關(guān)于提高攝像機利用率的方法研究

何丹娜 黃磊 王偉

1. 四創(chuàng)電子股份有限公司 2. 安徽省合肥市公安局

引言

“城市安全”已成為衡量老百姓生活品質(zhì)和幸福度的一項重要指標(biāo)，而視頻監(jiān)控?zé)o疑是保障城市安全的重要技術(shù)手段之一。以合肥市為例，在城市主干道路、重要場所、重點區(qū)域周邊已實現(xiàn)“全網(wǎng)共享、全時可用、全程可控”，在城市治理和安全保障方面發(fā)揮著重要作用。

但在實際應(yīng)用中，存在少量攝像機因選點不合理或受周邊環(huán)境影響導(dǎo)致使用效能不高的問題，從而浪費硬件資源，影響整個視頻體系的應(yīng)用成效。因此需要一種快捷的判定方法，可對上述攝像機進行快速判定和篩選，從而為攝像機的移建和整改提供依據(jù)。

一、新型攝像機利用率判定方法

目前，針對攝像機點位選取已有相關(guān)的研究，提出從視頻資源的覆蓋度指標(biāo)、攝像機的有效距離設(shè)置和視頻資源的布點目標(biāo)進行總體把控[1]。在這個基礎(chǔ)上，又提出結(jié)合單個攝像機覆蓋情況和區(qū)域點位密度綜合進行點位布局規(guī)劃[2]，并結(jié)合本城市特點提出“圈塊格線點”前端點位布局模型[3]。

上述均從宏觀上為視頻資源的總體規(guī)劃和布局提供了實現(xiàn)路徑，存在的不足之處是無法進一步驗證單個攝像機選點的合理性，是否滿足實際業(yè)務(wù)使用的需要。為此，本文提出的方法重點針對已建攝像機，從實際業(yè)務(wù)出發(fā)，通過攝像機利用率反推其架設(shè)的合理性。

攝像機利用率最直觀的反應(yīng)在視頻播放量上，視頻架設(shè)位置合理且圖像有效信息高的視頻播放量大，視頻架設(shè)位置不合理或架設(shè)位置合理圖像有效信息低的視頻播放量小。可通過在視頻管理平臺中增加攝像機操作記錄，用來統(tǒng)計攝像機實時視頻點擊播放次數(shù)，同時考慮操作用戶的篩選，過濾非業(yè)務(wù)用戶的操作數(shù)據(jù)，得出攝像機每日的實時視頻播放量，連續(xù)一定時間進行實時視頻播放量的記錄統(tǒng)計，得出該攝像機的播放量數(shù)組，取數(shù)組平均值得出該攝像機的播放均值。對于多個攝像機，在指定時間段內(nèi)獲取到一組播放均值，針對這組播放均值再次計算其均值和標(biāo)準(zhǔn)差，從而動態(tài)設(shè)置置信區(qū)間。當(dāng)某攝像機的播放均值低于置信區(qū)間的最小值，則將該攝像機標(biāo)簽自動設(shè)置為利用率異常，支持人工二次判斷，對標(biāo)簽進行重定義。

具體判定步驟如圖1所示，獲取每個攝像機每日實時播放量并記錄，在一段時間周期內(nèi)可獲得每個攝像機的一個播放量數(shù)組，數(shù)組中每個數(shù)值對應(yīng)該攝像機每天的播放量，接下來對每個數(shù)組分別計算均值，將所有數(shù)組的均值生成一個均值數(shù)組，進一步計算該數(shù)組的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并通過均值和標(biāo)準(zhǔn)差設(shè)置播放量置信區(qū)間，最后將均值數(shù)組中每個數(shù)值與置信區(qū)間進行比對，如果小于該區(qū)間的最小值，則其對應(yīng)的攝像機將會標(biāo)記為利用率異常。

在應(yīng)用展示方面，可以區(qū)域分為單位進行轄區(qū)利用率異常攝像機的統(tǒng)計，形成各區(qū)利用率異常攝像機統(tǒng)計分布圖，從而有助于優(yōu)化攝像機分布，進行合理遷建。同時，通過對累積統(tǒng)計數(shù)據(jù)的環(huán)比、同比分析，實現(xiàn)對優(yōu)化調(diào)整的整體評價。

