一种实时监控特征索引查询系统的制作方法

本发明涉及监控系统领域，更具体地说，涉及一种实时监控特征索引查询系统。

背景技术：

典型的电视监控系统主要由前端监视设备、传输设备、后端存储、控制及显示设备这五大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系(也可称作传输系统)可通过电缆、光纤、微波等多种方式来实现。

而监控系统是安防系统中应用最多的系统之一，现在市面上较为适合的工地监控系统是手持式视频通信设备，视频监控现在是主流。从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在ip技术逐步统一全球今天，我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(cctv)，到第二代基于″pc+多媒体卡″数字视频监控系统(dvr)，到第三代完全基于ip网络视频监控系统(ipvs)。

而目前而言监控系统由于致力于清晰度的提升，所以相比以往的数据量更大，而造成了需要在监控端进行本地存储，这样就出现了对监控系统中数据容易被篡改的风险，而由于数据量较为庞大，所以无法实时上传到云端进行存储，而如果需要在监控系统中寻找相似的特征主体，那么需要进行的计算量也非常庞大，造成资源浪费。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明目的是提供一种实时监控特征索引查询系统，以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种实时监控特征索引查询系统，包括监控端，所述监控端包括视频处理模块、存储模块以及索引模块；

所述视频处理模块包括视频调取单元、第一视频浓缩单元；

所述视频调取单元用于获取一预设长度的监控视频以生成原始视频；

所述第一视频浓缩单元通过第一浓缩策略对所述原始视频进行浓缩以获得第一浓缩视频；所述第一浓缩策略包括以下步骤：

原始背景提取步骤，从所述原始视频中提取视频信息中的原始视频背景图像；

运动特征提取步骤，根据原始视频背景图像从所述原始视频中分割得到运动主体的图像信息；

目标关联步骤，分别将每个运动主体对应的图像信息对应原始视频的时间轴建立时间标记以获得目标动态关联图像；

浓缩视频步骤，将所述目标动态关联图像按原始视频的时间轴加入所述原始视频背景图像中以获得对应的浓缩视频；

所述存储模块配置有快速索引数据库，所述快速索引数据库存储用于存储目标动态关联图像，并从所述目标动态关联图像中提取所述运动主体的图像信息以生成关联特征信息，每一所述目标动态关联图像以所述关联特征信息为索引存储于所述快速索引数据库中；

所述索引模块配置有索引策略，所述索引策略根据用户输入的目的特征信息从所述快速索引数据库中获取对应的目标动态关联图像，并以所述目标动态关联图像中的时间标记输出所述浓缩视频。

进一步地：还包括服务端，每一所述监控端连接于所述服务端，用户通过所述服务端输入特征信息，所述服务端将所述特征信息发送至所有连接所述服务端的监控端，并从对应的监控端获取具有时间标记的浓缩视频。

进一步地：所述服务端包括有密钥管理模块、验证请求模块、复原处理模块以及比对验证模块；

所述密钥管理模块用于生成第一密钥以及与第一密钥对应的第二密钥，并将所述第一密钥发送至对应的监控端；

所述验证请求模块用于生成验证请求信息，并将所述验证请求信息发送至所述监控端；

所述监控端还包括第一数据简化单元以及第一数据加密单元；

所述第一数据简化单元通过第一数据简化策略对所述第一浓缩视频以量化的方式进行简化以获得第一数据序列；

所述第一数据加密单元通过所述第一密钥对所述第一数据序列进行加密以获得第一加密密文；

所述监控端获得第一加密密文后将所述第一加密密文上传至所述服务端；

当所述监控端接收到验证请求信息后，将所述原始视频发送至所述服务端；

所述复原处理模块包括第二视频浓缩单元以及第二数据简化单元；

所述第二视频浓缩单元通过第二视频浓缩策略对所述原始视频进行浓缩以获得所述第二浓缩视频，所述第二视频浓缩策略与所述第一视频浓缩策略对应；

所述第二数据简化单元通过第二数据简化策略对所述第二浓缩视频以量化的方式进行简化以获得第二数据序列，所述第二数据简化策略与所述第一数据简化策略对应；

所述比对验证模块包括预处理单元以及比对验证单元；

所述预处理单元通过第二密钥解密所述第一加密密文以获得第一数据序列；

所述比对验证单元通过一预设的比对策略比对所述第一数据序列和第二数据序列，若比对策略的结果满足所述比对策略对应的比对条件，则判断原始视频未被修改；若比对策略的结果不满足所述比对策略对应的比对条件，则判断原始视频被修改。

