视频图像信息数据库总体架构分析
一、概述
视频图像信息数据库是一个提供除传统连续视频流以外的视频
图像内容信息流的存储和相应服务的新的基础设施，是一个提供除传统视频监控实时浏览、云镜控制、录像下载回放等基本功能以外的、与公安实战应用能深度结合的视频图像信息深化应用服务支撑平台。
视频图像信息数据库有广义和狭义之分，广义上的视频图像信息数据库涵盖所有用于存储视频、图像及其结构化描述信息等内容的存储系统，包括目前用于存储连续视频流的存储系统。狭义上的视频图像信息数据库指用于存储视频监控设备自动抽取或人工采集和标注
的视频片段、图像、索引、标签、视频结构化描述信息的数据库，如卡口图像和车辆通行信息、案/事件信息等。本文主要针对狭义上的视频图像信息数据库。
二、功能与性能要求
1.功能要求
（1）存储服务功能
具有视频监控设备自动采集的车辆信息、人员信息、物品信息和事件信息的存储服务功能。
具有人工采集车辆信息、人员信息、物品信息和事件信息的存储服务功能。
具有原始视频片段、原始图像、加工后的视频片段、加工后的图像及其关联的结构化描述信息等综合存储组织功能，以及以案/事件来组织相关信息的存储组织功能。
服务功能类型：写入、修改、删除、锁定（冻结）等。
（2）查询与检索服务功能
具有视频图像信息索引的实时生成功能。
具有视频图像信息的全文搜索功能，支持跨地区的视频图像信息检索。
具有根据视频图像信息对象特征属性条件组合进行检索功能。
（3）数据交换服务功能
具有与其他公安信息化系统的数据交换功能。
具有上下级之间的视频图像信息数据交换功能。
具有本地的视频图像信息读写访问服务接口功能。
具有视频图像信息数据的导出功能。
具有对写入视频图像信息数据库的信息实时数据转发功能。
（4）布控服务功能
具有对写入视频图像信息数据库的信息进行实时布控功能，具备跨区域全局布控功能：
①布控鉴权。
②布控库维护。
③布控设置：设定视频图像信息对象的布控规则，如车牌号码。
④布控执行：对所有入库视频图像信息对象按布控规则进行分析。
⑤告警发布：发现有符合布控规则的数据对象立即进行告警，可以多种形式进行发布。
（5）联网服务功能
提供智能采集设备列表查询、订阅/发布机制。
具有涉案视频图像信息数据目录索引信息查询、订阅/发布机制。
按规则自动获取需要同步的信息。
视频图像信息采集前端系统的状态变化管理以及状态变化信息
发布。
用户鉴权管理。
（6）分析服务功能
具有抓拍图片/视频片段缩略图的实时动态生成功能。
具有按设定规则对实时数据和历史数据进行分析的功能，如套牌车分析、按规则预警分析等。
2.性能要求
（1）具有海量视频图像信息数据的挖掘分析能力，具有100亿条级记录的秒级分析响应时间。
（2）具有海量数据记录的写入和更新能力，数据记录的写入和更新能力应达到1亿条/天以上。
（3）具有高度的系统稳定性，在海量数据更新的情况下不会导致系统性能下降。
（4）具有水平的存储容量动态扩展能力，容量的扩展可以在系统正常运行情况下通过简单增加服务器来实现。
三、总体架构
视频图像信息数据库总体技术架构如图1所示，整体技术架构按公安部-省厅-市局-县区分局四级结构设计，各级均建立视频图像信息数据库，但各级视频图像信息数据库由于职能定位不同具体会有所不同，各级视频图像信息数据库接口应该一致。本架构设计中，为了便于清晰定义各层级视频图像信息数据库的接口，有意从逻辑上把视频图像信息数据库从视频图像信息实战应用系统中分离出来。
由视频图像信息采集系统、视频图像信息数据库系统和视频图像信息实战应用平台等组成了一层独立于传统视频监控联网共享系统的新的基础架构，与传统视频监控联网共享系统是既相对独立又紧密联系的关系。前端设备在逻辑上是相互独立的不同功能实体，但在物理上既可以是独立的，也可以是一体的。
视频图像信息采集系统是指采用智能视频分析技术自动从视频
监控中提取视频图像信息数据的采集系统，可以通过智能前端或后端分析服务器实现。
视频图像信息数据库系统指用于存储视频监控设备在事件触发
下自动抽取，或人工值机和现场巡查、以及案件研判过程中采集和标注的视频片段、图像、索引、标签、视频结构化描述信息的数据库，以及支撑视频图像信息对象应用的相关服务功能。
视频图像信息实战应用平台是视频图像信息数据库系统功能的
具体呈现界面，同时通过视频监控联网共享平台集成了视频监控的基本功能，以及与公安信息化系统的关联对接。
四、数据库访问模型
由于传统的SQL数据库技术已经难以满足大数据、结构化非结构化混合数据等应用的需求，当前各类NoSQL数据库和云数据库等技术发展非常迅速，所以本技术不具体规定数据库内部的具体表结构的实现，而是从数据库访问接口操作以及操作对象角度去制定相应的协议。
从系统总体架构中抽取视频图像信息数据库系统模型如图2所示，图中同时包含了视频图像信息数据库系统的内置服务功能。本技术不规定内部的具体实现，而是从服务接口角度去定义视频图像信息数据库，所有服务功能都要从接口功能中去体现。本模型具体规定了以下四个服务接口：
（1）视频图像信息实时采集接口（简称A接口）：是视频图像信息采集系统与视频图像信息数据库之间的服务接口，主要是将采集的视频图像信息实时写入视频图像信息数据库。
（2）视频图像信息应用服务接口（简称B接口）：是视频图像信息数据库系统与视频图像信息实战应用平台之间的服务接口，是将视频图像信息数据库系统功能以服务的方式开放给上层本地应用程序，包括独立的视频图像信息实战应用平台、各警种的业务系统等。值机人员在视频巡逻过程中通过视频监控联网共享平台采集的视频
图像信息和侦查人员在侦查与研判过程中所采集与形成的视频图像
信息均通过该接口存入视频图像信息数据库。
（3）视频图像信息批量数据交换接口（简称C接口）：是视频图像信息数据库系统与公安信息化系统之间的批量数据交换接口。如交警对于违章车辆信息入库后需要进行人工核对，经过人工核对后的包括车牌在内的过车记录信息是准确的，如果将这部分经过人工核对的过车记录信息批量交换到视频图像信息数据库中，对相对应的过车记录信息进行更新，可以提高视频图像信息数据库的数据质量，另外也可实现案件受理登记信息的实时批量导入。
（4）视频图像信息联网共享服务接口（简称D接口）：是上下级视频图像信息数据库系统之间的联网共享服务接口，实现视频图像信息数据库跨区域的共享应用。
