一種嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻處理和視頻傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的智能視頻分析系統(tǒng)能夠?qū)σ曨l區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別出目標(biāo)類(lèi)型并跟蹤，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記并畫(huà)出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)同一場(chǎng)景里的多個(gè)目標(biāo)，并可根據(jù)防范目標(biāo)的特點(diǎn)進(jìn)行靈活設(shè)置。此外，它能適應(yīng)不同的環(huán)境變化，包括光照、四季、晝夜、晴雨等，并能夠很好地抗攝像頭抖動(dòng)。其改變了以往視頻“被動(dòng)”監(jiān)控的狀態(tài)，不再局限于提供視頻畫(huà)面，還能主動(dòng)對(duì)視頻信息進(jìn)行智能分析、識(shí)別和區(qū)分物體。
[0003]在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻占用了大量的存儲(chǔ)空間和網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。此外，大量無(wú)用的視頻信息被存儲(chǔ)、傳輸，既浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間，又占用了帶寬。針對(duì)傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)也逐漸開(kāi)發(fā)出了一些改進(jìn)型產(chǎn)品。從產(chǎn)品形態(tài)來(lái)說(shuō)，大致劃分為兩類(lèi):其中的一類(lèi)是由智能算法數(shù)字信號(hào)嵌入式處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，常見(jiàn)于安裝在監(jiān)控系統(tǒng)前端的智能分析攝像機(jī)，其是將具備智能分析功能的軟硬件系統(tǒng)前置在監(jiān)控系統(tǒng)的視頻采集端。為了緩解視頻存儲(chǔ)所需要的空間和傳輸所需的帶寬壓力，或者對(duì)于一些不重要的視頻采用低碼流方式進(jìn)行壓縮和傳輸，這樣更有助于提升監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。但是，基于嵌入式處理器的系統(tǒng)計(jì)算資源較少，不能對(duì)較高分辨率的輸入視頻使用高精度的視頻分析算法進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，影響監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性以及分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0004]其中的另一類(lèi)是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的后端采用PC服務(wù)器作為硬件并在其上運(yùn)行智能分析軟件的運(yùn)行模式，諸如Aimetis、1mniscient等視頻分析系統(tǒng)供應(yīng)商都是采用此種方式。因?yàn)橛珊蠖薖C服務(wù)器來(lái)進(jìn)行處理，從處理性能上來(lái)說(shuō)，要優(yōu)于前端智能分析攝像機(jī)的處理。這是因?yàn)橐曨l分析算法對(duì)硬件資源要求很高，后端的PC服務(wù)器有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，相較于前端嵌入式處理方式具備更為強(qiáng)大的分析處理能力，其通常應(yīng)用于非常重要的智能分析場(chǎng)合。但是，基于PC服務(wù)器的后臺(tái)視頻分析系統(tǒng)體積龐大，成本高，不能適應(yīng)多種視頻監(jiān)控場(chǎng)合，缺乏靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的智能視頻分析系統(tǒng)所存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種新穎的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)。
[0006]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)，設(shè)置于視頻輸入模塊與后臺(tái)主機(jī)之間，所述嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)包括:
[0007]視頻分析模塊，用于從所述視頻輸入模塊產(chǎn)生的視頻幀序列中篩檢出至少一種視覺(jué)信息，根據(jù)預(yù)定的分析規(guī)則對(duì)攜帶有所述視覺(jué)信息的視頻幀進(jìn)行分析，生成視頻分析結(jié)果;
[0008]視頻編碼模塊，用于對(duì)從所述視頻輸入模塊產(chǎn)生的視頻幀序列根據(jù)預(yù)定的編碼格式進(jìn)行壓縮編碼，生成視頻編碼數(shù)據(jù)；以及
[0009]視頻傳送模塊，與所述視頻分析模塊和所述視頻編碼模塊相連接，用于接收所述視頻分析結(jié)果和所述視頻編碼數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口將所接收的視頻分析結(jié)果和所述視頻編碼數(shù)據(jù)傳送至所述后臺(tái)主機(jī)。
[0010]在其中的一實(shí)施例，所述嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)還包括視頻輸出模塊，與所述視頻分析模塊和所述視頻輸入模塊相連接，用于在從所述視頻輸入模塊產(chǎn)生的視頻幀序列中合成所述視頻分析結(jié)果，并通過(guò)視頻輸出接口輸出到視頻顯示設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0011]在其中的一實(shí)施例，所述視頻分析模塊包括嵌入式處理單元和可編程邏輯單元，所述可編程邏輯單元包括圖像處理部，用于對(duì)攜帶有所述視覺(jué)信息的視頻幀進(jìn)行并行處理，得到圖像處理結(jié)果；所述嵌入式處理單元包括分析統(tǒng)計(jì)部，用于對(duì)所述圖像處理結(jié)果進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，并輸出所述視頻分析結(jié)果。
[0012]在其中的一實(shí)施例，所述視頻分析模塊還包括片外存儲(chǔ)器，具有至少一視頻幀緩存，所述視頻幀緩存用于所述圖像處理部對(duì)攜帶有所述視覺(jué)信息的視頻幀實(shí)現(xiàn)幀間處理。
[0013]在其中的一實(shí)施例，所述視頻分析模塊還包括片內(nèi)存儲(chǔ)器，具有至少一視頻行緩存，所述視頻行緩存用于所述圖像處理部對(duì)攜帶有所述視覺(jué)信息的視頻幀實(shí)現(xiàn)行間處理。
[0014]在其中的一實(shí)施例，所述視頻分析模塊還包括片內(nèi)寄存器，具有至少一視頻像素緩存，所述視頻像素緩存用于所述圖像處理部對(duì)攜帶有所述視覺(jué)信息的視頻幀實(shí)現(xiàn)像素間處理。
