实时变化检测实现-对地观测传感网信息服务的模型与方法

SOS绑定传感器是SOS和传感器的交互。使用了两种标准事务操作Register Sensor和Insert Observation。Register Sensor登记一个传感器观测实例到SOS。Insert Observation插入具体实例传感器的观测到SOS。观测是基于O＆M编码方式的XML文档。这里面的插入观测是个主动的过程。我们还可以考虑一种被动的过程。当SOS接收到观测请求时，如果SOS中没有观测数据，则SOS可以向传感器请求数据 (前提是传感器能得到需要观测的数据)。当传感器得到观测数据时，将观测数据插入到SOS中。

WPS与SOS实时交互。次交互的目的是WPS实时得到观测数据，有时也将结果数据插回到SOS中。WPS调用Get Observation操作从SOS获取视频数据。WPS将处理的视频变化检测结果通过Insert Observation操作插回到SOS中。许多SOS Get Observation操作查询的是存档数据，SOS是被动插入数据的。存档数据的限制是实时性差。当SOS中没有满足请求要求数据的时候，SOS可以连接传感器顶数据。此时会出现两种情况，一是能及时得到传感器的数据; 二是需要一段时间才能得到数据。对于前者，Get Observation操作很快得到结果; 对于后者，Get Observation操作将停止。当传感器数据可得时，事件服务/通知服务会告知客户端数据准备好了。客户端会重新请求WPS处理。

WPS实时处理视频变化检测任务。WPS的处理往往要处理多个请求，或者处理的单个请求需要很长的时间，这对WPS是一个很大的挑战。如视频变化检测处理，几十秒甚至更长时间处理一对图像，一个视频几百、几千的图像对需要相当的时间。异步处理机制提供了解决思路。异步处理就是不必等到处理完毕才返回结果。异步处理分“拉”和“推”两种方式，“拉”的方式就是用户主动地向服务器发送请求，查询结果和查看任务处理状态。“推”的方式就是服务器主动告诉用户任务的状态和结果。本系统选择“推”的方式，主动地向用户提供任务的状态信息和处理结果的信息。视频变化检测算法将视频解析成一系列的图像来做变化检测，等整个任务完成再返回结果，用户需要等待相当长的时间。能否一边处理检测结果，一边输出结果，是一个问题。本系统引入了一种增量处理的方法。增量处理的方法是指在做动态视频变化检测时，将整个视频的图像系列分成若干个小段来处理，算法每处理一个小段就追加异步结果，直到任务完成。增量处理的好处是能在短时间内返回部分结果，用户等待时间短。时间分段公式如下:

式中，T1，T2分别表示两个视频的时间段;tm，tn，tr，ts分别表示T1，T2的起始时间和终止时间; 内层 “{} ”表示时间段，可以有多个; 外层 “{} ”表示总的时间段。将它们分段后则表示为

式中to，tp是选择时间分段的起点;k，l是整数;Δt是分段的时间间隔。WPS处理一个动态视频，1分钟时长的视频就有100幅左右图像，要是做很长时间的变化检测，就需要很长的时间来处理。为了节省时间，一种基于小时间段的缓存方法在系统中得到应用。小时间段缓存是指，第一次处理一个任务的一个时间段数据时，将此时间段分成若干个小时间段缓存，下次请求时，缓存的时间段就可以直接给出缓存的结果。公式 (11-2) 给出了时间段的分发，Δt就是小时间段，根据需要设定，如1秒或5秒等。有新的任务请求时，将请求的时间段按公式 (11-2) 分割，找出每个时间段的小时间段与缓存小时间段的重叠部分，直接说出重叠部分的结果。不够一个小时间段的 (t＜Δt) 直接处理数据，不缓存结果，缓存只针对完整的一个时间段。没有缓存的时间段，直接处理数据，处理完后缓存结果待下次使用。(www.xing528.com)

图11-11是视频变化检测抽象流程图。

图11-11 视频变化检测抽象流程图

首先，客户端请求Execute请求。WPS判断请求的有效性。如果有效，继续执行，否则退出报错。有效请求下，WPS解析请求并得到输入视频。这些视频都是粗视频，也许需要预处理才能满足视频变化检测算法。视频变化检测后，得到结果。结果处理后得到最终结果。