第 41 卷 第 6 期 应 用 科 技 Vol.41.6 2014 年 12 月 Applied Science and Technology Dec. 2014 doi: 10.3969 / j.issn.1009 671X.201403012 Web 浏 览 器 下 的 智 能 视 频 数 据 库 设 计 与 开 发 刘 丽 斐 1 1, 2, 赵 龙 1. 北 京 航 空 航 天 大 学 数 字 导 航 中 心, 北 京 100191 2. 北 京 航 空 航 天 大 学 飞 行 器 控 制 一 体 化 技 术 重 点 实 验 室, 北 京 100191 摘 要 : 为 实 现 对 大 型 视 频 分 析 系 统 的 视 频 文 件 进 行 智 能 管 理, 设 计 了 基 于 web 浏 览 器 的 智 能 视 频 数 据 库 该 数 据 库 利 用 PHP HTML 以 及 CSS 语 言 设 计 前 端, 利 用 MySQL 搭 建 后 台 并 采 用 脚 本 语 言 实 现 前 后 端 信 息 交 互 数 据 库 采 用 web 的 方 式 发 布 测 试 素 材, 支 持 用 户 身 份 认 证 和 按 照 视 频 素 材 特 征 关 键 字 进 行 查 询 检 索 经 测 试, 智 能 数 据 库 满 足 了 用 户 根 据 关 键 字 搜 索 目 标 视 频 的 要 求, 提 高 了 视 频 数 据 查 找 的 效 率 同 时 数 据 库 实 现 了 基 于 web 前 端 发 布 素 材 并 且 分 类 存 储, 做 到 了 视 频 数 据 的 智 能 化 管 理 关 键 词 : 数 据 库 ;MySQL; 智 能 管 理 ; 视 频 ;Web 浏 览 器 中 图 分 类 号 :N945.14 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1009 671X(2014)06 001 06 Design and development of intelligent video database based on Web browser LIU Lifei 1, ZHAO Long 1,2 1. Digital Navigation Center, Beihang University, Beijing 100191, China 2. Science and Technology on Aircraft Control Laboratory, Beihang University, Beijing 100191, China Abstract:In order to realize intelligent management of video files needed for large video analysis systems, a new method is proposed based on Web browser for the design and development of an intelligent video database. The front end is designed using PHP, HTML and CSS language and the back using MySQL. The information interaction be tween the back and front is realized by using a scripting language. The database publishes test material with the method of Web, supports the user identity authentication and keyword query retrieval according to the characteris tics of video material. By testing, the intelligent database can meet the requirement of the keyword search, which greatly improves the efficiency of video data search. Meanwhile, intelligent database supports material release on the front end web and classified