[發明專利]一種用于屏幕顯示故障識別報警的智能視頻監控系統

在審

• 申請號: 202011081226.0
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112235540A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙琦;王宇飛;陳立江;劉秉昊;李躍文;李旭亮
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于屏幕顯示故障識別報警的智能視頻監控系統，其特征在于：系統包含四個模塊:

模塊一、視頻流解碼模塊，該模塊基于SRS(Simple RealTime Streaming Server，一種互聯網直播服務器集群)、TensorStream(一個用于將實時視頻流解碼到內存的C++庫)獲取網絡攝像頭輸出的實時視頻流數據并解碼到內存中

模塊二、圖像處理模塊，該模塊利用透視變換算法將四邊形形狀的屏幕標定區域變換為矩形

模塊三、屏幕顯示故障檢測模塊，該模塊利用CUDA核函數在GPU中實現故障屏檢測算法，提高系統的實時性

模塊四、報警模塊，該模塊捕獲發生故障的屏幕信息，存儲故障圖像和短視頻，并把告警信息回傳到前端web網站

基于以上模塊，本系統可以實時處理攝像頭的視頻流數據，監測視頻畫面中的屏幕是否發生異常，保存故障屏幕的圖像和視頻數據到數據庫，并把告警信號回傳到前端。系統所有功能均可以多線程并行實現，在低延時、低資源占用、高準確率的前提下同時監測多個屏幕的故障情況。

2.根據權利要求1所述的一種用于屏幕顯示故障識別報警的智能視頻監控系統，其特征在于：

在“模塊一”中所述的“基于SRS、TensorStream獲取網絡攝像頭輸出的實時視頻流數據并解碼到內存中”，其實現方法如下：配置網絡攝像頭與分析主機的IP地址，利用SRS將網絡攝像頭輸出的RTSP(Real Time Streaming Protocol)視頻流轉換成RTMP(Real TimeMessaging Protocol)流，然后使用TensorStream將RTMP流解碼并保存到CUDA(ComputeUnified Device Architecture)內存中。通過將網絡攝像頭的URL地址與視頻的分辨率信息作為參數對TensorStream初始化，然后啟動幀解碼線程對視頻流進行解碼，調用視頻幀獲取函數即可得到存儲在內存中的幀數據。

3.根據權利要求1所述的一種用于屏幕顯示故障識別報警的智能視頻監控系統，其特征在于：

在“模塊二”中所述的“利用透視變換算法將四邊形形狀的屏幕標定區域變換為矩形”，其實現方法如下：由于攝像頭的放置角度等因素，導致被監控的屏幕區域顯示在攝像頭畫面中并不是規則的矩形，因此需要先裁剪出包含屏幕的四邊形區域，再變換成矩形后才能送入檢測算法。圖像的幾何變換操作目前已經有成熟的算法實現，本系統使用輕量化的NPP(NVIDIA Performance Primitives)庫實現圖像的透視變換，變換后的圖像數據直接存儲在CUDA內存中。

4.根據權利要求1所述的一種用于屏幕顯示故障識別報警的智能視頻監控系統，其特征在于：

在“模塊三”中所述的“利用CUDA核函數在GPU中實現故障屏檢測算法，提高系統的實時性”，其實現方法如下：由于GPU的設計邏輯更適用于高度并行的計算，可以高效地處理圖形數據，而GPU的并行性是通過CUDA核函數并行執行多個線程實現的。本系統使用CUDA核函數并行處理圖像中的每個像素點，經過顏色空間變換和閾值判斷方法來判斷屏幕是否發生故障。

5.根據權利要求1所述的一種用于屏幕顯示故障識別報警的智能視頻監控系統，其特征在于：

在“模塊四”中所述的“捕獲發生故障的屏幕信息，存儲故障圖像和短視頻，并把告警信息回傳到前端”，其實現方法如下：在故障屏檢測算法處理一幀視頻圖像后，會返回一個標志代表該幀是否出現故障。系統會統計連續數幀中出現故障的幀數，當計數超過一定比例時便判定此時被監測屏幕發生了故障，然后系統會保存報警時刻的圖像以及短視頻，然后通過curl庫將故障類型、時間、視頻圖像路徑等信息提交給前端web網站。