CN113596396B - 一种基于gb28181的目标跟踪系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于GB28181的目标跟踪系统，可以在不改造现有监控系统的情况下，为现有监控系统附加上基于AI识别的目标跟踪功能，实现跨摄像机的目标跟踪。本发明基于GB28181实现一个网关服务，将现有视频监控系统，与AI算法平台系统进行对接，最终得出追踪目标在地图上的行动轨迹。

Description

一种基于GB28181的目标跟踪系统
技术领域
本发明涉及GB28181视频监控领域和图像识别应用领域，具体涉及一种用于监控系统中，跨摄像机的目标跟踪实现方法。
背景技术
GB/T28181标准是国内监控安防领域使用最广泛、影响最大的视频监控联网标准。特别是涉及到国家安全的领域中，都普遍使用GB28181国标代替其他国际标准和私有协议。
在现有的视频监控应用中，主要由人工回看监控录像，人工搜索寻找嫌疑人目标，效率比较低下。
图像识别技术近年来日趋成熟，基于机器学习的人脸识别、人体形态识别在多个行业中得到应用。随着AI智能时代的到来，监控系统对于人脸识别、人体识别、目标跟踪的需求激增。
另外一方面，系统的安防监控系统，经过多年的建设，已经形成广泛而成熟的摄像机监控网络。要全面升级智能识别的监控系统，在经济方面和工程量方面都会造成巨大浪费。
当前，最可行的方案，是基于现有系统进行扩展，不影响现有监控平台的前提下，增加平台的AI识别分析能力。
发明内容：
本发明提供一种一种基于GB28181的目标跟踪系统，用以解决上述提出的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供一种基于GB28181的目标跟踪系统，将两种现有系统进行转换对接，从而实现一种对设定目标的行动轨迹进行监控和跟踪的系统，其步骤流程如下：
步骤一：SIP网关实现为一个GB28181级联系统的上级域，接受现有GB28181系统的注册；SIP网关收到注册后，通过查询或订阅Catalog消息，获取到GB28181系统下的设备信息；
步骤二：SIP网关解析设备信息，映射到本地，生成设备所属的分局、派出所、街道的层级关系。SIP网关解析设备信息，利用设备经纬度，转换成地图坐标，生成设备分布图。
步骤三：SIP网关提供接口，接受用户上传的监控目标全身正反面图片，作为跟踪目标，并通过算法平台为追踪目标生成特征值。接受用户选择的监控区域范围内的摄像机ID信息作为待监控设备。
步骤四：SIP网关开始追踪任务，首先向流网关发送INVITE，请求服务器资源。
步骤五：SIP网关收到流网关响应后，逐次向GB28181系统发送INVITE 请求，请求摄像机设备推流。
步骤六：GB28181系统响应INVITE，携带设备SDP参数，SIP网关将SDP 参数透传给流网关；
步骤七：流网关收到SDP信息，创建任务准备接收视频流；流网关接收 IPC的实时视频，对视频进行解包、解码处理后，推送给算法服务进行分析。
步骤八：算法平台使用追踪目标特征值，对视频流中画面进行分析。得出目标在该画面中的匹配度。
步骤九：SIP网关综合所有算法服务的输出，得出监控目标在各个点位出现的时间和图像，并映射到地图上，最终得出监控目标的行动轨迹。
优选地，所述SIP网关基于GB28181和SIP协议，实现了一个简化高效的UA，提高了接入视频流的效率。
优选地，同时对多个点位进行基于AI的目标识别，并生成目标行动轨迹。
在不改变系统现有监控系统的情况下，增加一个SIP网关，设计为一种简化的SIP交互流程，对接GB28181协议，实现对现有设备的无缝对接。
本技术方案，在不改变基于GPU集群的AI平台的情况下，增加一个流网关，设计为一个视频流接收端和算法数据源的双重角色。对于监控平台，流网关作为GB28181中流媒体服务器；对于算法平台，流网关作为原始图片来源。
本技术方案，通过外挂的方式运行，多监控点综合分析，最终生成追踪目标的行动轨迹，提高了刑侦工作中搜索嫌疑人的效率。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
SIP网关，实现GB28181中的UAS角色，以GB28181的级联方式，接收下级平台的注册；简化掉GB28181中的UAC角色，使打开视频的流程更加简洁快速。
