大赛公告

第四届全国高校移动互联网大赛命题赛专题案例

第四届全国高校移动互联网大赛命题赛专题案例一

 

主题:智慧城市、平安中国

比赛题目:海量网络视频的快速检索和内容识别

选题背景:随着国内外影视娱乐和互联网技术的蓬勃发展,网络视频信息成为了人们工作学习、生活分享和休闲娱乐中的重要信息载体,各种视频网站也为丰富我们的生活和娱乐提供了不可或缺的服务和内容。然而,互联网中的视频文件数量巨大,视频文件所附的标签与分类信息却很有限,在海量的视频文件中快速搜索到自己想看的视频资源并不是一件易事;尤其是当用户并不能确定准确的检索关键字时,通过搜索引擎常常不能成功地找到自己需要的视频资源。目前,国内外已开发出不少商业的图像检索系统,但对于视频的检索尚没有通用的、成熟的检索系统。设计一个能从复杂海量网络视频文件中进行自动内容识别和快速检索的系统,不仅能帮助用户更高效、更便捷地获取网络视频信息,还能对网络环境的净化、网络视频信息的监控等提供重要的技术手段,为互联网信息的共享和发展保驾护航。

案例概况:本案例囊括对网络视频进行分析和获取,通过标签组织、关键帧提取等技术建立检索数据库;然后通过对视频关键帧进行低层次特征、中高层特征和语义特征的提取,融合视频标签与信息的描述,形成对视频内容的正确表达;最后,利用先进的特征识别与特征检索技术,对视频进行自动识别与快速检索。

请参赛队伍参照案例需求描述所提供的信息,创新解题思路与算法设计,完成系统的设计和开发工作。本题目鼓励参赛团队在已有的需求基础上提出新颖、实用、有应用价值的需求并且完成开发工作。

案例需求:

需求1:网络视频的结构分析和检索数据库的建立

通常视频包含空间和时间两方面的内容,并且容量比文字和图像都大很多。直接采用网络视频建立检索数据库既不现实,也不利于快速检索的实现。因此,首先要对网络视频进行结构分析与建模,选择合适的方法,如通过文字标签、关键帧提取、关键帧特征、镜头内容分析、时间序列描述等,对网络视频进行分析并建立检索数据库。

 

需求2:关键帧提取

镜头是视频的一种基本单元,由时间上相连的一组帧图像组成。将视频情节分割为镜头以后,可选用某一属性来代表这些镜头的内容。传统的方法采用文字进行索引,但需要人工的干预,效率低下,并且文字来代表镜头内容存在一定的片面性。关键帧用于描述一个镜头的关键图像,反映镜头的主要内容,是对视频信息的一种很好的代表。关键帧的提取需要考虑:镜头该如何划分,一个镜头中的关键帧该如何选取(一个视频到底提取出多少关键帧是合适的,多则有信息冗余、少则有信息丢失);提取算法的速度,兼顾提取的准确和算法的开销,保证一定的时间效率。

 

需求3:关键帧特征提取

关键帧可以作为视频内容识别与检索的基础,而特征提取能够进一步地从视频的代表——关键帧中浓缩信息,为识别和检索提供便利。关键帧作为静态图像,其特征主要有颜色、形状、纹理等低层次特征,以及其他中高层和语义级别的特征。需要研究采用哪些特征对关键帧进行描述,能获得最有效、最精简、最符合人类视觉与认知的表达。

 

需求4:视频内容自动识别

通过关键帧的提取和特征的提取,可应用特征分类器对其进行分类识别。主要需研究待识别的图像类别、需使用的特征类别以及合适的分类模型。自动内容识别包括多类物体、目标、场景的识别,以及对特定类别(如反感图像和色情图像)的识别。其难点在于语义鸿沟的跨越、人类视觉和机器智能的关联以及实时性的需求。

 

