CN102045544A

CN102045544A - 一种视频监控***及其视频数据的传输方法

Info

Publication number: CN102045544A
Application number: CN2010105415440A
Authority: CN
Inventors: 高飞
Original assignee: Wuxi Vimicro Corp
Current assignee: Wuxi Vimicro Corp
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明提供一种视频监控***，其包括：采集单元，用于采集帧图像；检测单元，对所述帧图像进行运动目标检测；分析单元，分析检测到的运动目标是否触发了报警事件，当触发报警事件则形成具有报警等级的报警信息；编码单元，对所述帧图像进行编码；合成单元，将所述报警信息和编码后的对应帧图像合并打包成数据包，按照报警信息的报警等级设置对应数据包的传输等级；传输单元，根据所述数据包的传输等级调整传输方式以传输所述数据包。这样在宽带资源拥挤时，保证了具有报警信息的图像能够优先传输到接受终端。

Description

一种视频监控***及其视频数据的传输方法

【技术领域】

本发明涉及多媒体应用领域，特别是涉及一种视频监控***及其视频数据的传输方法。

【背景技术】

随着信息技术的发展，视频监控应用于越来越多的领域，如银行、医院和交通等。而目前视频监控有视频基带传输、光纤传输、网络传输、微波传输、双绞线平衡传输和宽频共缆传输六种传输方式。

其中，所述视频基带传输传输距离短，对于300米以上高频分量衰减较大，无法保证图像质量；光纤传输随着传输距离的增大成本也会增大；微波传输受外界电磁干扰且受天气等其他环境的影响比较大；双绞线平衡传输只能解决1km以内的监控图像，而且一根双绞线只能传输一路图像，不适合应用在大中型监控中，双绞线质地脆弱抗老化能力差，不适于野外传输，且由于高频分量衰减较大，图像颜色会受到很大损失；宽频共缆传输采用弱信号传输，宽频调制端需外加220V交流电源，目前大多监控点都不具备这个条件。由于上述几种传输方式存在的缺点，目前使用最广泛的视频监控传输方式则为网络传输。

所述网络传输衰减小、抗干扰性能最好，且成本相对较低，但所述网络传输还有一个缺陷就是：大量的数据在网络上进行传输时，容易引起抢占宽带资源导致数据丢失、传输的时间延迟以及阻塞等问题。这样如果有大量的视频监控数据需要进行传输时，则很有可能因宽带资源拥挤而使得部分数据丢失或延迟，也就是说，有些视频监控数据无法正常地被传输到监控端，尤其是在报警事件发生时，报警信息没有被及时地传输到监控端或者在传输的过程中丢失，那么视频监控也就失去了意义。

因此有必要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

【发明内容】

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

本发明的目的在于提供一种视频监控***及其视频数据的传输方法，其将具有报警等级的报警信息与视频帧合并成具有传输等级的数据包，根据数据包的传输等级调整传输方式，在宽带资源拥挤时，优先传输报警等级高的数据包。

根据本发明的一方面，本发明提供一种视频监控***，其包括其包括：采集单元，用于采集帧图像；检测单元，对所述帧图像进行运动目标检测；分析单元，分析检测到的运动目标是否触发了报警事件，当触发报警事件则形成具有报警等级的报警信息；编码单元，对所述帧图像进行编码；合成单元，将所述报警信息和编码后的对应帧图像合并打包成数据包，按照报警信息的报警等级设置对应数据包的传输等级；传输单元，根据所述数据包的传输等级调整传输方式以传输所述数据包。

进一步的，所述检测单元在检测到的运动目标后得到运动目标的外接矩形区域，所述分析单元在帧图像上设置有报警区域，所述报警区域具有对应的报警等级，所述分析单元将检测到的运动目标的外接矩形区域与所述报警区域进行对比以确定是否触发了报警事件。

更进一步的，当所述运动目标的外接矩形区域与所述报警区域相交时，则判定所述运动目标触发了报警事件。

更进一步的，所述报警信息包括首次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域、再次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域与首次触发报警事件时的外接矩形区域的差值、所触发的报警区域以及所触发的报警区域的报警等级。

进一步的，所述数据包的传输等级被设置为与对应的报警信息的报警等级相同。

进一步的，所述传输单元优先传输等级高的数据包。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种视频监控***的数据传输方法，其包括：采集帧图像并对所述图像进行运动目标的检测；分析检测到的运动目标是否触发了报警事件，当触发报警事件则形成具有报警等级的报警信息；对所述帧图像进行编码，然后将所述编码后的数据和报警信息合并打包成具有传输等级的数据包，根据所述数据包的传输等级调整传输方式以传输所述数据包。