依托單個攝像機在一定時間段內(nèi)的視頻播放量數(shù)組，可依次計算兩兩之間的差值并取絕對值，形成播放差值數(shù)組，計算其均值和標(biāo)準(zhǔn)差，動態(tài)生成播放差值的置信區(qū)間。當(dāng)播放差值超過置信區(qū)間時，自動獲取播放差值對應(yīng)的兩個視頻播放量及其屬性信息，給出播放量異常提示。此時可能是播放量的驟增或驟降，對于驟增的情況則可能該攝像機周邊發(fā)生重大事件，在這個時間點內(nèi)進行頻繁調(diào)閱；對于驟降的情況，則可能該攝像機自身離線或出現(xiàn)故障，導(dǎo)致播放量急速降低。對于攝像機播放量數(shù)據(jù)足夠多的情況下可生成該攝像機的播放預(yù)測曲線，提前獲知其應(yīng)用情況。

具體判定步驟如圖2所示，同樣，先獲取每個攝像機在一段時間周期內(nèi)的播放量數(shù)組，接下來對每個數(shù)組分別按照順序從第一位數(shù)值開始，計算與后一位數(shù)值的差值并取絕對值，依此類推，從而獲得播放差值數(shù)組，計算其均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并通過均值和標(biāo)準(zhǔn)差設(shè)置播放差值置信區(qū)間，最后將播放差值數(shù)組中每個差值與置信區(qū)間進行比對，如果不在區(qū)間內(nèi)，則其差值對應(yīng)相減的兩個播放量記為播放量異常，從而鎖定具體異常的情況，便于定位和處理。

上述方法也可應(yīng)用到抓拍量分析中，通過對每日抓拍量和一定時間的抓拍均值進行分析，可獲取抓拍異?？冢瑥亩笇?dǎo)卡口布局的優(yōu)化。

二、實驗對比

目前針對各類視頻建設(shè)系統(tǒng)的維護，主要還是集中在攝像機在線率的自動監(jiān)測，可實時進行攝像機離線狀態(tài)的監(jiān)測和預(yù)警，同時還可對攝像機圖像質(zhì)量進行輪巡分析，對畫面黑屏、花屏、顏色異常、模糊等現(xiàn)象進行分析和預(yù)警。但對單個攝像機利用率的監(jiān)測尚未有成熟的系統(tǒng)或功能，一般通過人工巡檢的方式進行發(fā)現(xiàn)，并將發(fā)現(xiàn)的不合規(guī)情形進行上報。以1萬路攝像機為例，打開一路視頻的時間約為2秒（視頻流經(jīng)底層存儲、區(qū)級視頻平臺、市級視頻匯聚平臺到應(yīng)用平臺），人工全部巡檢一遍的時間約為2萬秒（約為333.33分鐘）。

采用本文所提的方法，模擬1萬路攝像機的播放量，通過代碼分析得出利用率不合理 點位的結(jié)果，所需時間約為305毫秒，可根據(jù)結(jié)果中播放量關(guān)聯(lián)的攝像機編碼鎖定具體的攝像機；并對播放量異常情況進行分析，所需時間為376毫秒，除了可根據(jù)結(jié)果中播放量關(guān)聯(lián)的攝像機編碼鎖定具體的攝像機，還可根據(jù)結(jié)果中分析的播放量關(guān)聯(lián)定位具體的日期。在實際使用中，由于整體服務(wù)的部署環(huán)境等因素，運行時間將會有所延長，但一般不超過秒級。

目前，本文提到的方法已在部分地市視頻運維系統(tǒng)中進行應(yīng)用，通過日志數(shù)據(jù)進行播放量的統(tǒng)計分析，從而篩選利用率異常位置及播放量異常情況，實現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)警提示，從而提升整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)運行和監(jiān)管的效率，做到智能發(fā)現(xiàn)、高效處理。

三、結(jié)語

城市級視頻建設(shè)系統(tǒng)龐大而繁雜，涉及運維的對象繁多，如何實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)管智能化、故障處置流程化、運維過程數(shù)據(jù)化、考核管理自動化是運維工作的核心。當(dāng)前的運維管理還處在人工管理向智能管理過渡的階段，過多依賴于設(shè)備性能指標(biāo)的監(jiān)測，缺少與運維業(yè)務(wù)的有機結(jié)合，使得監(jiān)測結(jié)果無法真正服務(wù)于運維工作。

視頻建設(shè)系統(tǒng)特別是大型系統(tǒng)的運維工作，應(yīng)結(jié)合實際使用情況，以服務(wù)于業(yè)務(wù)應(yīng)用為目的，進行運維對象和監(jiān)控指標(biāo)的合理設(shè)置，不斷深入總結(jié)業(yè)務(wù)需求點，延伸出運維關(guān)注點，并從技術(shù)和業(yè)務(wù)兩個維度探討運維監(jiān)測方式，從而真正為系統(tǒng)運維管理服務(wù)，為實戰(zhàn)應(yīng)用服務(wù)。