storage for the database administrator, and realizes the intelligent management of video data. Keywords:database; MySQL; intelligent management; video; Web browser 近 几 年, 视 频 智 能 分 析 技 术 得 到 了 业 界 的 广 泛 关 注, 在 治 安 监 控 系 统 方 面 中 有 广 阔 的 应 用 前 景 事 实 上, 视 频 智 能 分 析 技 术 并 没 有 得 到 有 效 收 稿 日 期 :2014 03 19. 基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 资 助 项 目 (61039003); 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (41274038); 中 国 航 空 基 础 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 2013ZC51027 ); 中 国 航 天 创 新 基 金 资 助 项 目 (CASC201102); 中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金 资 助 项 目 (YWF 14 ZDHXY 02). 作 者 简 介 : 刘 丽 斐 (1990 ), 女, 硕 士 研 究 生 ; 赵 龙 (1976 ), 男, 副 教 授, 博 士. 通 信 作 者 : 赵 龙,E mail:flylong@ buaa.edu.cn. 地 推 广, 原 因 主 要 有 以 下 2 方 面 原 因,1) 现 在 大 部 分 视 频 分 析 技 术 的 多 样 性 较 差, 对 目 标 行 为 的 适 应 性 不 够 满 足 多 样 的 目 标 行 为 模 式 ;2) 智 能 分 析 系 统 的 构 架 在 适 应 监 视 相 机 数 量 比 较 多 的 实 际 项 目 应 用 方 面, 其 实 际 经 验 和 技 术 层 面 上 都 显 得 较 为 单 一 多 数 的 视 频 分 析 应 用 隶 属 前 端 分 析, 即 通 过 数 字 信 号 处 理 器 ( digital signal process ing,dsp) 嵌 入 到 摄 像 机 或 网 络 视 频 服 务 器 ( digit al video server,dvs) 中, 其 技 术 局 限 性 在 于 处 理 对 于 数 千 路 的 大 型 系 统 有 效 配 合 实 现 智 能 分 析
2 应 用 科 技 第 41 卷 联 动 系 统 的 集 中 管 理 录 像 文 件 获 取 有 的 放 矢 等 问 题 上 优 势 不 足, 这 些 也 是 智 能 视 频 分 析 技 术 中 亟 待 解 决 的 问 题 1] 为 解 决 以 上 问 题, 实 现 智 能 视 频 分 析 技 术 对 于 视 频 数 据 的 分 类 管 理 要 求, 本 文 建 立 一 个 测 试 素 材 视 频 数 据 库 该 数 据 库 能 够 将 测 试 视 频 按 照 指 定 规 则 进 行 上 传 分 类 和 存 储, 并 实 现 基 本 的 用 户 管 理 功 能 分 类 管 理 和 关 键 字 查 询 下 载 的 功 能 使 得 数 据 库 对 实 现 当 前 视 频 分 析 技 术 中 多 监 视 相 机 视 频 数 据 的 集 中 智 能 管 理 和 联 动 分 析 成 为 可 能, 甚 至 可 以 配 合 嵌 入 式 设 备 为 视 频 数 据 高 效 采 集 提 供 帮 助 数 据 库 采 用 Web 的 方 式 发 布 测 试 素 材 2], 减 轻 了 管 理 员 分 类 存 储 和 管 理 大 量 视 频 数 据 的 负 担, 实 现 了 当 前 智 能 视 频 分 析 技 术 中 对 视 频 数 据 的 高 效 检 索 要 求, 节 约 了 视 频 分 析 技 术 前 期 的 准 备 时 间, 提 高 了 智 能 视 频 分 析 的 整 体 效 率 1 智 能 分 析 视 频 数 据 库 设 计 智 能 分 析 视 频 数 据 库 方 案 包 括 : 数 据 库 模 块 划 分 数 据 库 建 模 数 据 库 表 设 计 及 数 据 库 主 页 面 设 计 等 1.1 数 据 库 模 块 介 绍 视 