视频质量评价系统设计论文

摘要：提高视频设备的健康率已成为视频监控系统应用和维护的重要内容之一。结合应用实际和视频设备质量检查工作流程，管理员制定了系统设计原则。文章从体系架构、系统功能和数据库等3个方面介绍了通信营业厅视频质量评价系统的设计。系统能够有效提高通信营业厅内视频设备的正常运行率，为通信营业厅整体服务质量和管理水平的提升提供强有力的支持。

关键词：J2EE；通信营业厅；视频质量；评价系统

为提高通信营业厅的服务水平、安防级别和管理效率，目前大部分通信营业厅均已配备了视频监控系统。然而，随着视频监控前端摄像机数量的不断增加和视频监控网络的不断扩大，传统的依靠人工评测对图像质量进行遍历检查的方式已不能满足现有高清数字化视频监控系统应用和维护的需要。因此，借助软件工程和图像识别等计算机技术，建立一个对通信营业厅内视频设备监控质量自动评价的系统显得非常重要。J2EE技术所具有的可移植、低维护成本、安全和易扩展等特性使其被广泛应用于企业Web应用系统的开发中[1]。本文采用目前技术成熟的J2EE开发平台，通过对系统进行分层以降低系统的耦合性和开发的难度，将视频评价算法封装为可在Java程序中被调用的动态库文件，实现对视频质量的评价。

1设计原则

本文的目标是设计通信营业厅视频设备质量评价系统。借助图像识别技术，实现视频设备质量评价的自动化和智能化，从而有效降低人工成本，帮助用户及时获知视频设备的质量情况，并能针对异常设备进行处理，保障视频设备的正常运行。为保证系统实现的成功性，在系统设计时，应以系统的实用性为基本原则，在满足用户业务功能需求的同时，确保系统易于修改和扩展，以适应未来的发展。结合系统应用环境和用户的实际需求，本系统的设计过程遵循以下设计原则：（1）实用性，以视频设备质量评价的工作流程为基础，始终以用户要求为中心，确保系统具有实用、方便等特点；（2）模块相关性，系统通常包含若干个子模块，子模块之间应具有一致的数据格式和描述方式，以保证系统的完整性和一致性；（3）可扩展性，系统设计应顺应信息管理的主流发展方向，降低系统模块的耦合度，确保当组织结构或功能需求发生改变时，系统易于扩充和升级；（4）可靠性，系统在运行期间应能连续不断地正常工作，应充分考虑边界条件，对可能出现的问题进行预处理，提高系统的内部保护机制；（5）安全性，从网络传输、系统安全、用户安全、程序安全和数据存储安全等5个方面进行设计，可采用如权限管理、加密等措施保证系统的安全性。

2系统设计

2.1系统体系架构设计

根据通信营业厅视频质量评价系统开发和部署的实际情况，借鉴已有成熟的软件体系架构，通信营业厅视频质量评价系统采用B/S结构，基于SpringMVC框架将系统划分为表现层、业务层、数据存储层、数据接口层和数据源层等5个层次。数据源层获取视频流数据，主要来源为视频监控系统。数据接口层负责对数据源层传输的数据进行过滤、清洗、转换和加载等操作。数据存储层保存系统正常运行所需的数据，通过JdbcTemplate实现对数据库数据的操作，如增加、删除、更新和查询等。业务层负责提供软件系统包含的如计算服务、质量评价和统计分析等业务逻辑，业务层能够将数据传递给数据存储层保存，也可以调用数据存储层的数据传递到表现层予以显示，起到承上启下的作用，业务层返回到表现层的数据通过JSON实现数据序列化。表现层是用户与软件系统交互的方式，负责数据展现和接收用户输入的数据，其主要表现方式为Web浏览器。通过对系统的层次划分，各层次功能相互分离，能够有效降低层次之间的依赖性，当系统需要修改或升级时，只需替换所在层次部分，因此系统具有更好的可扩展性和可维护性[2]。

