《智能識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)訓(xùn)》單元2 - 學(xué)習(xí)情境2

單元2使用數(shù)字成像設(shè)備獲取圖像數(shù)據(jù)0102情境1用高清攝像機(jī)采集需要的圖片情境2用高清攝像機(jī)采集需要的視頻03情境3三維圖像數(shù)據(jù)采集學(xué)習(xí)情境2用高清攝像機(jī)采集需要的視頻01030204情景概述知識(shí)準(zhǔn)備案例講解總結(jié)PART01情境概述情境2用高清攝像機(jī)采集需要的視頻情境概述學(xué)習(xí)情境描述高清攝像機(jī)的首要功能就是視頻采集，又稱錄像。為智能圖像識(shí)別系統(tǒng)采集所需視頻，首先需要我們掌握如何設(shè)定攝像機(jī)的工作模式，如何配置攝像機(jī)的工作參數(shù)；其次，要學(xué)會(huì)使用攝像機(jī)的視頻預(yù)覽功能來檢查視頻采集效果；如果有必要，還要能夠開發(fā)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)視頻采集數(shù)據(jù)的接收和顯示，以確認(rèn)視頻采集質(zhì)量。情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻情境概述學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠正確選擇攝像機(jī)工作模式和工作參數(shù)，以便按要求完成視頻采集任務(wù)。學(xué)會(huì)使用攝像機(jī)的視頻預(yù)覽功能，通過觀看攝像機(jī)采集的視頻，對攝像機(jī)工作參數(shù)設(shè)定是否合理做出判斷。能夠通過Python編程，實(shí)現(xiàn)對高清攝像機(jī)采集的視頻進(jìn)行接收和顯示。情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻情境概述本學(xué)習(xí)情境的任務(wù)書根據(jù)園區(qū)快遞人員管理系統(tǒng)建設(shè)要求，為了確保攝像機(jī)采集上傳的監(jiān)控視頻符合人臉識(shí)別軟件的輸入要求，公司主管要求你通過Python編程，開發(fā)一個(gè)視頻查看軟件，用于對監(jiān)控?cái)z像機(jī)采集的視頻進(jìn)行接收、查看。為了順利完成任務(wù)，你首先要了解該系統(tǒng)后臺(tái)部署的人臉識(shí)別軟件對輸入視頻的具體要求，以此作為正確設(shè)定攝像機(jī)工作參數(shù)的依據(jù)；然后，你還要了解園區(qū)快速人員管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過程，掌握可以接收攝像機(jī)視頻采集數(shù)據(jù)的不同方法；在完成了這些準(zhǔn)備工作后，你就可以動(dòng)手進(jìn)行相關(guān)軟件的開發(fā)了。情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻情境概述園區(qū)快遞人員管理系統(tǒng)簡介這是一個(gè)某工業(yè)園區(qū)為了做好疫情防控，針對快遞人員進(jìn)入園區(qū)進(jìn)行授權(quán)管理和軌跡跟蹤而建的人臉識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)。情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻該系統(tǒng)由前端設(shè)備和管理后臺(tái)兩大部分構(gòu)成。部署在園區(qū)內(nèi)道路沿線、以及園區(qū)內(nèi)各類建筑物出入口的高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)，能夠全天侯24小時(shí)不間斷工作。這些攝像機(jī)在實(shí)時(shí)上傳各自覆蓋區(qū)域監(jiān)視視頻的同時(shí)，還能夠?qū)σ曨l畫面中出現(xiàn)的人臉進(jìn)行檢測、抓拍和錄像。

PART02知識(shí)準(zhǔn)備情境2用高清攝像機(jī)采集需要的視頻知識(shí)準(zhǔn)備引導(dǎo)問題用什么方法可以查看到監(jiān)控?cái)z像機(jī)采集的視頻？如何判斷監(jiān)控?cái)z像機(jī)采集到的視頻符合質(zhì)量要求？如何確保監(jiān)控?cái)z像機(jī)采集到的視頻符合質(zhì)量要求？如何設(shè)置攝像機(jī)與視頻采集相關(guān)的工作參數(shù)？情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)點(diǎn)介紹

