舆情视频监测系统解决方案

  • 适用对象:公安,军队,政府部门, 事业单位、科研部门、媒体、企业等,为提高互联网的关注度,可对于音频流,视频关键帧,图像等的实时监测

    应用背景
    由于宽带网络近年来在世界各地的高速发展,高品质的音视频压缩技术不断推陈出新,更高的压缩比率加上更宽的带宽,使得互联网用户在互联网上观看高品质电视节目的愿望不再是幻想。美国、意大利、法国、加拿大等国网络视频市场的日渐成熟,国内哈尔滨、泉州、上海等地的小试牛刀,都证明了以更强的互动性作为卖点、基于互联网技术和P2P传输技术的网络视频服务已经渐成气候。

    网络视频是对基于互联网技术传播的所谓宽带视频的统称,可以是用户自己制作、在线上传或点播视频节目,自主性和自助性强。各种视频网站和流媒体服务器随着人们对网络视频服务的需求快速增长,民营网络视频企业更是如雨后春笋。

    2008年是网络视频用户基数迅速成长的一年。根据艾瑞咨询综合CNNIC数据和艾瑞网民连续用户行为研究系统iUserTracker最新数据得出的统计结果,2008 年中国网络视频用户规模达到 2.3 亿人,用户覆盖率达到 78.5%,成为继音乐、即时通信之后的第三大互联网应用。这也是网络家庭娱乐应用第一次全面超过了网络商务应用,即邮件、搜索引擎和新闻等传统资讯应用。

    但随着网络视频的高速成长,各种黄色、暴力和反动等垃圾信息也掺杂在网络视频中在宽带网络上肆意泛滥,严重影响了人们的正常工作和生活,也对社会精神文明建设和未成年人教育带来了巨大的隐患。

    由于宽带视频网络的高速数据包传送,传统的信息安全监控设备在这方面显得力不从心,因此,我们提出应用关键帧提取技术来抽取网络视频中的关键帧,从而减小处理的负载和存储空间,降低设备成本并提高处理效率。建立相应的垃圾视频关键帧匹配库,通过视频关键帧匹配算法和模式,从高速的视频流中监测出垃圾信息。应用此视频监控系统和其他网络安全设备,可以为企业、学校和家庭打造一个高速干净的网络视频环境,让人们轻松尽情享受宽带视频服务。

    视频数据包识别捕获
    实时流协议RTSP是一个应用层协议,用于控制具有实时特性的数据如多媒体流的传送。为多媒体数据流提供远程控制功能,如播放、 停止、快进等。该协议支持以下操作:
    1. 从媒体服务器上获取媒体;
    2. 邀请媒体服务器加入会议;
    3. 在一个已存在的演示中加入新的媒体流。
    RTSP协议一般与RTP/RTCP和RSVP等底层协议一起协同工作,提供基于Internet的整套的流服务。它可以选择发送通道如UDP、组播UDP和TCP和基于RTP的发送机制。它可以应用于组播和点播。

    网络视频关键帧提取

    视频数据是分层结构,结构粒度从上到下逐渐减小。最顶层是粒度最大的视频,即一段视频流。最底层是粒度最小的帧,即单个的视频帧图像,对帧图像的处理可以采用图像特征提取技术,提取诸如颜色、纹理、形状等静态特征或空间运动的动态特征。镜头是一组时间上连续的帧序列,它代表一个场景中在时间上和空间上连续的动作,对应着摄像机的一次记录起停操作,也称为剪裁或拍摄。镜头是视频数据的最小单元,视频检索的结果就是获得符合条件的若干镜头。场景是一组语义上相关联及在时间上相邻的镜头的集合。

    关键帧是反映一组镜头中主要信息内容的一帧或若干帧图像,可以简洁地表达 镜头内容。因为每个镜头都是在同一场景下拍摄的,同一个镜头中的各帧图像 有相当大的重复信息。考虑到存储容量和处理效率的因素,仅需要存储镜头关键帧,可达到降低系统存储容量和减少处理器冗余工作的效果。其次,从关键帧的匹配效率考虑,用关键帧来代表镜头,作用类似于入侵检测系统中的匹配规则,这样对网络视频流可用图像匹配技术进行处理。

    告警响应和处理

    基于系统特有的预警机制,可以降低误报率和提高监测效率。当系统检测到垃圾视频信息时,将提取出该视频数据包的源IP地址和端口等信息,并将信息显示在系统报警页面通知系统管理员的同时,也会将信息传输到网络安全保障体系结构中的其他相关安全设备,如防火墙等。防火墙将第一时间将此非法IP地址和端口列入黑名单中,禁止该IP地址的视频数据包通过防火墙。
  • 系统实现

    功能指标和系统创新点

  • 系统功能
    1.捕获分析:可根据实际情况,调整视频数据包捕获的标志字段,来截取当前网络中的视频数据包;
    2.灵活的解码系统:由于当前流媒体文件格式多样,我们在此系统中只进行了ASF格式流媒体文件的解码,但用户可以自己编译自定义的解码器并添加到当前系统中;
    3.匹配规则更新:匹配规则的更新是系统高效工作的前提,系统良好的用户交互界面,将帮助用户轻松添加新的匹配规则到当前系统中;
    4.协调功能:系统架构初期充分考虑到目前的网络安全设备已经多种多样,为了充分利用网络中已有安全设备的资源,对一些常见的防御功能不再设计。因此,本系统可以很好地和其他安全设备交互网络信息,协调工作功能,从而保障网络各方面的安全。
    系统创新
    目前国内和国际对网络视频的垃圾信息过滤设备较少,具备一定相关功能的设备通常也较为昂贵。本系统可以在低成本的情况下,实现对10M/100M以太网中视频信息的监测;
    首次提出用关键帧检验的方法来监测网络视频。关键帧技术是当前基于内容的视频检索中的热门研究对象,同时我们基于入侵检测的基本思想和模型,提出将视频检索中的关键帧技术同时结合入侵监测模型,可以简化视频监测的计算复杂度,同时具有较高的识别能力。
    在系统架构中,基于对视频监测的特殊性和难控性,我们建立了基于视频监测的预警模型。即当视频关键帧和规则库中的匹配图像的匹配率低于预定阀值,我们将提取其关键帧的颜色直方图和形状轮廓与规则库中匹配图像的颜色直方图和形状轮廓进行比对,从而产生预警关键帧。在实际考察中我们发现,颜色直方图可以较高效率识别出黄色视频的预警图片,同时形状轮廓可以较高效率识别出暴力视频的预警图片。
  • 挖掘技术

    关键帧分析模块

    缓冲区处理模块

    数据的存储管理

    数据的发布