进一步的，所述报警信息包括首次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域、再次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域与首次触发报警事件时的外接矩形区域的差值、对应的触发的报警区域以及报警区域的报警等级。

更进一步的，对图像进行运动目标检测后得到运动目标的外接矩形区域，在帧图像上设置有报警区域，所述报警区域具有对应的报警等级，将检测到的运动目标的外接矩形区域与所述报警区域进行对比，以确定是否触发了报警事件。

进一步的，按照所述数据包的报警等级从高到低依次传输数据包。

与现有技术相比，本发明的具有报警信息的视频数据传输的***将采集到的视频帧图像进行编码，且对所述视频帧图像进行报警事件的分析，之后将编码后的数据与报警事件分析得到报警信息合并打包成具有报警等级的数据包，根据数据包的传输等级调整传输方式以优先传输等级高的数据包。在宽带资源拥挤时，优先传输产生报警事件的数据包，丢弃未产生报警事件的数据包。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明中视频监控***在一个实施例中的结构示意图；

图2为本发明中报警触发场景在一个实施例中的示意图；和

图3为本发明中视频监控***中视频数据的传输方法在一个实施例中的结构示意图。

【具体实施方式】

本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本发明技术方案的运作。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说，为避免混淆本发明的目的，由于熟知的方法和程序已经容易理解，因此它们并未被详细描述。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。

本发明提供一种具有报警信息的视频数据传输的***，其对监控到的数据进行报警事件的分析并对产生的报警事件的等级设定不同的传输级别，这样在协商网络QOS（Quality of Service）中根据不同的传输级别实现高传输级别的数据包的可靠传输。其具体结构可参见图1所示。

图1为本发明中的具有报警信息的视频数据传输的***在一个实施例中的结构示意图。所述具有报警信息的视频数据传输的***100包括采集单元110、检测单元120、分析单元130、编码单元140、合成单元150和传输单元160。

所述采集单元110包含至少一个采集设备，如摄像头，用于采集监控场景中的帧图像。在一般的监控***中，通常会有很多摄像头，以用于分别采集不同场景的图像。

所述检测单元120对所述采集到的帧图像进行运动目标的检测，如检测出走动的人员或移动的汽车等。

所述分析单元130分析检测到的运动目标是否触发了报警事件，当触发报警事件则形成具有报警等级的报警信息。

所述分析单元130首先获取检测到的所述运动目标的外接矩形区域，并在所述采集到的帧图像中设置有报警区域，所述报警区域具有对应的报警等级，所述分析单元130将检测到的运动目标的外接矩形区域与所述报警区域进行对比，以确定是否触发了报警事件以及报警事件的报警等级。

通常情况下，所述报警区域可以为越线或入侵，其中每个报警区域可以对应不同的报警等级。在一个实施例中，所述分析单元130将帧图像中运动目标的外接矩形区域与各个报警区域进行对比，判断所述运动目标的外接矩形区域与所述报警区域的入侵区域是否产生交集，若存在交集则所述运动目标则触发了与之产生交集的报警区域所代表的报警事件，并产生对应的报警等级；或计算帧图像中运动目标外接矩形区域是否接触或越过报警区域的界线，若与报警区域接触或超过了报警界线则产生报警事件，并同样产生对应的报警等级。

在一个实施例中，请参阅图2所示，图2为本发明中报警触发场景在一个实施例中的示意图。该场景中含有三个运动目标，即运动目标A、运动目标B和运动目标C；三个报警区域分别为报警界线A1、报警区域B1和报警区域B2；其中运动目标进入到报警区域B1的报警事件的报警等级为最高，记为第一报警等级，进入到报警区域B2的报警事件的报警等级为次之，记为第二报警等级，越过报警界线A1的报警事件的报警等级为最低，记为第三报警等级。根据所述运动目标外接矩形区域以及各个报警区域的区域来判定每个运动目标是否触发报警。利用上述的分析是否触发报警事件的方法可以得知图中的运动目标B的外接矩形区域与报警区域B2产生交集，也就是说发生了一个第二报警等级的报警事件，即运动目标B进入到报警区域B2内。同样，对于运动目标C来说，所述运动目标C的外接矩形区域与报警界线A1相交，则说明运动目标C发生了第三报警等级的报警事件。而图2中的运动目标A的外接矩形区域未与任何报警区域产生交集，也未与报警界线A1相交或超过越线，所述运动目标A产生的事件为安全的事件。