[0015]在其中的一實(shí)施例，所述圖像處理部用于對(duì)所述視頻幀進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換、視頻格式轉(zhuǎn)換、濾波、圖像增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)、背景建模和/或分割。
[0016]在其中的一實(shí)施例，所述可編程邏輯單元包括視頻輸入接口和視頻輸出接口，所述視頻輸入接口與所述視頻輸入模塊相連接，用于接收所述視頻輸入模塊產(chǎn)生的視頻幀序列；所述視頻輸出接口與視頻輸出模塊相連接，用于將所述視頻分析結(jié)果提供給所述視頻輸出模塊。
[0017]在其中的一實(shí)施例，所述視覺(jué)信息包括視頻運(yùn)動(dòng)向量、圖像亮度和色度、圖像邊緣特征、圖像紋理特征。
[0018]在其中的一實(shí)施例，所述視頻輸入模塊的視頻幀為高速SDI視頻信號(hào)。
[0019]采用本發(fā)明的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)，其設(shè)置于視頻輸入模塊與后臺(tái)主機(jī)之間，視頻分析模塊從視頻輸入模塊產(chǎn)生的視頻幀序列中篩檢出至少一種視覺(jué)信息，根據(jù)預(yù)定的分析規(guī)則對(duì)攜帶有視覺(jué)信息的視頻幀進(jìn)行分析并生成視頻分析結(jié)果，視頻編碼模塊對(duì)視頻幀序列根據(jù)預(yù)定的編碼格式進(jìn)行壓縮編碼，生成視頻編碼數(shù)據(jù)，視頻傳送模塊接收視頻分析結(jié)果和視頻編碼數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口傳送至后臺(tái)主機(jī)。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明充分利用視頻分析模塊中的可編程資源和嵌入式處理器資源，在監(jiān)控系統(tǒng)前端實(shí)時(shí)進(jìn)行高分辨率的視頻分析，不僅極大減少了網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且還大幅減輕了監(jiān)控系統(tǒng)的后端主機(jī)的數(shù)據(jù)處理壓力。此外，由于本發(fā)明的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)部署在監(jiān)控系統(tǒng)前端，可實(shí)時(shí)進(jìn)行警情分析和視頻存儲(chǔ)。當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，還可實(shí)時(shí)上報(bào)警情和即時(shí)視頻，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0020]讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】以后，將會(huì)更清楚地了解本發(fā)明的各個(gè)方面。其中，
[0021]圖1示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0022]圖2示出圖1的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)中的視頻分析模塊的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3示出圖1的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)中的視頻分析模塊的一較佳實(shí)施例的存儲(chǔ)架構(gòu)示意圖；以及
[0024]圖4為實(shí)現(xiàn)圖1的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)的一具體實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本申請(qǐng)所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)明的下述各種具體實(shí)施例，附圖中相同的標(biāo)記代表相同或相似的組件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下文中所提供的實(shí)施例并非用來(lái)限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說(shuō)明，并未依照其原尺寸進(jìn)行繪制。
[0026]下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明各個(gè)方面的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0027]圖1示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。參照?qǐng)D1，在該實(shí)施方式中，本發(fā)明的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)10設(shè)置在視頻輸入模塊110與后臺(tái)主機(jī)160之間，該系統(tǒng)10包括視頻分析模塊120、視頻編碼模塊130和視頻傳送模塊140。其中，視頻輸入模塊110可產(chǎn)生一視頻幀序列。例如，該視頻幀序列為高速SDI視頻信號(hào)。
[0028]詳細(xì)而言，視頻分析模塊120與視頻輸入模塊110和視頻傳送模塊150相連接。視頻分析模塊120用于從視頻輸入模塊110產(chǎn)生的視頻幀序列中篩檢出至少一種視覺(jué)信息，然后根據(jù)預(yù)定的分析規(guī)則對(duì)攜帶有該視覺(jué)信息的視頻幀進(jìn)行分析，生成視頻分析結(jié)果。在此，視覺(jué)信息包括視頻運(yùn)動(dòng)向量、圖像亮度和色度、圖像邊緣特征、圖像紋理特征，視頻分析模塊120可篩檢出這些視覺(jué)信息中的一種或多種。視頻編碼模塊130與視頻輸入模塊110和視頻傳送模塊150相連接。視頻編碼模塊130用于對(duì)從視頻輸入模塊110產(chǎn)生的視頻幀序列根據(jù)預(yù)定編碼格式進(jìn)行壓縮編碼，生成視頻編碼數(shù)據(jù)。視頻傳送模塊150連接至視頻分析模塊120、視頻編碼模塊130和后臺(tái)主機(jī)160。視頻傳送模塊150用于接收來(lái)自視頻分析模塊120的視頻分析結(jié)果，以及來(lái)自視頻編碼模塊130的視頻編碼數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口將所接收的視頻分析結(jié)果和視頻編碼數(shù)據(jù)傳送至后臺(tái)主機(jī)160。
[0029]在一具體實(shí)施例，該嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)10還包括視頻輸出模塊140。該視頻輸出模塊140與視頻分析模塊120和視頻輸入模塊110相連接。視頻輸出模塊140用于在從視頻輸入模塊110產(chǎn)生的視頻幀序列中合成來(lái)自視頻分析模塊120的視頻分析結(jié)果，并通過(guò)視頻輸出接口打包輸出到視頻顯示設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。例如，該視頻輸出接口可以是SDI高速視頻輸出接口。
[0030]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，視頻分析模塊120輸出的分析結(jié)果既可以通過(guò)視頻傳送模塊150的網(wǎng)絡(luò)接口傳送給監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)主機(jī)160，也可以再通過(guò)視頻輸出模塊14