进一步地：所述第一视频浓缩策略和所述第二视频浓缩策略采用同一视频浓缩策略。

进一步地：所述第二数据简化策略与所述第一数据简化策略采用同一数据简化策略。

进一步地：所述数据简化策略包括以下步骤：

图像简化步骤，提取浓缩视频中的每一帧图像信息，并将提取得到的图像信息简化得到具有预设的分辨率的简化图像信息；

二值化图像步骤，通过亮度值对所述简化图像信息进行二值化以得到对应的二值化图像信息，二值化的亮度阈值为该简化图像所有像点的亮度值的平均值；

图像量化步骤，将二值化图像信息以预设的顺序进行排列以得到图像量化数据；

序列生成步骤，根据浓缩视频中的时间顺序将每一得到的所述图像量化数据进行排列以生成对应的数据序列。

进一步地：所述预设的分辨率为64＊64。

进一步地：每一所述第一数据序列由若干第一图像量化数据组成，对应的，每一所述第二数据序列由若干第二图像量化数据组成；若对应的第一图像量化数据和第二图像量化数据中存在预设误差值，则判断不满足所述比对条件；反之，则判断为满足所述比对条件。

进一步地：所述预设误差值为五个比特位不一致。

进一步地：所述存储模块用于存储第一浓缩单元生成的浓缩视频。

本发明技术效果主要体现在以下方面：通过这样设置，在大型视频监控系统中，前端摄像机，即边缘设备，视频浓缩在监控领域可以有效压缩原始视频长度，同时保留原始视频变化信息的有效方法，对视频监控领域常见的目标检索问题很有帮助。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明的实时监控数据防篡改验证系统的系统架构原理图；

图2：本发明的实时监控数据防篡改验证系统的监控端原理图；

图3：本发明的实时监控数据防篡改验证系统的服务端原理图；

图4：本发明的实时监控数据防篡改验证系统的视频压缩原理图。

附图标记：100、监控端；110、视频处理模块；111、视频调取单元；112、第一视频浓缩单元；113、第一数据简化单元；114、第一数据加密单元；120、存储模块；130、索引模块；200、服务端；210、密钥管理模块；220、验证请求模块；230、复原处理模块；231、第二视频浓缩单元；232、第二数据简化单元；240、比对验证模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

一种实时监控特征索引查询系统，包括监控端100，所述监控端100包括视频处理模块110、存储模块120以及索引模块130；

所述视频处理模块110包括视频调取单元111、第一视频浓缩单元112；

所述视频调取单元111用于获取一预设长度的监控视频以生成原始视频；

所述第一视频浓缩单元112通过第一浓缩策略对所述原始视频进行浓缩以获得第一浓缩视频；所述第一浓缩策略包括以下步骤：

所述视频浓缩策略包括以下步骤：原始背景提取步骤，从所述原始视频中提取视频信息中的原始视频背景图像；运动特征提取步骤，根据原始视频背景图像从所述原始视频中分割得到运动主体的图像信息；目标关联步骤，分别将每个运动主体对应的图像信息对应原始视频的时间轴建立时间标记以获得目标动态关联图像；浓缩视频步骤，将所述目标动态关联图像按原始视频的时间轴加入所述原始视频背景图像中以获得对应的浓缩视频。这样存储的数据量远小于原始视频的数据量，通过冗余算法可以大大减小数据量。具体如下，首先用背景提取算法为原始视频建立背景、分割出主要运动目标；其次跟踪每个分割出的运动目标；分割出的每个运动目标携带有时间信息，运动目标与时间信息的对应值保存在索引数据库；将多个运动目标和背景重新组合，根据时间先后组合成一幅幅图像序列帧；将图像序列帧依次拼接在一起得到浓缩视频。浓缩视频的数据量远远小于原始视频。根据索引数据库和浓缩视频，可以快速检索到特定目标的原始视频。

所述存储模块120配置有快速索引数据库，所述快速索引数据库存储用于存储目标动态关联图像，并从所述目标动态关联图像中提取所述运动主体的图像信息以生成关联特征信息，每一所述目标动态关联图像以所述关联特征信息为索引存储于所述快速索引数据库中；通过这样设置，就可以起到一个快速索引的作用，方便搜索，提高响应效率。

所述索引模块130配置有索引策略，所述索引策略根据用户输入的目的特征信息从所述快速索引数据库中获取对应的目标动态关联图像，并以所述目标动态关联图像中的时间标记输出所述浓缩视频。通过输出浓缩视频对应的时间效率较高。

还包括服务端200，每一所述监控端100连接于所述服务端200，用户通过所述服务端200输入特征信息，所述服务端200将所述特征信息发送至所有连接所述服务端200的监控端100，并从对应的监控端100获取具有时间标记的浓缩视频。

所述服务端200包括有密钥管理模块210、验证请求模块220、复原处理模块230以及比对验证模块240；

所述密钥管理模块210用于生成第一密钥以及与第一密钥对应的第二密钥，并将所述第一密钥发送至对应的监控端100；第二密钥是用来解锁第一密钥加密后生成的密文的，也就是说，通过第一密钥加密后，具有第二密钥就可以解锁，这样保证数据的安全性。