情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻1、視頻及其基本屬性知識(shí)準(zhǔn)備視頻由一組連續(xù)的相互關(guān)聯(lián)的圖片構(gòu)成，可以給我們提供動(dòng)態(tài)的視覺效果。這組連續(xù)的相互關(guān)聯(lián)的圖片又稱為一個(gè)“圖像序列”，其中的任何一張圖片是又稱為該視頻中的一幀圖像。相對于一張照片（或圖片）而言，視頻是多幀相互關(guān)聯(lián)的圖像，是動(dòng)態(tài)的，也稱為視頻流；而圖片指靜態(tài)的圖像，相當(dāng)于視頻中的一幀畫面。視頻與圖片：情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻視

頻圖

片知識(shí)準(zhǔn)備視頻文件的基本屬性包括：分辨率、編碼方式、文件格式、碼率等，這些都是我們在明確視頻采集要求時(shí)通常會(huì)用到的指標(biāo)。情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻視頻分辨率是用于度量圖像內(nèi)數(shù)據(jù)量多少的一個(gè)參數(shù)，高清攝像機(jī)輸出的視頻畫面分辨率至少是1920*1080。分辨率會(huì)影響畫面的清晰度，視頻分辨率越高，它的畫面像素量就越多，圖像的層次和細(xì)節(jié)也就越豐富，圖像也就越清晰。同時(shí)，視頻文件的大小也會(huì)更大。

視頻編碼方式所謂視頻編碼方式就是指通過特定的壓縮技術(shù)，將某個(gè)視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。對視頻進(jìn)行編碼的目的是為了方便通過網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳輸。常用的視頻編碼方式有：H.264、H.265、MPEG。視頻文件格式指視頻保存的一種格式。為了適應(yīng)儲(chǔ)存視頻的需要，人們設(shè)定了不同的視頻文件格式來把視頻和音頻放在一個(gè)文件中，以方便同時(shí)回放。視頻文件格式有不同的分類，常見的有：wmv、rm、mp4、3gp等。視頻碼率是指視頻文件在單位時(shí)間內(nèi)使用的數(shù)據(jù)流量，也叫碼流，單位是kbps或Mbps。碼率越大，說明單位時(shí)間內(nèi)取樣率越大，數(shù)據(jù)流精度就越高，這樣表現(xiàn)出來的的效果就是視頻畫面更加清晰、畫質(zhì)更高。視頻幀率指每秒視頻播放時(shí)長中顯示的幀數(shù)(FramesperSecond，簡:FPS)，它表示圖形處理器處理視頻畫面時(shí)每秒鐘能夠更新的次數(shù)。視頻幀率影響的是畫面流暢感，幀率越高，視頻畫面就越流暢。2、視頻的采集與輸出知識(shí)準(zhǔn)備情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻攝像機(jī)的主要功能是對監(jiān)視場景進(jìn)行視頻采集與輸出，同時(shí)也可以根據(jù)需要進(jìn)行監(jiān)視場景的圖片抓拍和輸出。在進(jìn)行視頻采集時(shí)，有手動(dòng)錄像和自動(dòng)錄像兩種工作方式可供選擇，可使用廠商提供的WEB客戶端配置管理軟件進(jìn)行設(shè)定。自動(dòng)錄像自動(dòng)錄像時(shí)需要設(shè)定觸發(fā)條件、錄像時(shí)長，當(dāng)滿足觸發(fā)條件的事件發(fā)生時(shí)就立即啟動(dòng)錄像功能，并在設(shè)定的時(shí)長到達(dá)時(shí)結(jié)束錄像。手動(dòng)錄像手動(dòng)采集要先打開預(yù)覽功能，觀察攝像機(jī)會(huì)傳來的監(jiān)視畫面，然后按下“錄像”按鈕即可對感興趣的畫面進(jìn)行錄制。視頻的輸出：無論是手動(dòng)錄像還是自動(dòng)錄像，要確保采集到的視頻能夠正常輸出，都需要事先設(shè)定好視頻的存儲(chǔ)地址，以及視頻輸出的控制參數(shù)（如：視頻分辨率、視頻編碼模式、視頻文件格式、視頻碼流、視頻幀率等）。知識(shí)準(zhǔn)備情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻使用攝像機(jī)采集視頻的工作流程如圖所示：3、視頻質(zhì)量及其影響因素分析知識(shí)準(zhǔn)備情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻“視頻質(zhì)量”指攝像機(jī)采集輸出的視頻能夠滿足采集要求的程度，越符合采集要求的視頻，質(zhì)量就越好。視頻質(zhì)量基本概念用途一：供觀看使用從滿足觀看的要求出發(fā)，視頻在播放時(shí)應(yīng)該給人以良好的視覺效果，即視頻中呈現(xiàn)的景物要清晰明亮、視頻畫面的色彩不失真、視頻畫面要流暢不卡頓等。用途二：供分析使用從滿足分析使用的要求出發(fā)，會(huì)對視頻畫面中具體目標(biāo)（區(qū)域）的分辨率