频 数 据 库 按 照 功 能 可 以 分 为 2 个 独 立 的 子 模 块 : 前 端 信 息 模 块 和 后 台 管 理 模 块, 其 总 体 框 图 如 图 1 所 示 根 据 视 频 数 据 库 网 站 的 总 体 需 求, 基 本 信 息 模 块 的 主 要 栏 目 设 置 如 下 : 1) 用 户 注 册 需 要 用 户 以 正 确 的 格 式 填 写 昵 称, 密 码 和 Email, 并 将 信 息 保 存 在 数 据 库 中, 供 以 后 登 录 使 用 2) 用 户 登 录 可 以 直 接 调 用 自 己 注 册 时 的 信 息 进 行 登 录 3) 简 单 搜 索 实 现 简 单 的 几 个 选 项 的 组 合 搜 索, 搜 索 出 来 的 结 果 精 确 度 不 是 很 高 4) 高 级 搜 索 列 举 出 了 所 有 可 搜 索 的 选 项, 可 供 用 户 随 意 组 合 筛 选, 迅 速 搜 索 到 用 户 所 需 的 视 频 5) 下 载 功 能 对 搜 索 符 合 要 求 的 视 频 进 行 下 载 操 作 在 本 文 中, 前 端 信 息 模 块 按 照 主 页 面 布 局 图 来 设 计 下 属 的 各 个 子 页 面 子 页 面 在 设 计 上 基 本 都 用 来 显 示 静 态 信 息, 所 以 将 特 定 的 信 息 安 排 在 对 应 的 页 面 内 显 示 即 可 为 了 实 现 各 个 功 能 页 的 跳 转, 需 要 将 主 页 面 上 的 相 关 链 接 指 向 对 应 的 子 页 面 表 1 为 前 端 信 息 模 块 中 各 个 子 页 面 的 布 局 以 及 对 应 的 内 容 说 明 表 1 前 端 信 息 模 块 文 件 列 表 文 件 内 容 备 注 index.php 主 页 连 接 数 据 库 的 PHP 函 数 访 问 conn.php 配 置 文 件 MySQL 数 据 库 function.php 自 定 义 函 数 reg.php savereg.php login.php chkuserlogin.php commensearch.php supersearch.php 前 台 用 户 注 册 界 面 连 接 数 据 库, 实 现 用 户 注 册 前 台 用 户 登 录 界 面 连 接 数 据 库, 实 现 用 户 登 录 连 接 数 据 库, 实 现 简 单 搜 索 前 台 高 级 搜 索 界 面 与 数 据 库 的 查 询 链 接 图 1 视 频 数 据 库 网 站 模 块 划 分 图 1.1.1 前 端 信 息 模 块 前 端 信 息 模 块 即 视 频 数 据 库 网 站, 用 于 介 绍 本 视 频 数 据 库 的 基 本 信 息 和 用 途, 主 要 包 含 用 户 注 册 登 录 模 块 简 单 搜 索 模 块 高 级 搜 索 模 块 及 搜 索 结 果 下 载 模 块 此 外, 还 可 以 提 供 一 部 分 常 用 的 计 算 机 视 觉 数 据 库 的 介 绍 和 链 接 高 级 搜 索 与 数 据 库 的 showsearch.php 后 台 程 序 查 询 链 接 1.1.2 后 台 管 理 模 块 后 台 管 理 模 块 负 责 用 户 后 台 数 据 的 管 理 和 维 护, 包 括 对 用 户 信 息 和 视 频 信 息 的 管 理 和 维 护 3] 后 台 管 理 模 块 主 要 是 对 数 据 库 中 存 储 数 据 进 行 操 作, 通 过 对 相 关 数 据 库 的 增 加 删 除 修 改 或 查 找 等 实 现 对 后 台 数 据 库 中 存 储 数 据 的 维 护 后 台 管 理 模 块 功 能 设 置 如 下 :
第 6 期 刘 丽 斐, 等 :Web 浏 览 器 下 的 智 能 视 频 数 据 库 设 计 与 开 发 3 1) 添 加 视 频 信 息 管 理 员 可 以 添 加 平 时 自 己 录 制 或 网 络 下 载 的 可 用 视 频 信 息 到 数 据 库 2) 修 改 视 频 信 息 管 理 员 可 以 修 改 视 频 数 据 库 中 的 视 频 信 息 3) 删 除 视 频 信 息 管 理 员 可 以 随 时 删 除 视 频 数 据 库 中 的 视 频 信 息 4) 添 加 用 户 信 息 用 户 通 过 注 册 可 以 向 数 据 库 中 添 加 用 户 信 息 表 2 给 出 了 后 台 信 息 模 块 对 应 子 页 面 布 局 的 文 件 列 表 表 2 后 台 信 息 模 