当分析出报警事件后，则记录下该图像中的报警信息，其中所述报警信息包括：首次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域、该运动目标所触发的报警区域以及所触发的报警区域的报警等级，或首次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域、该运动目标再次触发报警事件的外接矩形区域与首次触发报警事件时的外接矩形区域的差值、对应的所触发的报警区域以及所触发的报警区域的报警等级。也就是说，对首次触发报警事件的运动目标需记录其外接矩形区域，而对下一帧中同样一个运动目标仍旧触发报警事件时则只需要记录其此时的外接矩形区域与上一帧中的外接矩形区域的差值。

在一个实施例中，在第N帧图像中含有首次触发报警事件的两个运动目标Obj_1和Obj_2以及第一报警区域和第二报警区域，其中运动目标Obj_1触发第一报警区域，运动目标Obj_2触发第二报警区域，则首次记录的报警信息包括：运动目标Obj_1的外接矩形区域（记为Rect(Obj_1)）、运动目标Obj_21的外接矩形区域（记为Rect(Obj_2)）、第一报警区域和第二报警区域。在第N+1帧图像的报警信息中，所述运动目标Obj_1仍触发第一报警区域，而运动目标Obj_2不再触发报警事件，有一运动目标Obj_3触发第三报警区域，则记录仍旧触发报警的运动目标Obj_1的外接矩形在第N帧和第N+1帧图像的差值以及新触发报警的运动目标Obj_3的外接矩形Rect(Obj_3)，也就是对在第N帧和第N+1帧均触发报警的运动目标Obj_1的外接矩形区域进行差分编码，该差分编码信息记为DifRect(Obj_1)。此时，报警信息则包括：DifRect(Obj_1)、Rect(Obj_3)以及第一报警区域、第三报警区域。这样，在同一运动目标前后在两帧图像中触发报警事件时，在后的图像的报警信息在传输时只需要传输该运动目标在前后两帧图像中的外接矩形区域的差值，接受终端在接收到报警信息时根据该运动目标得外接矩形区域在前后帧图像中的差值以及上一个报警信息（即在前的图像中的报警信息）中的所述运动目标外接矩形得到本报警信息中该运动目标的外接矩形区域，则减少了视频数据编码的信息量，从而进一步降低了对宽带的需求。

通常，为了使接受终端和发送数据端达成一致，即让接受终端在接收到数据后知道是否发生了报警事件或发生的具体报警事件，则一般在接受终端需要在首次通信时获知报警区域对应的具体参数，如入侵的位置和区域范围等。这样当接受终端再次接收到报警信息时就可知是否发生了报警事件且发生的具体报警事件。如，接受终端得知第一报警区域以及其区域范围，当接受到传输来的报警信息有一运动目标Obj_1的外接矩形区域Rect(Obj_1)，这时根据运动目标外接矩形区域Rect(Obj_1)和初始得到的第一报警区域的区域范围就可得知运动目标Obj_1是否触发了报警区域1所标识的报警事件。

所述编码单元140用于将所述采集单元110采集到的视频监控中的帧图像进行编码。

所述合成单元150将所述编码单元140编码的视频数据和所述分析单元130产生的对应的报警信息进行合并打包成数据包。在一个实施例中，合并打包后的所述数据包含有编码段和报警段，其中所述编码段存储编码后的压缩视频数据，可以是一帧数据也可以是多帧数据，所述报警段则存放该段视频的报警信息。所述合成单元150还可以按照其内报警信息的报警等级来设定所述数据包的传输等级。其内报警信息的报警等级高，则该数据包设定的传输等级也就高，其内报警信息的报警等级低，则该数据包设定的传输等级也就低，这样保证了传输等级与报警等级同步。

所述传输单元160传输所述数据包，其可以根据数据包的传输等级来调整传输方式。一般的，所述传输单元160根据数据包的传输等级在具有差别服务的协商网络QOS上传输所述数据包，以便将报警等级高的视频数据可靠的传输到接受终端。在一个实施例中，协商网络QOS会根据所述数据包的传输等级优先选取传输等级较高的数据包进行传输，在宽带非常拥挤的时候，所述协商网络QOS可能会放弃没有报警事件发生的数据包，而只传输具有报警事件的数据包。