需求5:海量视频的快速检索

根据前述对视频的建模和特征提取,进行基于视频语义的快速检索。检索方法既包含传统的基于关键字的文本检索,也应囊括基于运动、基于语义信息、基于样例图像的检索输入。检索系统可提供人性化的筛选条件,结合需求4的视频内容识别,为用户提供更精准(以及过滤不需要的)视频信息。检索系统还应提供可视化的检索交互,使用户能够方便地进行多种检索信息的输入,并容易从展示的检索内容中判断检索的情况。系统应采用先进的信息检索技术,在用户可接受的时间内提供准确的检索结果,在实时性、准确性、用户体验度上优于常见的视频搜索引擎。

 

注:本课题的最终目标是对海量互联网视频进行内容的自动识别和快速检索。针对该目标的各种新颖想法与尝试都是值得鼓励的。系统的具体实现可以不完全按照需求点的描述进行开发与探索。参赛选手可按照自己的构想进行系统的设计开发,赛题以完成该系统的设计实现并提交相应的设计报告为最终要求。

 

第四届全国高校移动互联网大赛命题赛专题案例二

 

主题:智慧城市、平安中国

题目:监控设备的状态检测与管理

 

选题背景

随着视频监控系统技术的不断发展,功能不断完善,以及人们安防观念的转变,未来的视频监控系统,将会以“设备即服务的方式,由专门的运营公司提供设备和服务,而用户通过服务租用,从而实现远程视频监控。然而,当视频系统的规模上到一定程度时,设备的管理与维护则成为了制约服务质量的重要因素之一。

视频设备管理系统可以获取摄像机的分布信息及运行状态,并根据其工作状态的分析及配置,对其进行可靠性管理,最终为用户服务提供管理支持。

 

题目概况

本案例首先通过对设备中间件的设计,实现对摄像机运行状态的获取及设置。然后基于电子地图对其分布情况进行标注。在此基础上,实现摄像头的运营控制及检索追踪等功能。

请参赛队伍参考案例需求描述,创新思路与算法,完成“视频设备管理系统”的设计、开发、部署工作。同时,本题目侧重于鼓励参赛团队进行创新,在已有需求的基础上提出新颖、实用、有应用价值的需求,并且完成开发工作。

 

案例描述

 

需求1:设备中间件设计

系统通过数据采集模块对所有设备信息进行采集,采集而来的信息通过过滤、数据格式转换、设备注册等操作后,再传送至后台服务器;接受上层系统对设备的操作请求后,完成解释、定位及协议转换,控制相应的设备完成操作并进行反馈。场景举例:中间件一方面自动定时完成对设备状态进行搜集并更新相应的数据记录,另一方面对用户屏蔽设备,只接收用户对设备的服务请求,即可完成用户反馈。

 

需求3:远程设备控制及状态获取

系统允许管理用户对选定设备进行远程控制及对其工作状态进行实时查询。场景举例:管理员在系统中通过地址、机器名等条件选定某个设备后,能够在系统中控制其工作启停、摄像角度设定、工作参数设定等,并可查询当前设备的工作参数。

 

需求2:电子地图标注

系统允许管理员用户在电子地图上对已有设备进行标注,标注信息包括位置、工作参数等。场景举例:用户可以在电子地图上添加或删除一个摄像头,或者在地图上选定某个摄像头后,可以设定或修改其工作参数。如果参与团队希望获得额外加分,可以将电子地图与系统的其它功能结合起来。

 

需求4:查询与统计

系统允许管理员用户根据使用时间、设备地址、工作状态等完成对设备使用情况的查询统计。场景举例:管理员可以查询在某个时间段内工作正常/不正常的设备。如果参与团队希望获得额外加分,可以增加统计条件,以形成对设备或用户的使用情况分析。

 

需求5:监控覆盖控制

系统允许管理员根据不同用户的需求,为其选定区域配置相应的摄像头。场景举例:用户选择对一个路口进行监控后,系统能够调度摄像头,将其监视方向转为相应位置。如果参与团队希望获得额外加分,可以增加在满足多个用户需求的同时,尽可能少的做到设备的数量的优化。

 

注:本课题的最终目标是对网络中的检测设备进行逻辑标定并做集中管理。针对该目标的各种新颖想法与尝试都是值得鼓励的。系统的具体实现可以不完全按照案例需求点的描述进行开发与探索。参赛选手可按照自己的构想进行系统的设计开发,赛题以完成该系统的设计实现并提交相应的设计报告为最终要求。