所述验证请求模块220用于生成验证请求信息，并将所述验证请求信息发送至所述监控端100；验证请求信息则是根据事情需求对监控端100进行验证。

所述监控端100用于拍摄监控视频，所述监控端100包括视频调取单元111、第一视频浓缩单元112、第一数据简化单元113以及第一数据加密单元114；

所述视频调取单元111用于获取一预设长度的监控视频以生成原始视频；这个长度可以根据监控端100的配置以及参数定义，不做局限。

所述第一视频浓缩单元112通过第一浓缩策略对所述原始视频进行浓缩以获得第一浓缩视频；而浓缩视频可以参照图示，作为优选的，所述第一视频浓缩策略和所述第二视频浓缩策略采用同一视频浓缩策略。所述视频浓缩策略包括以下步骤：原始背景提取步骤，从所述原始视频中提取视频信息中的原始视频背景图像；运动特征提取步骤，根据原始视频背景图像从所述原始视频中分割得到运动主体的图像信息；目标关联步骤，分别将每个运动主体对应的图像信息对应原始视频的时间轴建立时间标记以获得目标动态关联图像；浓缩视频步骤，将所述目标动态关联图像按原始视频的时间轴加入所述原始视频背景图像中以获得对应的浓缩视频。这样存储的数据量远小于原始视频的数据量，通过冗余算法可以大大减小数据量。具体如下，首先用背景提取算法为原始视频建立背景、分割出主要运动目标；其次跟踪每个分割出的运动目标；分割出的每个运动目标携带有时间信息，运动目标与时间信息的对应值保存在索引数据库；将多个运动目标和背景重新组合，根据时间先后组合成一幅幅图像序列帧；将图像序列帧依次拼接在一起得到浓缩视频。浓缩视频的数据量远远小于原始视频。根据索引数据库和浓缩视频，可以快速检索到特定目标的原始视频。

所述第一数据简化单元113通过第一数据简化策略对所述第一浓缩视频以量化的方式进行简化以获得第一数据序列；通过对图像信息的量化，保证数据足够简化，这样一来就保证了用于验证的数据可以及时上传。作为优选的，所述第二数据简化策略与所述第一数据简化策略采用同一数据简化策略。所述数据简化策略包括以下步骤：图像简化步骤，提取浓缩视频中的每一帧图像信息，并将提取得到的图像信息简化得到具有预设的分辨率的简化图像信息；二值化图像步骤，通过亮度值对所述简化图像信息进行二值化以得到对应的二值化图像信息，二值化的亮度阈值为该简化图像所有像点的亮度值的平均值；图像量化步骤，将二值化图像信息以预设的顺序进行排列以得到图像量化数据；序列生成步骤，根据浓缩视频中的时间顺序将每一得到的所述图像量化数据进行排列以生成对应的数据序列。所述预设的分辨率为64＊64。具体可以采用hash算法，哈希(hsah)计算的方法采用基于浓缩视频的序列帧的低冲撞的计算方法。具体地讲，例如可以采用下面的快速方法实现。对上述浓缩视频的每一帧图像，首先对图像的分辨率进行64×64归一化；然后计算归一化之后的图像的亮度图像；计算亮度图像所有点的平均值；对归一化之后的亮度图像的每一个像素点，与上述平均值进行比较，大于或等于平均值，值为1，否则为0；将上述64×64个值按照特定顺序串联在一起，得到一个4096位的整数，这就是这帧图像的哈希(hsah)值；按照上述方法计算浓缩视频每一帧图像的哈希(hsah)值，得到一个哈希(hsah)序列，也就是第一数据序列和第二数据序列。

所述第一数据加密单元114通过所述第一密钥对所述第一数据序列进行加密以获得第一加密密文；

所述监控端100获得第一加密密文后将所述第一加密密文上传至所述服务端200；

当所述监控端100接收到验证请求信息后，将所述原始视频发送至所述服务端200；

所述复原处理模块230包括第二视频浓缩单元231以及第二数据简化单元232；

所述第二视频浓缩单元231通过第二视频浓缩策略对所述原始视频进行浓缩以获得所述第二浓缩视频，所述第二视频浓缩策略与所述第一视频浓缩策略对应；

所述第二数据简化单元232通过第二数据简化策略对所述第二浓缩视频以量化的方式进行简化以获得第二数据序列，所述第二数据简化策略与所述第一数据简化策略对应；

所述比对验证模块240包括预处理单元以及比对验证单元；

所述预处理单元通过第二密钥解密所述第一加密密文以获得第一数据序列；

所述比对验证单元通过一预设的比对策略比对所述第一数据序列和第二数据序列，若比对策略的结果满足所述比对策略对应的比对条件，则判断原始视频未被修改；若比对策略的结果不满足所述比对策略对应的比对条件，则判断原始视频被修改。这样一来就可以得到第一数据序列和第二数据序列，如果原始视频经过修改，那么第二数据序列就会与第一数据序列出现明显的差别。

每一所述第一数据序列由若干第一图像量化数据组成，对应的，每一所述第二数据序列由若干第二图像量化数据组成；若对应的第一图像量化数据和第二图像量化数据中存在预设误差值，则判断不满足所述比对条件；反之，则判断为满足所述比对条件。所述预设误差值为五个比特位不一致。

所述监控端100配置有存储模块120用于存储第一浓缩单元生成的浓缩视频。所述存储模块120还用于存储所述第一数据简化单元113生成的第一数据序列。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。