视频信息处理装置制造方法

专利名称:视频信息处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种视频信息处理装置，包括一视频分析模块，所述视频分析模块包括一图像处理电路，所述图像处理电路包括进行图像处理的第一处理器，以及进行数据运算处理的第二处理器，所述第一处理器控制连接第二处理器；所述第一处理器、第二处理器分别与对应的外围器件组成的外围电路连接。本实用新型采用根据不同处理器的性能来对同一视频信息的不同数据部分进行处理，提高了视频图像的处理效率，以实现在小型便携式设备上进行实时性较高的视图信息处理。
【专利说明】视频信息处理装置

【技术领域】
[0001]本实用新型属于数字视频处理【技术领域】，特别地，涉及一种视频信息处理装置。

【背景技术】
[0002]随着信息社会的发展，数字视频处理的应用在当下变得越来越普遍，例如，水位监测系统和消防单兵系统。目前的水位监测系统，只有人工水位站，自动水位站，视频监控三种方式，人工水位站是在河的沿岸放置水标尺，采用人工读取的方式读取水位数据，自动水位站是在河内安装水位探头，机器的方式读取通过GPRS传回至中心。现有的水位监测模式一般是:24小时录像，或观看到水位上涨后才录像，前者占用大量的存储空间，后者必须人员24小时查看并手动录像，不能完全的记录并且有漏计的可能。另外，目前的消防单兵系统主要是一种由3G与WIFI技术进行无线图像语音传输的无线监控系统，通过3G或WIFI网络信号将现场的实时音视频信息即时回传到后台监控中心，然后后台中心再通过无线传输将控制语音信息发给消防单兵。其显著缺点是:功能简单，由于是由基本的通信技术加简单的人工控制组成，在如果遇到紧急情况时，多个单兵行动，这样便会对大部分单兵失去控制，这样单兵在无法收到重要的信息时，行动起来会非常的难以做出很明智的决定，特别是在进行营救任务时，单兵们如果对当下所营救的人员情况一无所知的话，如果强行做出一些举动，便会出现意想不到的结果。上述系统无法对视频信息进行高效的自动处理。
[0003]公开号为CN102306290公开了一种基于视频的处理技术，该技术主要针对于人脸识别，其包括:逐帧检测解码后的视频，将人脸数和人脸位置信息归并成人脸活动位置序列，对序列进行预处理，然后采用追踪算法将人脸活动位置序列聚类成同一人的人脸连续活动区域序列，采用人脸质量评价从每个序列选出最优人脸，进行归一化处理，在频域中进行Gabor变换，对变换后的图像进行直方图统计，求得特征值，最后将不同序列的最优人脸的特征值两两求差，将得到的统计属性特征值输入到人脸识别器进行人脸匹配，识别出每个人的人脸活动跟踪序列。该视频处理技术的显著缺点是处理过程复杂。
[0004]上述视频信息处理由于处理效率低，运算量大，导致运算延迟影响大，对于实时性要求高的应用往往需要硬件性能很高的设备来实现，对于便携设备往往很难达到较好的实时性要求。
实用新型内容
[0005]针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、处理效率高和应用广泛的视频信息处理装置。
[0006]本实用新型的基本思路是利用不同特性的处理器协同处理视频信息的不同数据，以达到提高视频信息的处理效率，并广泛应用于多种系统或设备中。
[0007]本实用新型的技术方案是这样实现的，
[0008]本实用新型视频信息处理装置包括一视频分析模块，所述视频分析模块包括一图像处理电路，所述图像处理电路包括进行图像处理的第一处理器，以及进行数据运算处理的第二处理器，所述第一处理器控制连接第二处理器；所述第一处理器、第二处理器分别与对应的外围器件组成的外围电路连接。
[0009]进一步地，所述第一处理器为ARM芯片；所述第二处理器为DSP芯片；所述ARM芯片与DSP芯片连接。
[0010]进一步地，所述的视频分析模块还包括VPSS模块，所述的ARM芯片控制连接所述的VPSS模块。