块 文 件 列 表 文 件 内 容 备 注 admin.php 管 理 员 界 面 ins.php 视 频 信 息 添 加 界 面 数 据 库 访 问 中 首 先 是 连 接 数 据 库 的 操 作, MySQL 函 数 库 提 供 了 专 门 的 数 据 库 连 接 函 数 mysql_connect, 利 用 mysql_connect 函 数 即 可 实 现 连 接 到 数 据 库 的 操 作 对 用 户 进 行 判 断, 如 果 为 合 法 用 户,mysql_connect 函 数 会 返 回 一 个 可 用 的 数 据 库 连 接 并 且 通 过 该 连 接 传 递 给 函 数 mysql_ select_db, 选 择 数 据 库 中 要 操 作 的 表 如 果 数 据 库 中 存 在 该 表, 则 可 以 对 表 单 中 的 数 据 作 增 加 删 除 修 改 和 查 询 等 操 作 最 后, 后 台 管 理 模 块 执 行 mysql_close 函 数 关 闭 已 经 打 开 的 数 据 库 连 接, 完 成 数 据 库 的 访 问 数 据 库 查 询 和 编 辑 的 流 程 图 分 别 如 图 3 4 所 示 inse.php de.php del.php xiu.php xi.php x.php 视 频 信 息 添 加 后 台 视 频 信 息 删 除 界 面 视 频 信 息 删 除 后 台 选 择 视 频 编 号, 修 改 视 频 信 息 根 据 视 频 编 号 所 选 的 视 频 信 息 视 频 信 息 修 改 后 台 与 数 据 库 的 连 接 添 加 操 作 与 数 据 库 的 连 接 删 除 操 作 与 数 据 库 的 连 接 修 改 操 作 后 台 管 理 模 块 包 含 了 用 户 及 管 理 员 对 后 台 数 据 库 的 所 有 操 作 利 用 MySQL 提 供 的 API ( applica tion programming interface) 函 数 库 可 以 实 现 对 视 频 数 据 库 的 操 作 4] 数 据 库 访 问 流 程 如 图 2 所 示 图 3 数 据 库 查 询 流 程 图 2 数 据 库 访 问 流 程 图 4 数 据 库 编 辑 流 程 本 文 用 SQL 语 句 实 现 对 数 据 库 的 所 有 操 作, 用 PHP 的 mysql_query 函 数 可 以 实 现 SQL 语 句, 并 将 函 数 执 行 结 果 返 回 5] 1.2 数 据 库 建 模 实 体 关 系 图 ( entity relationship,e R) 可 以 将 数 据 库 的 全 局 逻 辑 结 构 以 图 形 化 的 形 式 清 晰 地
4 应 用 科 技 第 41 卷 表 达 出 来 6] E R 图 由 实 体 集 和 联 系 集 2 个 部 分 组 成 实 体 集 是 相 同 类 型 的 实 体 集 合 ; 联 系 集 是 同 类 联 系 的 集 合 E R 图 由 于 其 简 单 和 图 示 清 晰 等 优 点 在 结 构 逻 辑 表 达 方 面 得 到 广 泛 应 用 在 E R 图 中, 矩 形 表 示 实 体 集 双 矩 形 表 示 弱 实 体 集 椭 圆 表 示 属 性 双 椭 圆 表 示 多 值 属 性 虚 椭 圆 表 示 派 生 属 性 菱 形 表 示 联 系 集 线 段 表 示 将 属 性 连 接 到 实 体 集 或 者 将 实 体 集 连 接 到 联 系 集 双 线 则 表 示 一 个 实 体 集 全 部 参 与 到 联 系 集 中 7] 本 文 采 用 了 MySQL 数 据 库 管 理 后 台 模 块, 由 于 不 同 模 块 之 间 的 相 对 独 立 性, 需 要 创 建 各 模 块 对 应 的 独 立 数 据 库 表 后 台 管 理 模 块 部 分 实 体 集 属 性 信 息 的 E R 图 如 图 5 ~ 7 所 示 表 3 数 据 库 表 定 义 表 名 键 名 类 型 长 度 是 否 为 空 备 注 usernc varchar 50 否 用 户 昵 称 userpwd varchar 50 否 用 户 密 码 tb_user email varchar 50 否 用 户 邮 箱 regtime datetime 50 否 注 册 时 间 usertype int 2 否 用 户 类 型 userword varchar 20 否 管 理 员 昵 称 tb_adm password varchar 20 否 管 理 员 