專利名稱：一種解決高清抓拍延遲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能視頻分析技術(shù)、圖像處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高清抓拍的延遲問題主要指的是視頻編解碼延遲和網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲。目前在眾多高清抓拍系統(tǒng)中，視/音頻數(shù)據(jù)的采集、信號數(shù)字化、編碼、解碼等環(huán)節(jié)均通過高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)部各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)，而視頻流的傳輸則通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行。具體解釋如下。I.視頻編解碼延遲高清相機(jī)對攝取圖像進(jìn)行數(shù)字編碼和數(shù)字編碼的還原均需要編解碼設(shè)備進(jìn)行編 解碼運(yùn)算，編解碼運(yùn)算所需要的時(shí)間就是視頻編解碼延遲。典型的H. 264或MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的編碼和解碼運(yùn)算總耗費(fèi)時(shí)間在O. 6秒左右。2.網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲網(wǎng)絡(luò)傳輸對于數(shù)字圖像的傳輸造成的延時(shí)具有不確定性，高清圖像每路數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸依據(jù)圖像分辨率的不同，占用帶寬從384kb/s到2Mb/s之間，遠(yuǎn)比一般OA系統(tǒng)信息傳輸占網(wǎng)絡(luò)帶寬大得多。一個(gè)數(shù)字圖像IP數(shù)據(jù)包從編碼器出來后經(jīng)過多個(gè)交換機(jī)的傳遞才能到達(dá)客戶端，在每個(gè)交換機(jī)內(nèi)部這些數(shù)據(jù)包被按照目的地址進(jìn)行交換，數(shù)據(jù)包的這種交換是需要時(shí)間的，所有交換機(jī)的延時(shí)加起來就是網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)，如果數(shù)據(jù)包需要跨路由傳輸時(shí)還要加上穿透路由所需的時(shí)間。當(dāng)一臺(tái)交換機(jī)端口交換圖像總帶寬達(dá)到其額定帶寬的30%以上時(shí)，不可避免會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞，網(wǎng)絡(luò)交換帶來的延時(shí)將更突出，造成達(dá)到客戶端的圖像被延時(shí)的更久?，F(xiàn)有的抓拍流程都是處理視頻編解碼后的圖像數(shù)據(jù)，因此以上兩種固有延遲，對抓拍效果影響嚴(yán)重。特別地，在智能交通領(lǐng)域，由于監(jiān)測的目標(biāo)是路面上高速行駛的汽車，高清電子警察及高清卡口抓拍算法對實(shí)時(shí)性的要求將更高，這兩種延遲的存在嚴(yán)重影響了抓拍效果，導(dǎo)致抓拍普遍滯后，造成大量漏抓(抓拍的圖片無效，汽車已駛出監(jiān)控區(qū)域的最佳位置)、誤抓現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是解決高清智能交通產(chǎn)品(如高清電子警察、闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)、治安卡口 /測速系統(tǒng))抓拍延遲的技術(shù)方法。它打破了傳統(tǒng)的攝像機(jī)——工控機(jī)工作流程，通過改變攝像機(jī)內(nèi)部處理流程，在得到數(shù)字信號后，視頻圖像編碼之前，利用預(yù)先嵌入相機(jī)內(nèi)部的檢測算法模塊對原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有效信息的篩選，該有效信息主要指影響抓拍的一些顯著特征，如目標(biāo)的位置、顏色、灰度等，所以不會(huì)影響抓拍效果；同時(shí)將該信息數(shù)據(jù)大小控制在Ikb內(nèi)，直接傳給工控機(jī)(抓拍端)處理。本發(fā)明改變了在視頻編解碼之后才將圖像數(shù)據(jù)傳給工控機(jī)的傳統(tǒng)檢測流程，繞開了視頻解碼這一過程。使用本發(fā)明的檢測算法可將檢測時(shí)間控制在20ms內(nèi)，遠(yuǎn)小于視頻編解碼延遲。