基于AVS的监控视频信息存储和快速检索系统的设计与实现

论文摘要

随着生活水平日益提高,人们越来越关注自己工作和居住场所的安全问题。视频监控系统以直观、方便、可记录、可查询等特点渐渐受到青睐,越来越多的视频监控系统应用于安全领域,如门禁系统、考勤系统以及身份识别系统等等。视频监控系统可以让管理人员在控制室中观察到前端防范区域内所有人员活动情况并做记录,为保安系统提供实时的图像信息。在实际应用中,较好的实时性和图像质量,较低的带宽占用以及带宽适应能力是监控系统的主要考虑因素,这都受视频压缩技术的影响。因此,视频压缩成为视频监控系统的核心技术。任何监控系统都需要根据其需求选取合适的压缩方法,然而目前并没有专用的数字视频监控系统视频压缩标准。AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准,是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系,在未来中国数字音视频产业中有广阔的应用前景,AVS视频标准已于2006年成为国家标准,越来越多的科研单位和公司投入到AVS标准的应用研究中。目前实用视频监控系统主要由前端摄像、传输、后台控制、显示与记录这四大部分组成,其中后台控制和显示记录需要大量的人力资源开销,对监控视频内容的检测、识别和理解完全依靠人工,降低了视频监控系统的工作效率,安全性与准确性也缺乏保证。为了减少人力资源的开销,在保证安全性和准确性的前提下提高系统工作效率,对视频监控系统的自动化和智能化的研究非常必要。本文研究如何在不改变视频监控系统大体构架的前提下,将AVS应用于视频监控系统,在现存理论基础和硬件条件下探讨加入自动地智能化处理、海量存储、快速检索的可行性。并将设想付诸实践,设计并实现可运行的原型系统,达到了一定的设计要求,从而为将AVS应用于视频监控系统和视频监控系统智能化处理提供参考和实验数据。首先,本文对当前的视频监视系统的做了一定的调查,研究分析其特点和不足,了解其使用的主要技术。然后,我们在系统了解AVS编码标准后,将其与MPEG4/H.264编码标准做了一定的比较分析,从多个角度阐述将AVS应用于视频监控系统的优势。最后,本文设计并实现了一套基于AVS视频编解码技术的视频监控系统,可以对AVS视频流自动进行处理。该系统结合AVS编解码、背景/非背景分类、人脸检测与识别等技术,对出现在监控视频中的人物进行身份的自动识别,并引入两级索引结构以达到快速检索的目的。以这个系统为基础进行了一定的实验,检测其运行性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景和动机
• 1.2 课题来源及研究意义
• 1.3 本文工作
• 1.4 文章结构
• 第二章 相关技术介绍
• 2.1 AVS标准介绍及其优势分析
• 2.1.1 AVS视频编码标准介绍
• 2.1.2 AVS与同代编码标准的技术、性能、效率比较
• 2.1.3 AVS的应用优势
• 2.2 其他相关技术介绍
• 2.2.1 背景与非背景分类技术
• 2.2.2 人脸检测和识别技术
• 2.2.3 高维索引技术
• 第三章 系统设计
• 3.1 系统性能要求
• 3.2 系统核心部分设计框架
• 3.3 系统主要模块和工作流程
• 第四章 系统的实现过程及关键技术
• 4.1 前期准备工作
• 4.1.1 与AVS处理相关的技术
• 4.1.2 实验环境搭建
• 4.2 关键技术
• 4.2.1 背景/非背景分类
• 4.2.2 人脸检测和识别
• 4.2.3 索引结构
• 4.3 实现过程中的问题和程序模块
• 4.3.1 程序实现的注意点
• 4.3.2 程序主要函数说明
• 第五章 实验结果及后续工作
• 5.1 查全率与准确率实验结果
• 5.2 人脸识别准确率与人脸大小的关系
• 5.3 用户界面
• 5.4 查找速度实验
• 5.5 专利申请
• 第六章 总结与展望
• 6.1 内容总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• A 硕士在读期间发表的学术论文
• B 参与的科研项目
• C 专利申请
• 致谢