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)的運動目標自動識別出目標類型并跟蹤，對目標進行標記并畫出目標運動軌跡，能夠同時監(jiān)測同一場景里的多個目標，并可根據(jù)防范目標的特點進行靈活設置。此外，它能適應不同的環(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。其改變了以往視頻“被動”監(jiān)控的狀態(tài)，不再局限于提供視頻畫面，還能主動對視頻信息進行智能分析、識別和區(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空間和網(wǎng)絡傳輸帶寬。此外，大量無用的視頻信息被存儲、傳輸，既浪費了存儲空間，又占用了帶寬。針對傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的上述問題，現(xiàn)有技術(shù)也逐漸開發(fā)出了一些改進型產(chǎn)品。從產(chǎn)品形態(tài)來說，大致劃分為兩類:其中的一類是由智能算法數(shù)字信號嵌入式處理器來實現(xiàn)，常見于安裝在監(jiān)控系統(tǒng)前端的智能分析攝像機，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。為了緩解視頻存儲所需要的空間和傳輸所需的帶寬壓力，或者對于一些不重要的視頻采用低碼流方式進行壓縮和傳輸，這樣更有助于提升監(jiān)控系統(tǒng)的應用價值。但是，基于嵌入式處理器的系統(tǒng)計算資源較少，不能對較高分辨率的輸入視頻使用高精度的視頻分析算法進行實時處理，影響監(jiān)控系統(tǒng)的實時性以及分析結(jié)果的準確性。
[0004]其中的另一類是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的后端采用PC服務器作為硬件并在其上運行智能分析軟件的運行模式，諸如Aimetis、1mniscient等視頻分析系統(tǒng)供應商都是采用此種方式。因為由后端PC服務器來進行處理，從處理性能上來說，要優(yōu)于前端智能分析攝像機的處理。這是因為視頻分析算法對硬件資源要求很高，后端的PC服務器有較強的擴展性，相較于前端嵌入式處理方式具備更為強大的分析處理能力，其通常應用于非常重要的智能分析場合。但是，基于PC服務器的后臺視頻分析系統(tǒng)體積龐大，成本高，不能適應多種視頻監(jiān)控場合，缺乏靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(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)明的一個方面，提供了一種嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)，設置于視頻輸入模塊與后臺主機之間，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信息，根據(jù)預定的分析規(guī)則對攜帶有所述視覺信息的視頻幀進行分析，生成視頻分析結(jié)果;
[0008]視頻編碼模塊，用于對從所述視頻輸入模塊產(chǎn)生的視頻幀序列根據(jù)預定的編碼格式進行壓縮編碼，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)，并通過網(wǎng)絡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)傳送至所述后臺主機。
[0010]在其中的一實施例，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，并通過視頻輸出接口輸出到視頻顯示設備進行實時顯示。
[0011]在其中的一實施例，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，用于對攜帶有所述視覺信息的視頻幀進行并行處理，得到圖像處理結(jié)果；所述嵌入式處理單元包括分析統(tǒng)計部，用于對所述圖像處理結(jié)果進行分析和統(tǒng)計，并輸出所述視頻分析結(jié)果。
[0012]在其中的一實施例，所述視頻分析模塊還包括片外存儲器，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攜帶有所述視覺信息的視頻幀實現(xiàn)幀間處理。
[0013]在其中的一實施例，所述視頻分析模塊還包括片內(nèi)存儲器，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攜帶有所述視覺信息的視頻幀實現(xiàn)行間處理。
[0014]在其中的一實施例，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攜帶有所述視覺信息的視頻幀實現(xiàn)像素間處理。
[0015]在其中的一實施例，所述圖像處理部用于對所述視頻幀進行顏色空間轉(zhuǎn)換、視頻格式轉(zhuǎn)換、濾波、圖像增強、邊緣檢測、背景建模和/或分割。
[0016]在其中的一實施例，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]在其中的一實施例，所述視覺信息包括視頻運動向量、圖像亮度和色度、圖像邊緣特征、圖像紋理特征。
[0018]在其中的一實施例，所述視頻輸入模塊的視頻幀為高速SDI視頻信號。
[0019]采用本發(fā)明的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)，其設置于視頻輸入模塊與后臺主機之間，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信息，根據(jù)預定的分析規(guī)則對攜帶有視覺信息的視頻幀進行分析并生成視頻分析結(jié)果，視頻編碼模塊對視頻幀序列根據(jù)預定的編碼格式進行壓縮編碼，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)，并通過網(wǎng)絡接口傳送至后臺主機。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)前端實時進行高分辨率的視頻分析，不僅極大減少了網(wǎng)絡帶寬，而且還大幅減輕了監(jiān)控系統(tǒng)的后端主機的數(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，可實時進行警情分析和視頻存儲。當報警發(fā)生時，還可實時上報警情和即時視頻，進而提高了系統(tǒng)的應急響應性能。
【附圖說明】
[0020]讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的【具體實施方式】以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中，
[0021]圖1示出依據(jù)本發(fā)明一實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施例的存儲架構(gòu)示意圖；以及
[0024]圖4為實現(xiàn)圖1的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)的一具體實施例。
【具體實施方式】
[0025]為了使本申請所揭示的技術(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施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
[0026]下面參照附圖，對本發(fā)明各個方面的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0027]圖1示出依據(jù)本發(fā)明一實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。參照圖1，在該實施方式中，本發(fā)明的嵌入式智能視頻分析系統(tǒng)10設置在視頻輸入模塊110與后臺主機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。
[0028]詳細而言，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信息，然后根據(jù)預定的分析規(guī)則對攜帶有該視覺信息的視頻幀進行分析，生成視頻分析結(jié)果。在此，視覺信息包括視頻運動向量、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用于對從視頻輸入模塊110產(chǎn)生的視頻幀序列根據(jù)預定編碼格式進行壓縮編碼，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和后臺主機160。視頻傳送模塊150用于接收來自視頻分析模塊120的視頻分析結(jié)果，以及來自視頻編碼模塊130的視頻編碼數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡接口將所接收的視頻分析結(jié)果和視頻編碼數(shù)據(jù)傳送至后臺主機160。
[0029]在一具體實施例，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自視頻分析模塊120的視頻分析結(jié)果，并通過視頻輸出接口打包輸出到視頻顯示設備進行實時顯示。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)人員應當理解，視頻分析模塊120輸出的分析結(jié)果既可以通過視頻傳送模塊150的網(wǎng)絡接口傳送給監(jiān)控系統(tǒng)的后臺主機160，也可以再通過視頻輸出模塊14