[發明專利]一種具有視頻語義分析功能的高清網絡攝像機

有效

• 申請號: 201310280431.3
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103379266A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 賀波濤;余少華;王峰;楊波;李華民
• 申請（專利權）人: 武漢烽火眾智數字技術有限責任公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N7/18
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及圖像識別技術領域，尤其涉及一種具有視頻語義功能的高清網絡攝像機。?

背景技術

隨著安防視頻監控行業的發展，網絡化、高清化和智能化已成為這個行業的發展趨勢，隨著智慧城市的推進，監控攝像頭已經遍布大街小巷，產生海量的非結構化的圖像數據，僅僅將視頻圖像記錄下來只是第一步，有了相關視頻圖像不等于就找到了目標信息；在海量非結構化的視頻圖像數據中查找視頻、分析視頻的工作常常會耗用大量的時間和人力，能否在海量視頻中更方便和更省力地查找到相關信息，如何從雜亂的非結構化數據中提取準確無誤的關鍵信息；同時，如何高效存儲和訪問利用這些信息都是目前亟待解決的問題；在現有技術條件下，要實現海量視頻的檢索，通常采用后臺手動加注和自動生成相關目標低級語義，該方式需要耗費大量的計算量和人力且系統結構復雜，而該方式只能針對部分重點區域或重點時間段視頻，不能對系統內所有視頻進行語義轉換。?

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在缺點和不足，提供了一種具有視頻語義分析功能的高清網絡攝像機。?

本發明的目的是這樣實現的：?

將相關圖像目標提取算法、目標特征（類別、顏色、大小、運動方向和速度等）分析算法植入到高清網絡攝像機中，在視頻壓縮編碼的同時生成視頻語義元數據，使攝像機具有目標對象語義提取功能，同時采用基于時戳（ts）的視頻數據與視頻語義元數據的同步生成和傳輸方法將視頻數據與視頻語義元數據同步?傳輸到后端平臺，從而提供一種全新概念的高清網絡攝像機，它輸出的將不僅僅是一幅幅圖像，而且同時還輸出圖像中被結構化語義描述的目標對象。?

具體技術方案為：?

一、具有視頻語義分析功能的高清網絡攝像機（簡稱攝像機）?

本攝像機包括圖像采集單元、數字信號處理單元、網絡傳輸單元、FLASH存儲單元和DDR數據存儲單元；?

圖像采集單元包括鏡頭和圖像傳感器；?

數字信號處理單元包括語義分析模塊和視頻編碼模塊；?

鏡頭與圖像傳感器通過結構件實現光連接；?

數字信號處理單元分別與圖像傳感器、FLASH存儲單元、DDR數據存儲單元和網絡傳輸單元連接。?

二、視頻語義元數據生成及同步傳輸的方法（簡稱方法）?

本方法基于上述的具有視頻語義功能的高清網絡攝像機，包括視頻語義元數據生成和同步傳輸；?

1）視頻語義元數據生成：?

①圖像采集單元采集原始視頻圖像通過數模轉換后將采集到的原始視頻圖像序列傳輸給語義分析模塊；?

②語義分析模塊接收采集的連續原始視頻圖像序列；?

③原始視頻圖像序列縮放到指定處理分辨率352×288；?

④利用縮放后的圖像數據初始化背景模型；?

⑤根據背景差分法（背景模型和當前幀的差）檢測運動目標，并且更新背景模型；?

⑥對檢測出來的運動目標進行形態學處理；?

⑦對處理過的運動目標進行跟蹤；?

⑧計算運動目標的特征，特征包括類別（人、車和物）、顏色、大小、運動方向和運動速度；?

⑨提取目標特征后根據目標特征數據字典，實現目標語義數字化。?

2）同步傳輸：?

①圖像采集單元采集原始視頻圖像，且記錄當前圖像幀的時間戳，將圖像數?據和時間戳傳輸給視頻語義模塊和視頻編碼模塊；?

②視頻語義模塊接收到連續的圖像序列，將視頻目標進行語義轉換，輸出其對應特征的特征值；?

③視頻編碼模塊接收到連續的圖像序列，進行編碼，生成壓縮后的H.264視頻流；?

④通過時戳實現視頻語義元數據與編碼數據的對應關系，并將時戳相同的視頻數據和語義數據傳入同步傳輸模塊；?

⑤同步傳輸模塊采用標準的RTP協議進行流媒體傳輸，同時通過每幀最后一個RTP分包的包頭擴展位封裝傳入的視頻語義元數據，實現視頻數據與視頻語義元數據的同步傳輸。?

由此可見，本發明是通過上述流程提供了一種全新概念的高清網絡攝像機，它輸出的將不僅僅是一幅幅圖像，而且同時還輸出圖像中被結構化語義描述的目標對象（比如人、車、物等目標及其特征），同時很好地解決了視頻語義元數據和視頻數據的同步生成和傳輸問題。?

本發明具有以下優點和積極效果：?