2.2功能设计

系统以通信营业厅视频设备监控画面质量智能化检查需求为导向，通过对视频设备质量检查的工作流程进行分析调研，视频质量检查工作主要分为以下5个步骤。（1）对设备进行分类。由于通信营业厅视频监控设备数量大、分布广，因此，应首先对视频设备进行分类，提高视频设备检测的覆盖率和设备的管理水平。（2）制定检查任务。主要实现对检查任务的管理，用户可以创建一个新的任务或开启一个已有的任务，每个任务关联一组视频设备。（3）视频质量评价。用户在开启某个任务后，由计算机获取该任务对应的视频设备，然后开始对这组视频设备的实时监控画面的质量进行评价。（4）检查结果管理。完成视频质量评价后，用户可以在检查结果管理功能中查看到所检查视频设备的质量状态，如视频设备是否存在清晰度故障、亮度故障、画面偏色、信号缺失等问题。（5）维修管理。针对检查结果为异常的视频设备，用户可以创建对应的维修单据，并联系维修人员对设备进行检修，检修完毕后再将设备的状态修改为正常状态。本项目拟实现的系统中的主要功能应包括设备管理、任务管理、质量评价管理、检查结果管理、维修管理等功能，此外还应具有统计分析、系统管理的辅助。与传统的依靠人工评测的方式对图像质量进行遍历巡检模式相比，借助计算机技术实现的通信营业厅视频质量评价系统的功能特点主要有：（1）借助网络技术实时获取远程营业厅的视频设备监控画面，能够有效解决视频设备数量多、分布广等问题，从而降低查阅视频设备监控质量的难度，缩减经济成本支出，缩短巡检周期。（2）将图像识别技术应用于通信营业厅视频设备评价中，能够有效降低人的主观因素对视频质量评价的影响，减少人力成本，提供工作效率，并有效减少漏判误判情况的发生。（3）通过对视频设备监控画面的轮番检测，能够确保检查设备的完整性和及时性，降低由于人工操作导致的漏看和忽视等情况的发生。（4）通过计算机程序能够从客观上有效识别出如清晰度故障、亮度故障、视频噪声、画面偏色、画面冻结等常见故障，从而使视频设备维修人员能够更加科学具体地掌握设备的异常问题，更有针对性地开展维修工作。（5）通过对视频设备故障历史数据的统计分析，形成故障知识库，以报表的形式展现给用户，为决策提供更加科学的依据。

2.3数据库设计

关系数据库设计的目标就是要从各种可能的关系模式组合中选取一组关系模式来构成一个数据库模式，使得人们既不用存储不必要的重复信息，又可以方便地获取信息[3]。为确保数据库的结构合理，降低数据的冗余性，通常应遵循数据库设计的三范式。在描述数据库中各个元素之间关系时，通常采用实体关系模型进行说明。如视频设备、视频设备类和检查任务之间实体关系可描述为：视频设备具有设备ID、设备名称、设备类型、设备状态、设备地址、设备是否异常等属性，主键为设备ID；设备与设备类之间为多对多的关系，即一个设备可以属于多个设备类别，一个设备类可以包含多个不同的设备；设备类与检查任务之间为一对多的关系，即一个设备类可以归属于多个不同的检查任务，而一个检查任务仅对应一个设备类。

3结语

本文主要介绍了基于J2EE的通信营业厅视频质量评价系统的设计。采用被广泛应用于企业Web应用系统开发的J2EE平台，通过对系统架构分层，以降低系统的耦合性和开发难度，以视频质量检查工作流程为基础，设计了系统中的主要业务模块，借助实体概念模型介绍了设备、设备类和检查任务之间的部分数据库设计。通过视频质量评价系统的应用，能够解决传统的依靠人工视检方式存在的工作量大、经济成本高和遗漏率高等问题，提高通信营业厅的安防水平和管理效率，进而促进通信营业厅整体服务质量的有效提升。

作者:伍玲 单位:湖北工业大学

[参考文献]

[1]邵淑仪.轻量级架构在网上业务系统中的应用[J].电脑知识与技术（学术交流版），2009（3）：566-567.

[2]李旭东.基于三层架构与Web服务的仿真建模与资源管理系统设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2007.

[3]丁智斌，石浩磊.关系数据库设计与规范化[J].计算机与数字工程，2005（2）：114-116.