視偵檢索技術(shù)——視頻解碼研究

　　一、認識視偵檢索

　　1、視偵檢索定義

　　視頻偵查檢索技術(shù)(簡稱視偵檢索)是指利用高性能計算機對視頻數(shù)據(jù)進行快速處理，對視頻數(shù)據(jù)幀進行檢測、分類、識別、跟蹤，遍歷所有數(shù)據(jù)幀后即可得到所有運動目標的軌跡、特征信息，辦案民警可根據(jù)時間、位置、行進方向、嫌疑人衣著等信息對視頻進行過濾，找出符合特征的視頻片段，快速從中獲取更多信息，提升效率，節(jié)省人力成本。

　　2、視偵檢索的意義

　　視頻監(jiān)控具有客觀詳實性、反復使用性、信息拓展性等特點，這些特點使其在偵查破案、打擊犯罪中發(fā)揮著不可替代的作用。目前，監(jiān)控攝像頭已遍布中國大地的每個街頭，晝夜不停地監(jiān)視和錄像。

　　視頻監(jiān)控在改善社會治安的同時，也產(chǎn)生了海量視頻信息。在海量的視頻中查找我們需要的信息，無疑是大海撈針，給視頻監(jiān)控帶來巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的人海戰(zhàn)術(shù)，因效率低下以及容易錯過關(guān)鍵目標，容易使視頻監(jiān)控處于“監(jiān)而不控”的狀態(tài)。如何化解這一危機，是現(xiàn)代安防的熱點和難點。視頻檢索和視頻濃縮是解決這一問題的關(guān)鍵，其中視頻檢索技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟并開始走向市場。

　　3、視頻數(shù)據(jù)來源

　　視頻數(shù)據(jù)來源非常廣泛，常見的有天網(wǎng)視頻、路口卡口、小區(qū)監(jiān)控、門店監(jiān)控等各種固定監(jiān)控探頭，其中視頻數(shù)據(jù)的格式和圖像制式也是多種多樣，監(jiān)控設(shè)備硬件出自不同廠商，暫時還沒有統(tǒng)一的標準。

　　二、視頻解碼是視偵檢索的前提

　　視頻解碼是視偵檢索的前置條件，其解碼速度直接對檢索速度產(chǎn)生影響。檢索是非常耗時的一種操作，經(jīng)測試，對高清(1920x1080、1280x720)視頻直接檢索時，通常只能達到實時的速度，這顯然對檢索的意義不大。怎樣盡可能快，盡可能少漏檢目的是檢索算法改進的方向。目前，在暫時沒有更好方法的情況下，對視頻進行快速解碼和對圖像幀進行縮放，以減少檢索算法的數(shù)據(jù)輸入，是一種非常有效的方法。

　　三、視頻解碼具體解決方案

　　針對視頻解碼，數(shù)據(jù)恢復四川省重點實驗室科研人員提供的具體解決方案是：使用統(tǒng)一API的方式實現(xiàn)視頻解碼框架，對輸入輸出參數(shù)和數(shù)據(jù)類型進行統(tǒng)一。具體來說，又分為通用格式解碼和專用格式解碼：

　　1、通用格式解碼

　　FFmpeg是一套可以用來記錄、轉(zhuǎn)換數(shù)字音頻、視頻一套開源軟件，它包含了非常先進的音頻、視頻編解碼庫，并具體高可移植性，多款視頻播放軟件中使用了其技術(shù)。

　　這里,我們僅需要使用它的視頻解碼功能，經(jīng)測試，F(xiàn)Fmpeg目前版本已經(jīng)支持常用的計算機視頻格式asf/avi/rm/flv/mkv/mov/mp4/3gp等，所以與其兼容的監(jiān)控視頻都可以采用FFmpeg來進行解碼處理，并將解碼輸出圖像進行縮放處理。

　　經(jīng)測試1080p視頻圖像縮放0.4倍時處理時間與漏檢率之比是最好的，速度約12倍左右;視頻圖像縮放0.25倍時，速度約為正常播放時的20倍左右，1小時視頻可以在3分鐘內(nèi)檢索完畢。720p視頻0.25倍時可達48倍檢索速度，640x480的視頻可達80倍檢索速度。

　　關(guān)鍵C++代碼：

　　//在上下文是指定輸出高寬*倍數(shù)

　　swScaleCtx = sws_getContext(

　　videoCodecCtx->width, videoCodecCtx->height, //視頻幀高寬

　　videoCodecCtx->pix_fmt, //視頻幀數(shù)據(jù)格式

　　videoCodecCtx->width * outZoom, videoCodecCtx->height * outZoom, //輸出高寬

　　dstFormat, //輸出幀格式，使用PIX_FMT_YUV420P

　　SWS_POINT, NULL, NULL, NULL);

　　2、專用格式解碼

　　對于那些與計算機視頻不兼容的監(jiān)控廠商專用視頻格式，只能使用廠商提供的SDK進行解碼，使用統(tǒng)一的解碼框架，統(tǒng)一輸入輸出參數(shù)和數(shù)據(jù)類型，其中圖像縮放部分可以使用FFmpeg提供的轉(zhuǎn)換方法，因為其針對CPU多媒體指令集進行了優(yōu)化，效率非常高。

　　四、總結(jié)：

　　目前，市場上主要采用FFmpeg解決方案進行視頻解碼，而數(shù)據(jù)恢復四川省重點實驗室科研人員提供的方案，使用統(tǒng)一API的方式實現(xiàn)視頻解碼框架，輸入輸出參數(shù)和數(shù)據(jù)類型是統(tǒng)一的，方便擴展新的第三方監(jiān)控廠家專用視頻格式，而且方案對解碼圖像做了縮放處理，使解碼過程變得更高效。目前，此項方案已經(jīng)成功應(yīng)用在了效率源VIE視頻全能提取系統(tǒng)、VICP視頻偵查應(yīng)用平臺等產(chǎn)品中，取得了很好的效果。