密 码 email varchar 30 否 管 理 员 邮 箱 Num int 11 否 视 频 编 号 resolution text 20 否 分 辨 率 size text 20 否 视 频 大 小 weather text 20 否 拍 摄 天 气 scene text 20 否 拍 摄 场 景 video_ lens text 20 否 镜 头 类 型 inform camera text 20 否 相 机 类 型 ation target text 20 否 拍 摄 对 象 fps text 20 否 视 频 帧 率 format text 20 否 视 频 格 式 图 5 基 本 信 息 表 属 性 图 location text 50 否 视 频 地 址 calibration text 20 否 标 定 参 数 behavior text 20 否 目 标 行 为 图 6 管 理 员 信 息 表 属 性 图 1.4 数 据 库 主 页 面 设 计 层 叠 样 式 表 ( cascading style sheets,css) 由 于 自 身 具 有 的 易 于 使 用, 无 需 任 何 特 殊 软 件 并 可 在 大 多 数 主 流 浏 览 器 中 正 常 运 行 等 得 天 独 厚 的 优 点, 已 逐 渐 发 展 为 HTML 布 局 与 定 位 的 实 际 标 准 盒 状 模 型 是 CSS 中 重 要 的 概 念, 在 网 页 布 局 被 广 泛 应 用 8] 盒 状 模 型 由 margin border pad ding 和 content 几 个 属 性 组 合 形 成 盒 状 模 型 示 意 图 如 图 8 所 示 图 7 用 户 信 息 表 属 性 图 1.3 数 据 库 表 设 计 根 据 后 台 数 据 库 模 型 设 计 说 明, 对 后 台 数 据 库 各 个 表 进 行 设 计, 包 括 表 名 键 名 类 型 长 度 等 详 细 信 息, 其 详 细 定 义 如 表 3 所 示 图 8 盒 状 模 型 视 频 数 据 库 网 站 主 页 将 采 用 盒 状 模 型 布 局 来 实 现, 主 页 面 布 局 如 表 4 所 示 整 个 视 频 数 据 库 网 站 的 主 体 部 分 由 4 个 表 单 构 成
第 6 期 刘丽斐 等 Web 浏览器下的智能视频数据库设计与开发 表 4 主页面布局 主页面布局 说明 导航栏 显示当前时间 右上方 用户注册 登录模块 可以实现简单 高级的 简单 高级搜索 网 页 常用数据库 主 体 管理员界面 选项的随意组合筛选 给出常用数据库信息和链接 主要包括管理员添加 修改和 底面版权 删除视频信息的功能 显示视频数据库地址 邮编和 Email 等 2 智能视频数据库的硬件方案 硬件配置为普通 PC 机 1 台 存储服务器 1 台 5 以 CGI 方式运行 PHP 的时候 PHP 与 Apache 服务器分别位于不同进程 为实现二者之间的数据 交换可采用进程间通信技术 以模块方式运行 PHP 的时候 因为 PHP 与 Apache 服务器分享同一进程 空间 数据可以实现直接交换而无需进程间通信 本文采用后者的配置方式 提高了运行效率 3 系统测试结果 智能视频数据库由前端和后台 2 个模块组成 数据库前端包括用户和管理员的操作平台 用户操 作平台提供了用户注册 用户登录 简单搜索以及用 户登录后方可执行的高级搜索等功能 还提供了国 内外常用的视频数据库链接 用户操作平台如图 9 所示 本数据库在 Windows 操作系统平台下采用 Apache PHP 以及 MySQL 的开发环境组合 最新版本的安 装包均可由各自的官方网站上免费下载得到 根据 对应的图示可以对开发环境进行安装和配置 9 在 Apache 服务器上 有 2 种使用 PHP 的方式 即 CGI common gateway interface 方式与 Apache 模 块方式 二者在对 Apache 的配置上有所不同 CGI 即 通 用 网 关 接 口 是 一 种 在 CGI 程 序 和 Web 服务器之间传递信息的规程 是 WWW 技术中 最重要 的 技 术 之 一 有 着 不 可 替 代 的 重 要 地 位 CGI 是外部应用程序与 Web 服务器之间的接口标 准 是在 CGI 程序和 Web 服务器之间传递信息的规 程 CGI 程序由于强大的兼容性适用于很多计算机 程序语言 只要这种语言具有标准输入 输出和环境 变量 10 PHP 程序在以 CGI 方式运行时 php