一种基于边缘计算的视频分析软件设计方法

技术领域

本发明涉及软件设计技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的视频分析软件设计方法。

背景技术

边缘计算，是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端。而云端计算，仍然可以访问边缘计算的历史数据。

目前软件设计开发需要软件开发人员根据用户的业务需求进行针对性的产品功能设计、系统架构设计、数据结构设计，然后再根据设计由开发人员进行程序编码开发，开发完成后既交付用户一个具有固定(按用户需求开发的)功能的软件系统。视频分析能够在图像和图像的描述之间建立映射关系，通过从视频数据找到有意义的结构和模式并对图像进行处理和分析来理解画面中的内容。

现有的视频分析设计方法并不能够同时根据视频中的多种画面关系进行目标的技术检测和行为分析，并且设计的软件不能够对多种视频处理软件进行监督和分派，准确率较低。此外人机交互极为不便。

有鉴于此，有必要对现有技术中视频分析设计方法予以改进，以解决传统视频分析设计方法多种处理软件分派不合理、人机交互不便以及准确率低下的问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于边缘计算的视频分析软件设计方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于边缘计算的视频分析软件设计方法，其特征在于，所述视频软件包括若干子软件单元，包括以下步骤：

S1、软件整合：将若干子软件单元整合至软件盒中；

S2、边缘资料库建立：建立人脸、指纹、语音和联系方式的边缘身份资料库，并存储有人物的专属编号，实现实名制认证；

S3、视频采集：采集到人物的脸部、指纹或语音的实名信息后，抓取拍摄人物肢体动作、行动轨迹的实时视频流；

S4、视频边缘分析：将实时视频流导入至软件盒中，多种子软件单元对人物身份信息匹配、人物脸部、肢体动作、人物行动轨迹、人物定位、时间的视频流分析，判断人物的行为、肢体动作或行动轨迹是否符合规定，并导出分析结果。

本发明一个较佳实施例中，在所述S4中，还包括以下步骤：边缘存储：删去符合规定的行为、动作或行动轨迹的视频流，将不符合规定的行为、动作或行动轨迹的视频流和人物身份资料存储至边缘服务器中，并在边缘服务器中生成过失信息。

本发明一个较佳实施例中，视频分析结果还通过客户端人机检索：非工作人员客户端包括自检web窗口和申诉web窗口；工作人员客户端包括检索和消除文件。

本发明一个较佳实施例中，所述边缘服务器接收视频数据后，发送信息至人物联系方式，并提醒人物。

本发明一个较佳实施例中，将视频流和人物身份资料存储至边缘服务器前，将视频流压缩至一定大小，并实行统一的视频流格式。

本发明一个较佳实施例中，所述子软件单元至少包括人物脸部识别软件单元、语音识别软件单元、指纹识别软件单元、人物定位软件单元、视频分析软件单元、缓存压缩软件单元。

本发明一个较佳实施例中，所述自检web窗口中包含人物实名资料和过失信息，所述申诉web窗口中包括解压后的视频的实时画面和视频分析结果。

本发明一个较佳实施例中，所述软件盒定义有用于若干所述子软件单元的视频流导入接口和视频流接口，若干所述子软件单元为并联或串联结构。

本发明一个较佳实施例中，所述软件盒中还包括容器编排器，能够执行的操作包括对所述视频流数据的资源监督和任务调度。

本发明一个较佳实施例中，所述人物定位软件单元是基于视频流中的人物目标标定、场景提取。

本发明一个较佳实施例中，所述人物脸部识别软件单元通过人脸相似度进行筛选辨认。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明提供了一种视频分析软件设计方法，该视频设计方法基于边缘计算，通过将若干子软件单元集成，对导入的视频人脸、指纹、语音进行实名检测，对人物肢体动作、行动轨迹进行视频分析，将不符合规定的行为、动作或行动轨迹的视频流和人物身份资料存储至边缘服务器中，并在边缘服务器中生成过失信息。

(2)本发明的视频分析软件可以通过设计可视化web界面将视频分析结果与用户实时交互，并将客户端分成非工作人员客户端和工作人员客户端，使得人物能够自检到过失形为，或工作人员消除视频流。

(3)本发明为了实现最小空间存储最有价值的视频数据，该软件将基于视频分析的结果来对视频数据进行选择性存储，即减少了无效视频数据的存储，同时最大化存储有效视频数据，提高了边缘服务器的存储空间利用率。