在系统的GB28181平台中进行配置，将SIP网关服务配置为级联系统的上级平台。
SIP网关，收到Register信令后，发送Catalog的Message；或者订阅 Catalog消息。
SIP网关，逐步收到Catalog Response，解析其中的所有设备信息。
SIP网关，将解析到的设备信息与本地的系统街区、层级进行关联。
SIP网关，将设备的经度纬度信息，映射到地图系统中，构建一个可视化的摄像机布局图。
SIP网关，收到开启追踪指令，在划定区域内，对设定的目标人进行追踪。步骤如下：
SIP网关，向流网关服务发送INVITE信令，请求流服务器资源。
SIP网关，收到服务器的响应后，向GB28181平台发INVITE信令，请求摄像机推流。
GB28181平台按照标准GB28181协议控制摄像机设备，摄像机开始向流网关推流。
流网关，收到设备RTP流后，解析RTP中的H264视频帧，对视频帧进行解码。
流网关，使用解码所得YUV数据和设定的追踪目标，调用AI算法平台接口进行人脸人形分析。
流网关，收到AI算法平台的解析结果，如果算法抓到了监控目标，则调用轨迹服务进行业务处理。
业务服务，从分析结果中提取监控设备的ID，将结果映射到地图中对应的位置。
业务服务，从分析结果中提取目标的时间点，将目标出现的时间展示在地图中。
业务服务，从分析结果中提取目标的JPG截图，将截图缩放后展示在地图中。
业务服务，对区域内所有摄像机做同样操作，将各个点位连接起来，生成监控目标的行动轨迹。
本发明的有益效果为：无需改造现有监控系统，通过外挂的方式运行，多监控点综合分析，生成追踪目标的行动轨迹，提高了刑侦工作中搜索嫌疑人的效率。
附图说明
图1目标追踪数据流图。
图2实施例信令交互流程图。
图3为实施例服务部署图
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
以下先对实现方案中的名词术语进行解释：
GB28181：规定了城市监控报警联网系统中信息传输、交换、控制的互联结构、通信协议结构，传输、交换、控制的基本要求和安全性要求，以及控制、传输流程和协议接口等技术要求。该标准于2011年发布并被海康威视、浙江大华以及中兴力维等众多安防厂商接受并广泛应用于安防视频监控设备接入以及平台间互联等业务范围。
GB平台：是指各级单位已经存在的视频监控平台，由不同供应商开发，实现不同的视频监控功能。此类平台基于GB28181协议开发，按照GB28181 协议，可以作为级联的上级或下级。
(2)SIP：会话初始协议，由互联网工程任务组制定。GB28181标准是基于SIP协议制定的。
(3)UA：用户代理，RFC3261规定的SIP逻辑终端实体,由用户代理客户端(UAC)和用户代理服务器(UAS)组成,UAC负责发起呼叫,UAS负责接收呼叫并作出响应。
(4)SIP网关：本实施方案中的信令服务器，遵守RFC3261规定，取消了客户端信令流程，实现了一个简化的B2BUA模块。
(5)流网关：本实施方案中的流服务器，作为接收端接收设备传过来的 GB28181视频；并且作为数据源，调用算法平台接口。结合业务逻辑，输出最终的跟踪轨迹。
(6)业务服务：本实施方案中的功能模块，集成在信令服务器和流服务器中，用于支持用户设置追踪范围和追踪目标，启停服务，并向用户输出跟踪结果。
参考图2，本实施例包括以下步骤：
1，设备接入
SIP网关启动一个线程，监听Gb28181端口，解析SIP信令，本实施例仅接收GB平台的信令。
GB平台通过配置后，作为级联系统的下级，会向SIP网关发注册信息 Register。
SIP网关通过轮询方式，定期向GB平台发送Catalog的查询消息，同时也支持订阅方式查询Catalog信息。
GB平台返回Response，其中包括平台内所有IPC设备的ID、从属关系、经纬度等信息。
SIP网关通过IPC的ID，把设备映射到本地的业务数据，得到设备所属局、所、街道、设备类型等信息。
2，开启追踪
工作人员配置追踪区域(一组摄像机)和追踪对象(嫌疑人正反面照片)。
SIP网关接收到任务后，通过调度中心分配一个网络带宽和服务器资源都足够的流网关。
如图1、图2，SIP网关启动一个线程，跳过GB28181协议中的Client信令交互部分，直接向流网关发送INVITE，请求流服务资源。