[0011]进一步地，包括视频采集模块和视频解码模块，所述视频采集模块连接所述视频解码模块，所述的视频分析模块连接视频解码模块；还包括视频输出模块，存储模块，通信模块和外围模块，所述的视频输出模块，存储模块，通信模块和外围模块分别与所述的视频分析模块进行连接。
[0012]进一步地，所述的存储模块包括DDR2 SDRAM, NOR FLASH和NAND FLASH。
[0013]进一步地，所述的通信模块包括以太网通信模块。
[0014]进一步地，所述的以太网通信模块采用型号为ET1011C。
[0015]进一步地，所述的视频解码模块采用型号为TVP5417。
[0016]进一步地，所述的外围模块包括时钟模块和报警模块。
[0017]进一步地，所述的报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。
[0018]通过上述技术方案可以看出，本实用新型的有益效果是:
[0019]本实用新型采用根据不同处理器的性能来对同一视频信息的不同数据部分进行处理，提高了视频图像的处理效率，以实现在小型便携式设备上进行实时性较高的视图信息处理。本实用新型结构简单和应用广泛，可广泛应用于多种领域，在配合相关软件的情况下，较好地满足不同应用场景的设计需要。

【附图说明】

[0020]为了更清楚地描述本实用新型所涉及的相关技术方案，下面将其涉及的附图予以简单说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1为本实用新型的视频信息处理装置的结构原理示意图；
[0022]图2为本实用新型的视频分析模块的具体实施例示意图；
[0023]图3为图1所示装置结构原理示意图；
[0024]图4为本实用新型的以太网通信模块的电路原理图；
[0025]图5为本实用新型的视频信息处理装置在具体应用场景的结构示意图。

【具体实施方式】
[0026]为了便于本领域的技术人员对本实用新型的进一步理解，清楚地认识本实用新型的技术方案，完整、充分地公开本实用新型的相关技术内容，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细的描述，当然，所描述的【具体实施方式】仅仅列举了本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，用于帮助理解本实用新型及其核心思想。
[0027]需要指出的是，本实用新型的中各个模块，尤其是所涉及的处理器可以使用专用集成电路及外围电路组成，即采用纯硬件方式实现；或者采用现有的芯片与外围电路构成，通过在芯片上加载现有软件，或者根据现有方法所实现的软件进行工作。
[0028]本实用新型的发明点在于各个模块、器件的硬件连接关系，不涉及各个部分内部结构的改变，在采用专用集成电路时无需软件辅助也可实现，即使具体应用中需要相应的软件，其也只是作为本实用新型在具体应用场景中与其他部分进行配合、协调，以更好实现本实用新型在应用中的作用，与本实用新型的发明点无关。同时，如果采用现有芯片配合软件来工作时，其所使用的软件、处理方法均为现有软件和方法，本实用新型所实现的发明效果和目的的实现也不依赖于软件，而是通过硬件构造的改进来实现发明目的；并且本实用新型所要求保护的范围不涉及软件本身，而仅仅是各个部分的连接关系。
[0029]图1示意了本实用新型的视频信息处理装置的结构原理示意图，如图所示，包括视频采集模块103和视频解码模块105，还包括:视频分析模块109，所述的视频分析模块109连接视频解码模块105。该装置的原理为:由视频采集模块103采集模拟视频，视频采集模块103例如是CCD/CMOS摄像机，采集的视频图像输入为RGB模式或其他模式的模拟视频，模拟视频经过视频解码模块105进行模数转换成数字视频信号输入到视频分析模块109中，优选地，视频解码模块105采用视频硬件解码器，如TVP5417。所述视频分析模块109包括一图像处理电路，所述图像处理电路包括进行图像处理的第一处理器，以及进行数据运算处理的第二处理器，所述第一处理器控制连接第二处理器；所述第一处理器、第二处理器分别与对应的外围器件组成的外围电路连接。
