的基礎。

圖2 獨立的視頻監(jiān)控系統(tǒng)

3 SVAC標準

如果視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的是H.264、H.265攝像機，雖然物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以與這些攝像機結合，并利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)已有的光纖網(wǎng)絡傳輸，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)分別傳送到服務器，只能通過時間標志在兩個系統(tǒng)之間查找和調閱，視頻數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)之間無法實現(xiàn)融合關聯(lián)。

圖3 H.264、H.265攝像機與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的簡單結合

SVAC國家標準是安防監(jiān)控系統(tǒng)的基礎標準，以“忠實于場景的高保真視音頻編解碼”為核心思想，針對安防監(jiān)控實際需求，解決目前安防監(jiān)控系統(tǒng)中視音頻編解碼標準不統(tǒng)一和在安防監(jiān)控領域采用廣電標準無法滿足安防監(jiān)控特殊需求等問題。2017年3月，SVAC國家標準2.0版《公共安全視頻監(jiān)控數(shù)字視音頻編解碼技術要求》由國家標準委發(fā)布實施，標準號為GB/T 25724-2017。

圖4 數(shù)據(jù)組包格式

SVAC標準中定義了監(jiān)控專用擴展信息的載體格式，可以支持多種視音頻數(shù)據(jù)之外的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一編碼。

利用SVAC國家標準的這一特點，視頻監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的融合應用能更加深入。各類物聯(lián)網(wǎng)裝置將實時感知的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過RS485、LAN等物理接口接入到SVAC攝像機，攝像機通過SVAC監(jiān)控擴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，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的高度關聯(lián)與同步，然后傳輸給平臺端進行應用。

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

隨著監(jiān)控攝像機處理能力的提升，除了視頻采集之外，越來越多的攝像機能對視頻進行一些智能分析，大大緩解了平臺端集中進行視頻分析帶來的運算壓力。SVAC國家標準定義的監(jiān)控擴展信息支持絕對時間、OSD信息、地理位置、報警事件、視頻智能分析結果，以及其他外部輸入信息或用戶自定義的視頻結構化描述信息的格式化傳輸，可以有效支持前端智能化，以及強化監(jiān)控前端與監(jiān)控中心智能化應用的整合與應用。視頻數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，再加上智能分析結果可以統(tǒng)一編碼在SVAC碼流中進行傳輸，平臺端無需解碼視頻即可直接提取物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和智能分析結果，這為平臺端將視頻監(jiān)控與物聯(lián)網(wǎng)應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、汽車電子標簽、門禁卡、身份證、電動車防盜、銀行卡、環(huán)境傳感器等多種物聯(lián)網(wǎng)設備接入。但在實現(xiàn)過程中，我們面臨的一個重大挑戰(zhàn)是物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的標準化程度不高，物聯(lián)網(wǎng)設備種類繁多，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)應用細分領域的特點和需求，本文提出一套通用物聯(lián)網(wǎng)擴展信息接入?yún)f(xié)議，以SDK的方式提供了物聯(lián)網(wǎng)設備的快速接入方式。這個接入?yún)f(xié)議支持RS485和LAN兩種接入方式，兼顧多種物聯(lián)網(wǎng)設備的應用特點，既有協(xié)議標準的統(tǒng)一性，又保持了足夠的靈活性，可以對未來更多種類的物聯(lián)網(wǎng)設備接入提供支持。

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)設備廠商進行接入開發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)設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，也可以直接調用通用物聯(lián)網(wǎng)擴展信息接入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)絡設備

函數(shù)名稱：ExtInfo Device Input General Data

功能描述：485/網(wǎng)絡設備輸入通用數(shù)據(jù)

函數(shù)名稱：Close ExtInfo Device

功能描述：關閉485/網(wǎng)絡設備

函數(shù)名稱：Get ExtInfo PackLib Version

函數(shù)功能：獲取擴展信息數(shù)據(jù)組包庫版本號

圖7 SVAC+物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)

在平臺端，通用物聯(lián)網(wǎng)擴展信息解析SDK可在不進行視頻解碼的情況下，高效率地將SVAC碼流中的監(jiān)控擴展信息加以解析，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)的應用開發(fā)。例如，可以配合平臺端的檢索算法和大數(shù)據(jù)應用，實現(xiàn)對任意物聯(lián)網(wǎng)設備的視頻檢索，增強實戰(zhàn)效果。

以一個“基于SVAC的多軌大數(shù)據(jù)分析”的綜合應用實例來說，在應用中，基于SVAC專用擴展信息，接入WIFI探針、電子圍欄、電子標簽、交通卡等物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)實現(xiàn)視頻物聯(lián)網(wǎng)標識，并同步使用人工智能算法實現(xiàn)關聯(lián)視頻的人像、車輛等結構化描述，構建多軌大數(shù)據(jù)分析模型獲得人像-車輛-探針-圍欄-標簽-卡證之間關聯(lián)匹配關系，實現(xiàn)多軌融合、關聯(lián)，為業(yè)務提供精準的用戶畫像多軌主數(shù)據(jù)服務。其中，重點業(yè)務之一是危化車輛/特種車輛監(jiān)管應用，即通過衛(wèi)星定位技術、卡口抓拍技術、RFID識別或電子車牌等技術的綜合應用，掌握某一地區(qū)?；囕v、特種車輛的實時位置與行駛軌跡、行駛速度，并與車輛的應到位置、應駛路徑進行實時比對，發(fā)現(xiàn)異常情況并及時觸發(fā)相應處置預案，聯(lián)合相關部門進行研判和應急處置。

5 結語

SVAC國家標準是針對安防應用的業(yè)務需求特點專門制定的視頻編碼標準，與H.264、H.265等通用視頻編碼標準相比，SVAC標準除了在視頻編碼上支持同等的高清分辨率、高質量編碼之外，還通過支持更強的安全性和靈活的監(jiān)控擴展信息，為安防應用日益增長的融合需求提供了很好的支持?；赟VAC國家標準，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、信息安全和地理時空融合，不僅解決了不同來源、不同種類信息的傳輸和應用接口問題，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聯(lián)關系，SVAC+物聯(lián)網(wǎng)可為基于視頻動態(tài)感知、實時預警分析決策和大數(shù)據(jù)融合可視化應用提供強大支撐。