本发明的优点、特点或好处在于：在检测到的帧图像有发生报警事件时形成具有报警等级的报警信息，并将报警信息与对应的帧图像的编码数据打包成数据包，根据其内报警信息的报警等级来选择性传输对应的数据包，从而可以在网络宽带拥挤的情况下保证将具有报警事件的报警等级高的视频段可靠地传输到监控端。

图3为本发明中具有报警信息的视频数据传输的方法的流程图，所述具有报警信息的视频数据传输的方法包括：

步骤310，采集帧图像。在具体应用中，可以通过多个摄像头进行对监控场景的采集。

步骤320，对所述帧图像进行运动目标的检测。

步骤330，分析检测到的运动目标是否触发了报警事件，如触发了报警事件则产生具有报警等级的报警信息。

首先获取检测到的所述运动目标的外接矩形区域，并在所述采集到的帧图像中设置有报警区域，所述报警区域具有对应的报警等级，然后将检测到的运动目标的外接矩形区域与所述报警区域进行对比，以确定是否触发了报警事件。

在具体应用中，所述报警区域可以为入侵区域也可以是报警界限，且对每个报警区域可以设置不同的报警等级。在一个实施例中，可以计算所述检测到的运动目标外接矩形区域以及报警区域中的入侵区域，并计算是否所述运动目标外接矩形区域和入侵区域产生交集，若产生交集则说明运动目标触发了报警事件，且根据与之产生交集的入侵区域对应的报警等级即为此报警信息的等级。在另一个实施例中，可以计算检测到的运动目标外接矩形区域与所述报警界限的交集，或所述运动目标区域是否超过了报警界限进入到报警区域，如产生交集或超过报警界限则表明所述运动目标触发了报警事件。

首次触发报警事件的报警信息和再次获得的报警信息是不同的，一般的，首次触发报警事件的报警信息包括首次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域、该运动目标所触发的报警区域以及所触发的报警区域的报警等级；而再次获得的报警信息包括再次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域与首次触发报警事件时的外接矩形区域的差值、对应的触发报警区域以及报警区域的等级获取报警信息。

在一个具体的实施例中，在第N帧图像中含有首次触发报警事件的两个运动目标Obj_1和Obj_2以及第一报警区域和第二报警区域，其中运动目标Obj_1触发第一报警区域，运动目标Obj_2触发第二报警区域，则首次记录的报警信息包括：运动目标Obj_1的外接矩形区域（记为 Rect(Obj_1)）、运动目标Obj_2的外接矩形（记为Rect(Obj_2)）、第一报警区域和第二报警区域；在N+1帧图像的报警信息中，所述运动目标Obj_1仍触发第一报警区域，而运动目标Obj_2不再触发报警事件，有一运动目标Obj_3触发第三报警区域，则记录仍旧触发报警的运动目标Obj_1的外接矩形在第N帧和第N+1帧图像的差值以及新触发报警的运动目标Obj_3的外接矩形Rect（Obj_3），也就是对在第N帧和第N+1帧均触发报警的运动目标Obj_1外接矩形区域进行差分编码，差分编码信息记为DifRect(Obj_1)。此时，报警信息则包括：DifRect(Obj_1)、Rect(Obj_3)以及第一报警区域、第三报警区域。这样接受终端在接收到报警信息时根据运动目标外接矩形区域的差分以及上一个报警信息中的所述运动目标外接矩形后则可得到本报警信息中运动目标的外接矩形区域，从而减少了视频数据编码的信息量，进而进一步降低了对宽带的需求。

需要注意的是，在报警信息中是不需要记载帧图像中未触发报警事件的运动目标外接矩形、未被触发的报警区域以及对应的报警等级的。如，在首次发生报警事件的帧中，运动目标Obj_1和Obj_2分别触发报警区域A和报警区域B，其中报警区域A和报警区域B对应的报警等级分别为第一报警等级和第二报警等级；在下一帧图像中，仅有运动目标Obj_1再次触发报警区域A，而运动目标Obj_2并未触发报警事件，则此时的报警信息仅包含运动目标A在两个帧图像中的差分，即DifRect(Obj_1)和报警区域A(Obj_1)以及对应的第一报警等级。

为了实现接受终端和发送端对报警事件的共识，在首次通信时，接受终端获知报警区域对应的具体参数，包括报警区域的区域和报警等级。这样在接收到一个报警信息，则可以直接分析出运动目标触发了哪个报警区域。