(4)本发明子软件单元至少包括人物脸部识别软件单元、语音识别软件单元、指纹识别软件单元、人物定位软件单元、视频分析软件单元、缓存压缩软件单元。通过各个功能子单元之间的协调合作可以形成完整的视频分析系统。软件的功能模块化设计可以提高系统的可拓展性，使得软件设计思路更为清晰同时方便系统功能的拓展和维护。

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，下面将对实施例或现有技术描述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中记载的一些实施例，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是本发明的优选实施例的流程图；

图2是本发明的视频分析软件的人机互动客户端示意图。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，一种基于边缘计算的视频分析软件设计方法，该视频设计方法基于边缘计算，通过将若干子软件单元集成，对导入的视频人脸、指纹、语音进行实名检测，对人物肢体动作、行动轨迹进行视频分析，将不符合规定的行为、动作或行动轨迹的视频流和人物身份资料存储至边缘服务器中，并在边缘服务器中生成过失信息。

该视频软件包括若干子软件单元，具体包括以下步骤：

S1、软件整合：将若干子软件单元整合至软件盒中；

S2、边缘资料库建立：建立人脸、指纹、语音和联系方式的边缘身份资料库，并存储有人物的专属编号，实现实名制认证；

S3、视频采集：采集到人物的脸部、指纹或语音的实名信息后，抓取拍摄人物肢体动作、行动轨迹的实时视频流；

S4、视频边缘分析：将实时视频流导入至软件盒中，多种子软件单元对人物身份信息匹配、人物脸部、肢体动作、人物行动轨迹、人物定位、时间的视频流分析，判断人物的行为、肢体动作或行动轨迹是否符合规定，并导出分析结果。

S5、边缘存储：删去符合规定的行为、动作或行动轨迹的视频流，将不符合规定的行为、动作或行动轨迹的视频流和人物身份资料存储至边缘服务器中，并在边缘服务器中生成过失信息。

如图2所示，为本发明视频分析软件的人机互动客户端示意图。本发明的视频分析软件可以通过设计可视化web界面将视频分析结果与用户实时交互，将视频流的分析结果通过客户端的可视web呈现，并将客户端分成非工作人员客户端和工作人员客户端。非工作人员客户端包括自检web窗口和申诉web窗口，自检web窗口中包含人物实名资料和过失信息，申诉web窗口中包括解压后的视频的实时画面和视频分析结果。工作人员客户端包括检索和消除文件，非工作人员在web窗口提出申诉后，经过工作人员的审核后可以消除视频流文件。

本发明边缘服务器接收视频数据后，发送信息至人物联系方式，并提醒人物。

子软件单元至少包括人物脸部识别软件单元、语音识别软件单元、指纹识别软件单元、人物定位软件单元、视频分析软件单元、缓存压缩软件单元。将软件分为若干个功能子单元。通过各个功能子单元之间的协调合作可以形成完整的视频分析系统。软件的功能模块化设计可以提高系统的可拓展性，使得软件设计思路更为清晰同时方便系统功能的拓展和维护。

本发明为了实现最小空间存储最有价值的视频数据，该软件将基于视频分析的结果来对视频数据进行选择性存储，即减少了无效视频数据的存储，同时最大化存储有效视频数据，提高了边缘服务器的存储空间利用率。将视频流和人物身份资料存储至边缘服务器前，将视频流压缩至一定大小，并实行统一的视频流格式。

软件盒定义有用于若干子软件单元的视频流导入接口和视频流接口，若干子软件单元为并联或串联结构。

本发明的视频流采集选择单摄像头：摄像头部署方便，单路视频流的分析比较简单，系统在视频分析的时候不用考虑多摄像头之间的协作；减少网络带宽消耗，网络摄像头在导入视频流时会消耗网络带宽，相较于多个摄像头，单个摄像头在节省网络带宽上更具有优势。

软件盒中还包括容器编排器，能够执行的操作包括对视频流数据的资源监督和任务调度。

人物定位软件单元是基于视频流中的人物目标标定、场景提取；人物定位软件单元的定位技术主要包括红外线、Wifi、蓝牙和超声波等。人物脸部识别软件单元通过人脸相似度进行筛选辨认。

视频分析系统遵循前后端分离的设计模式，前后端分离指的是将视频流采集端和视频流分析端进行分离。这是由于网络摄像头等终端备本身的计算能力和硬件资源不足，直接在摄像头进行视频分析会造成系统性能下降。前后端分离的设计模式可以使得摄像头只负责对视频流的采集，而相应视频计算可以在视频流分析盒进行，提高了系统的处理性能。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。