[0030]在具体的应用实施例中(参照图2、5所示)，所述的视频分析模块109包括:ARM芯片，所述的ARM芯片控制连接DSP芯片。所述的视频分析模块109还包括VPSS模块，所述的ARM芯片控制连接所述的VPSS模块。优选地，所述的VPSS模块包括视频处理前端(VideoProcessing Front End，简称 VPFE)和视频处理后端(Video Processing Back End，简称VPBE)，视频在视频分析模块109中经过VPFE进行预处理，然后由ARM芯片进行视频的图像处理，而DSP芯片进行视频的算法分析处理。在本实施例中ARM芯片为第一处理器；DSP芯片为第二处理器；所述ARM芯片连接并工作DSP芯片。根据不同的应用需要，ARM芯片还可对视频分析处理模块109的工作进行总体控制，以及控制图像处理和传输。DSP芯片在ARM芯片芯片的控制下用于视频信息中的数据的运算处理。
[0031]具体地，所示ARM芯片采用926架构的芯片，DSP芯片采用DSPC64X内核；应用程序即核心算法存储于NANDFlash中，程序运行于SDRAM中，系统内存硬件选取MT47H64。
[0032]所述的DSP芯片主要用于进行大批量的数据传输和视频数据处理，包括视频图像的编码压缩算法，视频分析的相关应用算法等。优选地，还包括视频图像协处理器(VideoImage Co-processor,简称VICP)，其用于协助DSP芯片处理相关的视频图像算法，分担DSP芯片的处理任务。
[0033]图2示意了本实用新型的视频分析模块的具体实施例示意图，如图所示，视频解码芯片采用TVP5417型号，以太网接口采用ET1011C型号，DDR2采用MT47H64M16BT型号，音频编码采用AIC32型号，其连接MIC模块和SPK模块，视频输出采用64TFTIXD型号，存储包括 NOR FLASH，NAND FLASH 和 SRAM。
[0034]图3示意了本实用新型的视频信息处理装置的第二实施例结构原理示意图，ARM芯片是整个装置的控制核心，主要负责对整个系统进行配置和对模块进行控制，其可以控制DSP，VPSS，外部存储器和大部分外围模块，作为具体的实施例，本实用新型的视频信息处理装置还包括视频输出模块130，存储模块140，通信模块150和外围模块170，所述的视频输出模块130，存储模块140，通信模块150和外围模块170分别与所述的视频分析模块109进行连接，所述的外围模块170包括时钟模块和报警模块。
[0035]工作原理为:视频采集模块103将采集到的原始视频图像经过模数转换输入到视频分析模块109中，视频图像由视频分析模块109进行处理，进行分析后存储或缓存到存储模块140，通过视频输出模块130实现视频显示，或者通过通信模块150实现经过分析处理后的视频、图像的网络传输，同时，可由外围模块170中的报警模块按照预设算法规则进行报警，电源模块主要进行供电和电源监控、复位，时钟模块主要给各芯片提供基准时钟，通信模块150实现本装置与其它设备之间的数据传输与通信。
[0036]优选地，所述的存储模块140包括DDR2 SDRAM，NOR FLASH和NAND FLASH。在具体的实施例中，实时视频图像由视频采集模块103，例如CCD/CM0S进行采集，采集的模拟视频信号经过视频解码模块105，例如TVP5417转换为数字视频信号传入TMS320DM6446的视频处理前端(VPFE)，经过VPSS处理后存入DDR2 SDRAM，或者通过外部显示设备进行输出。
[0037]优选地，所述的通信模块150包括以太网通信模块，其采用型号为ET1011C。在具体实施例中，通过以太网口 Ethernet，一方面把视频和分析结果从视频分析模块109传输到PC机，另一方面可传送从PC机发送到视频分析模块109的控制信号。
[0038]在具体的实施例中，存储模块140包括DDR2内存，总数据宽度为32位，总容量为256MB，固态FLASH采用NAND FLASH，数据宽度为8bit，总容量为IG。视频接口为I路模拟视频输入，输入接口为RCA接口，I路模拟视频输出，输出接口为RCA接口，输出视频格式支持PAL/NTSC标准模拟视频格式。