同時(shí)由于該有效信息數(shù)據(jù)量在Ikb以內(nèi)，因此對于目前的寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不存在傳輸延遲的問題。本裝置設(shè)置在視頻壓縮編碼模塊之前，即對圖像數(shù)據(jù)流進(jìn)行先一步處理，使得工控機(jī)接收的不再是龐大的圖像數(shù)據(jù)而是小量的有效信息數(shù)據(jù)，當(dāng)抓拍線程發(fā)現(xiàn)違法數(shù)據(jù)時(shí)，及時(shí)觸發(fā)閃光燈抓拍當(dāng)前圖像，進(jìn)行保存記錄，得到滿足實(shí)時(shí)性要求的抓拍結(jié)果。說明書附I為傳統(tǒng)檢測流程圖，其中虛線框框表示造成延遲的主要因素圖2為本發(fā)明裝置的檢測流程圖，其中虛線框表示主要改進(jìn)部分圖3為提取有效信息數(shù)據(jù)的算法流程
具體實(shí)施例方式本發(fā)明主要將檢測算法模塊嵌入高清攝相機(jī)內(nèi)部，從而改變整個(gè)攝像機(jī)一工控機(jī)工作流程，進(jìn)而從本質(zhì)上解決高清相機(jī)抓拍延遲問題。具體做法如下I.提取有效信息的算法為首先將原始高清數(shù)據(jù)按YUV或RGB各顏色分量進(jìn)行指定閾值的二值化處理，白點(diǎn)(灰度值為255)表示目標(biāo)區(qū)域，黑點(diǎn)(灰度值為O)表示背景區(qū)域；然后將得到的白點(diǎn)進(jìn)行聚類，將相近的點(diǎn)聚成一類，并求其外接矩形；最后將這些矩形的頂點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行保存，作為有效信息數(shù)據(jù)傳給抓拍端檢測。2.封裝提取有效信息數(shù)據(jù)算法，作為檢測模塊嵌入高清攝像機(jī)中，該算法與攝像機(jī)型號無關(guān)，可靈活置于任何一款高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)，只需攝像機(jī)廠商開放相應(yīng)接口即可。3.該檢測模塊改變攝像機(jī)的處理流程，在得到原始數(shù)字化信號后，視頻壓縮編解碼前，利用預(yù)先封裝好的檢測算法，算法時(shí)間可控制在20ms以內(nèi)，提取出有效信息(如目標(biāo)的位置)，有效控制數(shù)據(jù)量在Ikb內(nèi)，直接輸出給工控機(jī)進(jìn)行違法檢測。
權(quán)利要求
1.一種解決高清抓拍延遲的方法，包括現(xiàn)有的高清攝像機(jī)和視頻處理裝置，其特征在于，在攝像機(jī)中増加具有篩選功能的檢測模塊，取代原有的編碼解碼模塊，改變現(xiàn)有高清抓拍的攝像機(jī)——エ控機(jī)工作流程。
2.如權(quán)利要求I所述，檢測模塊可預(yù)先嵌入攝相機(jī)內(nèi)部，放置在信號數(shù)字化后、視頻壓縮編解碼前，其封裝的檢測算法實(shí)現(xiàn)對原始圖像數(shù)字信號的篩選，算法的執(zhí)行時(shí)間控制在5ms內(nèi)，同時(shí)將篩選得到的有效信息數(shù)據(jù)大小控制在Ikb內(nèi)，直接傳給エ控機(jī)(抓拍端)處理。
3.如權(quán)利要求2所述，該有效信息主要指影響抓拍的一些顯著特征，如目標(biāo)的位置、顏色、灰度等。
4.如權(quán)利要求2所述，篩選有效信息的算法具體步驟為首先將原始高清數(shù)據(jù)按YUV或RGB各顔色分量進(jìn)行指定閾值的ニ值化處理，白點(diǎn)(灰度值為255)表示目標(biāo)區(qū)域，黒點(diǎn)(灰度值為O)表示背景區(qū)域；然后將得到的白點(diǎn)進(jìn)行聚類，將相近的點(diǎn)聚成ー類，并求其外接矩形；最后將這些矩形的頂點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行保存，作為有效信息數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明是通過改變現(xiàn)有高清抓拍裝置的攝像機(jī)----工控機(jī)工作流程來解決高清抓拍延遲的方法。即在原視頻編解碼模塊之前添加檢測算法模塊，該模塊通過二值化、聚類、求外接矩形等方法提取影響抓拍顯著特征的有效信息，直接傳送給工控機(jī)(抓拍端)處理。該檢測算法執(zhí)行時(shí)間遠(yuǎn)小于視頻編解碼模塊執(zhí)行時(shí)間，并可以將有效信息控制在1kb內(nèi)，遠(yuǎn)小于通過編解碼模塊得到的龐大數(shù)據(jù)圖像，從而顯著避免了現(xiàn)有抓拍系統(tǒng)的編解碼延遲與網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲。
文檔編號H04N5/232GK102693636SQ20111007314
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者楊占昆 申請人:楊占昆