、視頻幀率、視頻編碼方式、視頻文件格式等提出具體約定。視頻采集要求源自于視頻的用途知識(shí)準(zhǔn)備視頻質(zhì)量檢查情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻觀察判斷采集到的視頻是否符合采集要求，通常會(huì)從如下三個(gè)方面入手進(jìn)行檢查：

視頻是否符合采集要求嗎？

首先，檢查視頻分辨率、幀率、編碼方式、視頻文件格式是否符合約定要求；①其次，結(jié)合后續(xù)分析及識(shí)別要求，檢查視頻畫面中目標(biāo)（如人體、人臉、車輛、車牌等）區(qū)域的分辨率是否達(dá)標(biāo)；②最后，就是檢查視頻播放時(shí)的視覺效果，譬如，除了畫面清晰、色彩正常外，最主要的就是畫面流暢不卡頓。③知識(shí)準(zhǔn)備影響視頻質(zhì)量的因素情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻1）攝像機(jī)選型要結(jié)合攝像機(jī)監(jiān)控場景、監(jiān)控目標(biāo)的具體特點(diǎn)，從視頻采集要求出發(fā)，明確攝像機(jī)產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)（如：視頻分辨率、幀率、編碼方式等），以及需要具備的自動(dòng)化、智能化功能（如：電動(dòng)變焦、自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡等），并以此指導(dǎo)攝像機(jī)采購選型工作。2）攝像機(jī)安裝調(diào)試要注意攝像機(jī)的安裝高度、角度和鏡頭焦距調(diào)節(jié)，確保畫面中的目標(biāo)清晰度且姿態(tài)良好。

3）攝像機(jī)工作模式及工作參數(shù)配置要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸條件及視頻用途配置好視頻碼率，要根據(jù)現(xiàn)場光照條件和被識(shí)別目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性，配置好攝像機(jī)的光圈、快門，以及自動(dòng)白平衡、自動(dòng)測光補(bǔ)光、晝夜轉(zhuǎn)換等工作模式。4）優(yōu)化攝像機(jī)工作模式及工作參數(shù)