 

 

第四届全国高校移动互联网大赛命题赛专题案例三

 

 

主题:智慧城市、平安中国

 

比赛题目:高清音视频采集及编解码技术

 

选题背景:

随着第一批平安城市的建设到今天,视频监控系统历经多次变革转换,已经全面步入网络化、高清化、数字化、智能化的阶段。传统的前端模拟摄像机加网络视频编码设备的方式注定将会被逐步淘汰。根据用户需求不断探索总结,不断研发出了一系列的高清音视频处理、数字音视频处理技术成为必须。

 

题目概况:

本案例搭建一个前端高清音视频实时采集系统,同时通过软硬件加速,对大数据量的视频音频进行压缩,并通过丰富的网络协议将音视频数据发送至接收端。建立流媒体服务器,客户端可以对视频进行播放抓拍,录像,回放等操作;建立设备配置服务器,通过通用网关接口技术,完成与设备之间的交互,对视频的分辨率,码流,图像压缩比,编码帧率和网络传输的参数进行配置。

案例中视频编码需尽可能压缩视频数据量满足带宽和存储空间的约束。视频编码方案需考虑:传输带宽和存储空间等条件的限制,同时需要注意提高传输性能要求:编码延时、失真度(质量)、编码复杂度和容错性能等。

 

案例需求:

利用具有普适性的高清音视频采集卡进行数据采集,而后采用各项软硬件加速设备,实现音视频编码、压缩与扩展等功能。压缩后的数据通过网络传输到服务器,实现移动端或者webhttp的调用, 同时服务器具备对视频的参数如压缩比、分辨率等具备配置功能。

 

案例要求:

1)完成整体的系统开发设计,高清音视频采集成功,网络通信指标满足要求,用户端视频服务质量符合要求,有较完善的服务器端对音视频参数的基本配置。

2)完成高效的视频压缩编码,其中,视频压缩标准自由选择。在保证图像质量的前提下,尽可能去除图像中的冗余信息,以便于视频图像的存储和传输。

3)建立视频存储与调用服务器,实现视频的web端或者移动端app的调用,实现基本的视频操作功能。

4)建立视频配置服务器,实现基本的音视频参数的调节。

 

注:本课题的最终目标是对实时音视频进行采集以及压缩传输。针对该目标的各种其他想法与尝试都是值得鼓励的。系统的具体实现可以不完全按照案例需求点的描述进行开发与探索。参赛选手可按照自己的构想进行系统的设计开发,赛题以完成该系统的设计实现并提交相应的设计报告为最终要求。

 

 

第四届全国高校移动互联网大赛命题赛专题案例四

 

 

主题:智慧城市、平安中国

大赛专题:掌上电子政务系统的实名认证机制

 

选题背景

    电子政务是国家实施政府职能转变,提高政府管理、公共服务和应急能力的重要举措。随着移动端设备的普及,在享受移动带来便利的同时,迫切需要解决移动政务办公带来的新的挑战。在掌上电子政务的建设过程中出现了认证方式单一、存在信息泄露风险、用户体验不佳等问题。一套掌上政务系统的实名认证机制成为必须。

 

题目概况

请参赛队伍参考案例需求描述所提供的思路和要求,完成掌上政务系统的实名认证机制的设计、开发和部署工作。同时,本题目侧重于鼓励参赛团队进行创新,在已有需求的基础上提出新颖、实用、有应用价值的需求,并且完成开发工作。

 

案例描述

需求1. 构建安全可靠的多重认证体系

为确保实名认证的权威性,需要在认证体系(比如多重认证),认证技术(ID、人体肢体、面貌、语言)等方面构建认证机制,确保认证的唯一性。

 

需求2. 良好的用户体验

整个认证过程操作简便,用户可以全程通过在线方式完成整个实名认证过程,用户体验好。通过优化用户信息采集、使用和认证流程,提高用户信息的可用性和安全性,降低实名认证等流程的成本。

 

注:比赛为了鼓励参赛者尝试新鲜的想法,其具体过程和展现形式可以不完全按照案例需求点描述的过程进行开发和探索。