步骤340，对监控的帧图像进行编码，即对监控场景中采集到的视频帧图像编码成适用于传输的格式。

步骤350，将所述编码后的数据和报警信息合并打包成具有传输等级的数据包，即数据包包含编码段和报警段。其中所述编码段存储编码后的压缩视频数据，可以为一帧图像的数据也可以是多帧图像的数据，所述报警段中的数据为对应所述编码段视频的报警信息，其可以按照其内报警信息具有的报警等级设定数据包的传输等级。具体可以为将传输等级设置为与之对应的报警等级相同。即其内报警信息的报警等级高，则该数据包的传输等级设定的也就高，其内报警信息的报警等级低，则该数据包的传输等级设定的也就低，这样保证了传输等级与报警等级同步。

步骤360，根据所述数据包的传输等级调整输出方式以传输所述数据包。

其具体为：根据所述数据包的传输等级调整输出方式，如可以根据传输等级由高到低依次传输，也就是将传输等级高的数据优先传输。一般的，针对数据包的传输等级，采用具有差别服务的QOS网络进行传输。在一个实施例中，协商网络QOS会根据所述数据包的传输等级优先选取传输等级较高的数据包优先进行传输，在宽带资源非常拥挤的时候，所述协商网络QOS可能会放弃没有报警事件发生的数据包，而只传输具有报警事件的数据包。这样当宽带资源拥挤时，则可以根据传输等级传输带有报警事件的数据包，而丢弃没有报警事件的数据包。

综上所述，本发明首先分析帧图像中是否产生报警事件，如产生报警事件则记录报警信息，并将报警信息以及对应的帧合并打包成具有传输等级的数据包以在QOS网络上传输，从而实现了在宽带资源拥挤时，根据传输等级优先传输具有报警事件的数据。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims

1.一种视频监控***，其特征在于，其包括：

采集单元，用于采集帧图像；

检测单元，对所述帧图像进行运动目标检测；

分析单元，分析检测到的运动目标是否触发了报警事件，当触发报警事件则形成具有报警等级的报警信息；

编码单元，对所述帧图像进行编码；

合成单元，将所述报警信息和编码后的对应帧图像合并打包成数据包，按照报警信息的报警等级设置对应数据包的传输等级；和

传输单元，根据所述数据包的传输等级调整传输方式以传输所述数据包。

2.根据权利要求1所述的视频监控***，其特征在于：

所述检测单元在检测到的运动目标后得到运动目标的外接矩形区域，

所述分析单元在帧图像上设置有报警区域，所述报警区域具有对应的报警等级，所述分析单元将检测到的运动目标的外接矩形区域与所述报警区域进行对比以确定是否触发了报警事件。

3.根据权利要求2所述的视频监控***，其特征在于：

当所述运动目标的外接矩形区域与所述报警区域相交时，则判定所述运动目标触发了报警事件。

4.根据权利要求2所述的视频监控***，其特征在于：

所述报警信息包括首次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域、再次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域与首次触发报警事件时的外接矩形区域的差值、所触发的报警区域以及所触发的报警区域的报警等级。

5.根据权利要求1所述的视频监控***，其特征在于：所述数据包的传输等级被设置为与对应的报警信息的报警等级相同。

6.根据权利要求1所述的视频监控***，其特征在于：所述传输单元优先传输等级高的数据包。

7.一种视频监控***的数据传输方法，其特征在于，其包括：

采集帧图像并对所述图像进行运动目标的检测；

分析检测到的运动目标是否触发了报警事件，当触发报警事件则形成具有报警等级的报警信息；

对所述帧图像进行编码，然后将所述编码后的数据和报警信息合并打包成具有传输等级的数据包，根据所述数据包的传输等级调整传输方式以传输所述数据包。

8.根据权利要求7所述的视频监控***的数据传输方法，其特征在于：所述报警信息包括首次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域、再次触发报警事件的运动目标的外接矩形区域与首次触发报警事件时的外接矩形区域的差值、对应的触发的报警区域以及报警区域的报警等级。

9.根据权利要求8所述的视频监控***的数据传输方法，其特征在于：

对图像进行运动目标检测后得到运动目标的外接矩形区域，

在帧图像上设置有报警区域，所述报警区域具有对应的报警等级，将检测到的运动目标的外接矩形区域与所述报警区域进行对比，以确定是否触发了报警事件。

10.根据权利要求9所述的视频监控***的数据传输方法，其特征在于：

11.根据权利要求9所述的视频监控***的数据传输方法，其特征在于：

12.根据权利要求8所述的视频监控***的数据传输方法，其特征在于：按照所述数据包的报警等级从高到低依次传输数据包。