流网关收到INVITE后，为追踪任务创建SESSION，并响应200OK。
SIP网关收到200OK响应，表示服务器资源准备就绪。然后向GB平台发送INVITE命令，请求设备推流。
GB平台收到INVITE后，按照标准GB28181协议将请求透传给摄像机设备，请求设备上传视频流，并将设备的SDP信息透传返回给SIP网关。
任务中的所以IPC设备开始向流网关发送基于RTP协议的视频数据。
流网关收到RTP数据后，首先解封RTP，从中得到H264的视频帧。
流网关启动一个线程对H264视频解码，得到YUV数据。
流网关将YUV数据，和追踪目标的特征值，作为输入参数，调用算法平台接口。
算法平台分析YUV数据，得出图像与输入追踪目标的相关性的分值，并返回给流网关。
流网关中业务模块进行判断，如果相关性超过预设阀值，将当前图像信息和分析结果保存，并在监控界面中呈现给用户。
3，追踪结果
任务中的所有IPC都进行相同的处理，最终得到追踪目标在地图中出现的时间和图像，生成一个行动轨迹，实现了跨相机的追踪效果。
4，实施例部署
如图3，监控系统的网络属于专网，各级分局网络内部相通。本实施例，将追踪系统部署在省厅机房内，按照需要接入各个分局的GB平台。
信令服务与流服务配置分局专网IP，作集群部署，可以平行扩展，以满足并发量需求。
以上所述仅作为本发明部分实施例，并非对本发明的技术方案做任何形式上的限制。凡是根据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案范围；造纸废弃物除包括权利要求书中提及的外，也涉及造纸过程产生的其它废弃物。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (3)

1.一种基于GB28181的目标跟踪系统，其特征在于，将现有的GB28181视频监控系统和AI算法平台进行转换对接，从而实现一种对设定目标的行动轨迹进行监控和跟踪的系统，其步骤流程如下：
步骤一：SIP网关实现为一个GB28181级联系统的上级域，接受现有GB28181系统的注册；SIP网关收到注册后，通过查询或订阅Catalog消息，获取到GB28181系统下的设备信息；
步骤二：SIP网关解析设备信息，映射到本地，生成设备所属的分局、派出所、街道的层级关系；SIP网关解析设备信息，利用设备经纬度，转换成地图坐标，生成设备分布图；
步骤三：SIP网关提供接口，接受用户上传的监控目标全身正反面图片，作为跟踪目标，并通过算法平台为追踪目标生成特征值；接受用户选择的监控区域范围内的摄像机ID信息作为待监控设备；
步骤四：SIP网关开始追踪任务，首先向流网关发送INVITE，请求服务器资源；
步骤五：SIP网关收到流网关响应后，逐次向GB28181系统发送INVITE请求，请求摄像机设备推流；
步骤六：GB28181系统响应INVITE，携带设备SDP参数，SIP网关将SDP参数透传给流网关；
步骤七：流网关收到SDP信息，创建任务准备接收视频流；流网关接收IPC的实时视频，对视频进行解包、解码处理后，推送给算法服务进行分析；
步骤八：算法平台使用追踪目标特征值，对视频流中画面进行分析，得出目标在该画面中的匹配度；
步骤九：SIP网关综合所有算法服务的输出，得出监控目标在各个点位出现的时间和图像，并映射到地图上，最终得出监控目标的行动轨迹；
其中，所述算法平台使用追踪目标特征值，对视频流中画面进行分析，得出目标在该画面中的匹配度包括：
所述算法平台根据解码后视频中的画面以及所述追踪目标特征值，分析得到所述画面与所述追踪目标特征值的相关性分值，并返回给所述流网关；
所述流网关中的业务模块进行判断，在所述相关性分值超过预设阈值时，将当前画面信息与分析结果保存。
2.根据权利要求1所述的一种基于GB28181的目标跟踪系统，其特征在于，所述SIP网关基于GB28181和SIP协议，实现了一个简化高效的UA，提高了接入视频流的效率。
3.根据权利要求1所述的一种基于GB28181的目标跟踪系统，其特征在于，系统同时对多个点位的视频源进行基于AI的目标识别，并生成目标行动轨迹。
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