cgi exe 会 开始运行并解析程序 当 PHP 脚本开始执行时服 图 9 用户操作平台 平台的上半部分是用户的智能检索区 可以看 出 数据库给出了视频分析中经常用到的典型复杂 环境的关键字 用户可以根据关键词检索到自己需 要的视频文件 下半部分给出了近几年智能视频分 析技术中常用到的视频数据检索库的入口地址 为 务器会为其生成新进程 这种运行机制会使服务器 用户在数据库存储数据匮乏的情况下提供其他在线 性能随着访问量的累积而不断下降 因此这机制不 资源 仅效率很低而且浪费资源 管理员操作平台是为方便管理员管理视频数据 Apache 服务器模块方式运行 PHP 的方法的出 提供的前端操作方式 管理员操作平台包括了添加 度模块化是 Apache 服务器体系结构的最大特点 模 操作 此外 还提供了国内外常用的视频数据库链 现 有效弥补了 CGI 的不足 因此被广泛应用 高 块化后的服务器将每一个功能实现封装为独立的模 块 用户可以对独立的模块进行随意的删减和组合 此外 在 Apache 服务器启动时用户配置的各个功能 模块都会实现多次调用而不用重复产生新的进程处 理脚本 由 此 可 见 Apache 服 务 器 模 块 方 式 运 行 PHP 的 方 法 较 之 CGI 机 制 会 节 省 很 多 系 统 资 源 11 视频信息 修改视频信息和删除视频信息等管理员 接 管理员操作平台如图 10 所示 管理员操作平台的前半部分是为管理员提供查 看数据的高级搜索界面 顶端设有管理员对数据库 视频数据的分类操作入口 包括添加视频信息 修改 视频信息和删除视频信息 对视频信息的操作都对 应于存储在 MySQL 数据库中的视频数据 并且通过 JSP 程序加以实现
应 用 科 技 6 数据库后台主要涉及对数据库信息的操作 即 通过对 MySQL 数据库内部表单的操作实现对视频 数据的管理 数据库后台操作界面如图 11 所示 第 41 卷 Web 做前端 实现了用浏览器登陆进行查询 搜索 和管理的功能 满足了用户对特定条件和环境下的 视频进行定向搜索的需求 利用 MySQL 数据库做后 台 完成了对数据库的管理 维护以及数据检出等各 种操作 利用表单结构实现并简化了视频信息的分 类存储 智能分析视频数据库不仅做到了对视频文 件的搜索有的放矢 还实现了对视频数据的智能化 管理 对于文中研究的问题还需进一步完成 1 针对 Web 网页的进一步丰富和改进 2 进一步优化后台 管理模式 丰富后台信息 提高视频文件管理和搜索 的效率 参考文献 图 10 管理员操作平台 1 陈为 民 胡 向 臻 基 于 智 能 视 频 监 控 的 安 防 系 统 设 计 J 江西理工大学学报 2013 34 1 74 78 2 庞春辉 基于 Web 企业管理系统的设计 D 大连 大连 理工大学 2008 4 8 3 刘珊 一种改进的 MySQL 数据库访问控制的设计与实现 D 武汉 华中科技大学 2011 17 28 4 大藤斡 HTML CSS JavaScript 语法词典 M 北京 中国青年电子出版社 2007 22 35 5 GILMORE W J PHP 与 MySQL 程序设计 M 3 版 朱 涛江 译 北京 人民邮电出版社 2011 12 18 图 11 MySQL 数据库管理器界面 6 OLIVER D MORRISON M HTML 与 CSS 入门经典 M 从系统测试结果可以得出 本文设计与开发的 7 王浩百 基于 PHP 和 MySQL 的办公室网站设计与实现 台的信息交互实现了对视频文件的智能分类和管 8 曾顺 精通 CSS DIV 网页样式与布局 M 北京 人民邮 基于 Web 浏览器的智能视频数据库利用前台和后 理 方便了用户对所需视频文件进行定向搜索 简化 了数据库管理员添加视频文件的操作步骤 实现了 基于 Web 浏览器的数据库维护和信息更新 陈秋萍 等译 北京 人民邮电出版社 2007 8 20 D 长春 吉林大学 2010 21 25 电出版社 2009 3 18 9 何珍祥 贾筱景 虚拟机环境中域名服务器和 Apache 服 务器的构建与测试 J 现代计算机 专业版 2010 1 1 3 4 结束语 10 李勇 CGI 在嵌入式 WEB 服务器中的应用和实现 J 设计与开发了智能分析视频数据库 该数据库利用 11 陈湘扬 陈国益 PHP5 MySQL 网页系统开发设计 M 为了满足智能视频分析系统研发的需要 本文 微计算机信息 2008 24 30 110 113 北京 电子工业出版社 2007 10 31 责任编辑 王亚秋