要根據(jù)實(shí)際采集到的視頻數(shù)據(jù)存在的質(zhì)量問題，對攝像機(jī)安裝位置、工作模式、工作參數(shù)做必要的修正和優(yōu)化。要確保攝像機(jī)能夠采集到符合使用要求的視頻，下面四個(gè)環(huán)節(jié)的工作必不可少。知識(shí)準(zhǔn)備攝像機(jī)視頻采集工作參數(shù)的設(shè)置情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻使用攝像機(jī)進(jìn)行視頻采集時(shí)需要事先正確配置視頻文件的基本屬性（如：編碼模式、分辨率、幀率等）；同時(shí)，對視頻輸出時(shí)使用的碼流進(jìn)行配置。可以利用生產(chǎn)廠商提供的產(chǎn)品使用手冊和WEB客戶端配置管理軟件，對攝像機(jī)進(jìn)行視頻采集時(shí)的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。4、接收攝像機(jī)采集的視頻數(shù)據(jù)知識(shí)準(zhǔn)備接收攝像機(jī)采集的視頻數(shù)據(jù)情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻方法一：利用攝像機(jī)廠家提供的產(chǎn)品配置管理軟件對攝像機(jī)采集的視頻進(jìn)行預(yù)覽，預(yù)覽過程中使用“錄像”功能即可對需要的視頻進(jìn)行錄制，被錄制的視頻會(huì)保存到提前設(shè)定好的存儲(chǔ)路徑下。方法二：對已經(jīng)設(shè)定好的自動(dòng)視頻采集任務(wù)，可通過攝像機(jī)廠家提供的產(chǎn)品配置管理軟件中的“視頻回放”功能，可對已經(jīng)采集到的視頻進(jìn)行查看，并將需要進(jìn)一步分析處理的視頻下載到本地保存。方法三：開發(fā)應(yīng)用軟件，利用廠家提供的SDK通過API實(shí)時(shí)接收攝像機(jī)采集的視頻,或從通過SDK事先設(shè)定的視頻存儲(chǔ)地址中取出視頻文件。PART03案例講解情境2用高清攝像機(jī)采集需要的視頻案例講解城市智能交通系統(tǒng)是一種常見的智能圖像識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)，它利用部署在道路沿線的高清交通攝像機(jī)，實(shí)時(shí)獲取道路交通狀態(tài)圖像數(shù)據(jù)（視頻、圖片），然后將它們通過網(wǎng)絡(luò)傳送到城市交通大數(shù)據(jù)中心，經(jīng)由中心構(gòu)建的圖像處理分析平臺(tái)，得到有關(guān)道路上行駛車輛的屬性與行為識(shí)別結(jié)果，以及道路上產(chǎn)生的各種交通事件的識(shí)別結(jié)果，用于開展交通執(zhí)法、交通秩序管理和交通出行服務(wù)。情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻案例講解智能交通識(shí)別服務(wù)器通常具備下列功能：設(shè)備管理：對需要接入系統(tǒng)的前端交通攝像機(jī)進(jìn)行增加、更改和刪除，并對設(shè)備名稱、設(shè)備編號(hào)、設(shè)備IP地址、設(shè)備用戶及權(quán)限等內(nèi)容進(jìn)行維護(hù)；車輛監(jiān)測記錄：可實(shí)時(shí)檢測、捕獲通行車輛圖像，并自動(dòng)獲取車身顏色、車輛號(hào)牌、車型、車標(biāo)、車速等數(shù)據(jù)；違法行為監(jiān)測：可對車輛逆向行駛、變道行駛等交通違法行為進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測與取證；交通事件檢測：可對停止事件、逆行事件、行人事件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測與告警等。交通流參數(shù)檢測：可準(zhǔn)確采集交通流量、平均車速等數(shù)據(jù)。情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻智能交通系統(tǒng)的圖像處理分析平臺(tái)通常由智能交通識(shí)別服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等構(gòu)成。案例講解本案例給大家演示的是如何基于智能交通識(shí)別服務(wù)器SDK，通過Python編程，實(shí)現(xiàn)對智能交通識(shí)別服務(wù)器的連接訪問，獲取交通攝像機(jī)上傳給服務(wù)器的道路監(jiān)控視頻圖像，并進(jìn)行視頻圖像及交通事件展示。情景2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻工作步驟：確定數(shù)據(jù)源確定展示方式確定展示頁面html代碼確定程序所需入?yún)⒋_定編程所需模塊構(gòu)建項(xiàng)目可執(zhí)行文件導(dǎo)入程序所需模塊構(gòu)建程序啟動(dòng)入口及程序入?yún)⒔馕黾疤幚鞼ebsocket服務(wù)端搭建

道路監(jiān)測畫面視頻數(shù)據(jù)獲取道路監(jiān)測畫面實(shí)時(shí)websocket推送http簡易服務(wù)搭建多線程啟動(dòng)http及websocket服務(wù)

交通視頻及事件展示界面交通事件展示區(qū)域案例講解程序執(zhí)行流程如下，具體實(shí)操可參考教材中給出的程序源代碼。情景2：用高清攝像機(jī)采集需要的視頻PART04總結(jié)情境2用高清攝像機(jī)采集需要的視頻總結(jié)總結(jié)情境2：用高清攝像機(jī)采集需要的圖片

在本情境中，我們主要介紹