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来看看机智的腾讯前端童鞋怎么防盗

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声明:本文来自腾讯增值产品部官方公众号小时光茶社,为CSDN原创投稿,未经许可,禁止任何形式的转载。
作者:蓝邦珏,腾讯前端工程师,15年加入腾讯SNG增值产品部,期间主要负责过手Q游戏公会、手Q阅读项目的业务开发。业余喜欢折腾前端新技术和写文章。
责编:钱曙光,关注架构和算法领域,寻求报道或者投稿请发邮件qianshg@csdn.net,另有「CSDN 高级架构师群」,内有诸多知名互联网公司的大牛架构师,欢迎架构师加微信qshuguang2008申请入群,备注姓名+公司+职位。

很多开发的童鞋都是只身混江湖、夜宿城中村,如果居住的地方安保欠缺,那么出门在外难免担心屋里的财产安全。

事实上世面上有很多高大上的防盗设备,但对于机智的前端童鞋来说,只要有一台附带摄像头的电脑,就可以简单地实现一个防盗监控系统。

纯JS的“防盗”能力很大程度借助于H5 canvas的力量,且非常有意思。

Step1. 调用摄像头

我们需要先在浏览器上访问和调用摄像头,用来监控屋子里的一举一动。不同浏览器中调用摄像头的API都略有出入,在这里我们以Chrome做示例:

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运行页面后,浏览器出于安全性考虑,会询问是否允许当前页面访问你的摄像头设备,点击“允许”后便能直接在<video>上看到摄像头捕获到的画面了:

图片描述

Step2. 捕获video帧画面

光是开着摄像头监视房间可没有任何意义,浏览器不会帮你对监控画面进行分析。所以这里我们得手动用脚本捕获video上的帧画面,用于在后续进行数据分析。

从这里开始咱们就要借助canvas力量了。通过ctx.drawImage()方法可以捕获video帧画面并渲染到画布上。

我们需要创建一个画布,然后这么写:

图片描述

如上代码所示,5秒后把视频帧内容渲染到画布上(下方右图):

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Step3. 对捕获的两个帧画面执行差异混合

在上面我们提到过,要有效地识别某个场景,需要对视频画面进行数据分析。

那么要怎么识别咱们的房子是否有人突然闯入了呢?答案很简单——定时地捕获video画面,然后对比前后两帧内容是否存在较大变化。

我们先简单地写一个定时捕获的方法,并将捕获到的帧数据存起来:

图片描述

如上代码所示,画布会每隔500毫秒捕获并渲染一次video的帧内容(访问http://img.blog.csdn.net/20161026202804345查看效果)。

留意这里我们使用了canvas.toDataURL方法来保存帧画面。

接着就是数据分析处理了,我们可以通过对比前后捕获的帧画面来判断摄像头是否监控到变化,那么怎么做呢?

熟悉设计的同学肯定常常使用一个图层功能——混合模式:

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当有两个图层时,对顶层图层设置“差值/Difference”的混合模式,可以一目了然地看到两个图层的差异:

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“图A”是我去年在公司楼下拍的照片,然后我把它稍微调亮了一点点,并在上面画了一个X和O得到“图B”。接着我把它们以“差值”模式混合在一起,得到了最右的这张图。

p.s. “差值”模式原理:要混合图层双方的RGB值中每个值分别进行比较,用高值减去低值作为合成后的颜色,通常用白色图层合成一图像时,可以得到负片效果的反相图像。用黑色的话不发生任何变化(黑色亮度最低,下层颜色减去最小颜色值0,结果和原来一样),而用白色会得到反相效果(下层颜色被减去,得到补值),其它颜色则基于它们的亮度水平。

在CSS3中,已经有blend-mode特性来支持这个有趣的混合模式,不过我们发现,在主流浏览器上,canvas的globalCompositeOperation接口也已经良好支持了图像混合模式:

于是我们再建多一个画布来展示前后两帧差异:

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效果如下(可访问http://img.blog.csdn.net/20161026202843880查看完整动图):

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可以看到,当前后两帧差异不大时,第三个画布几乎是黑乎乎的一片,只有当摄像头捕获到动作了,第三个画布才有明显的高亮内容出现。

因此,我们只需要对第三个画布渲染后的图像进行像素分析——判断其高亮阈值是否达到某个指定预期:

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注意这里我们使用了count *= 3来放大差异高亮像素的亮度值,不然得出的数值实在太小了。我们运行下页面,效果如下(可访问http://img.blog.csdn.net/20161026203043646查看完整动图):

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个人觉得如果calcDiff()返回的比值大于0.20,那么就可以定性为“一间空屋子,突然有人闯进来”的情况了。

Step4. 上报异常图片

当上述的计算发现有状况时,需要有某种途径通知我们。有钱有精力的话可以部署个邮件服务器,直接发邮件甚至短信通知到自己,但本文走的吃土少年路线,就不搞得那么高端了。

那么要如何简单地实现异常图片的上报呢?我暂且想到的是——直接把问题图片发送到某个站点中去。

这里我们选择某站点的“日记”功能,它允许随意上传相关内容。

我们在管理后台创建日记时,通过Fiddler抓包可以看到其请求参数非常简单:

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从而可以直接构造一个请求:

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当然如果请求页面跟该站点域名不同,则无法发送cookie导致请求跨域而失效,不过这个很好解决,直接修改host即可(怎么修改就不介绍了,自行百度吧)。

我这边改完host,通过http://XXXX.com/h5monitor/final.html的地址访问页面,发现摄像头竟然失效了~

通过谷歌的文档可以得知,这是为了安全性考虑,非HTTPS的服务端请求都不能接入摄像头。不过解决办法也是有的,以Window系统为例,打开cmd命令行面板并定位到Chrome安装文件夹下,然后执行:

Chrome --unsafely-treat-insecure-origin-as-secure="http://i.cnblogs.com/h5monitor/final.html"  --user-data-dir=C:\testprofile

此举将以沙箱模式打开一个独立的Chrome进程,并对指定的站点去掉安全限制。注意咱们在新开的Chrome中得重新登录该站点。

这时候便能正常访问摄像头了,我们对代码做下处理,当差异检测发现异常时,创建一份日记,最小间隔时间为5秒:

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执行效果(访问http://img.blog.csdn.net/20161026203051740可查看完整动画):

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日记也是妥妥地出来了:

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点开就能看到异常的那张图片了:

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不过这种形式仅能上报异常图片,暂时无法让我们及时收悉告警,有兴趣的童鞋可以试着再写个Chrome插件,定时去拉取日记列表做判断,如果有新增日记则触发页面alert。

另外我们当然希望能直接对闯入者进行警告,这块比较好办——搞个警示的音频,在异常的时候触发播放即可:

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最后说一下,本文的代码存放在https://github.com/VaJoy/h5monitor/上,有兴趣的同学请自行下载调试。共勉!


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