[0039]优选地，所述的通信模块150还可包括RS232，RS485，以及USB2.0。所述的外围模块170还可包括:DDR2内存控制器，异步外围存储接口(AEM IF),以太网链路层控制器(EMAC)，通用异步接受/发送装置(UART)，I2C接口，EDMA，以及USB控制器。在具体的实施例中，DSP芯片从DDR2 SDRAM中读入视频图像数据，调用相关应用程序进行分析处理，并且将分析处理结果通过SCR传给ARM芯片，由ARM芯片来控制报警模块完成报警和存储模块140存储视频。
[0040]在具体的实施例中，所述的报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。如果视频分析模块109发现紧急或异常情况，例如与预设算法规则不符，则由蜂鸣器和发光二极管实现产生本地声光报警信息，并存储报警图片到NAND FLASH中。报警信息输出口可由TMS320DM6446的GP1 口产生驱动信号，控制蜂鸣器，发光二极管及其相关电路发出声光报警。同时，经过分析处理后的视频可直接由VPBE得到叠加的复合视频信号直接输出，例如PAL/NTSC格式，或者将视频数据的分析结果进行编码压缩处理后通过以太网传输到PC机，具体的实施例中采用ET1011C千兆网，参照图4，可在PC机上实现视频显示和远程报警。
[0041]在软件上，ARM芯片植入公知的Linux操作系统，包括硬件平台外设的驱动程序，例如:UART，HC等串口驱动，USB驱动，Ethernet驱动，音频驱动，以及视频前后端驱动，用作整个系统的协调控制，优选地，采用最高主频为297MHz的ARM926EJ-S内核，可以处理16位或者32位的指令和8位、16位、32位的数据。DSP芯片速度快，用作复杂算法的设计尤其是图像算法的设计，优选地，采用最高主频为594MHz的C64+?DSP内核，其处理速度最高可达到 4752MIPS。
[0042]图5为本实用新型的视频信息处理装置在具体应用场景的结构示意图，如图所示，前述的视频解码模块105采用视频硬件解码器，其将前端摄像头采集的视频图像(AV信号，及模拟视频信号)转换成数字信号，通过ARM芯片进行视频的处理，交给DSP芯片进行数据运算处理。例如，应用于消防单兵系统等急救系统中，在DSP芯片中加载运行公知的人脸识别算法程序，可以分析比对人脸库中的人员信息，通过识别出人员，并叠加在视频上面显示这个人得基本信息，姓名，性别，病史等等，使得救援者对被救助的人有一个更深入的了解，以便更好的医治。再如，应用在水位监测系统中，通过在水位探测位置设置水位标尺，前端摄像头设置在能采集水位标尺视频图像的位置，在DSP芯片中加载运行公知的水位分析方法程序，从而自动识别出视频信息中水位标尺的度数，并叠加在视频上，再由ARM转给VPSS，完成数字对模拟的转换，通过视频服务器(DVR)传输到控制中心。在应用中，可以在现有控制软件的配合下，可以设置巡航并检测是否有水标尺的存在，也可以不依赖于水标尺，可以在任意固定建筑物指定一个点，当水位上涨到这个固定点，并完成拍照报警。采用目前成熟的特征分析算法和运动跟踪算法，可以完成摄像头运动下的分析和处理。当水标尺分辨率不足时，可以自动控制云台和焦距，达到最佳分辨率后完成识别和判断，如果水标尺的分辨率无法达到识别，摄像头聚焦并放大，进而分析出准确水位数值，并在屏幕中叠加显示出来。
[0043]在具体的实施例中，本实用新型可以完成监控现场的视频音频采集，自动分析并且报警，除了可以对现场的情况实时视频录像和音频录音外，还可以随时对所记录内容回放查看。
[0044]在具体的实施例中，例如:在摄像机探测区域，虽然图像内没有水标尺数据或固定点位，需要读取水位时，水位分析仪会自动将摄像机调整到预置位上(可定时调整)，进入预置位，分析仪判断水标尺，并在屏幕下方分析出当前水位，叠加出记录的警戒水位，如果按照门限(例如I米)，当前水位低于警戒水位I米时，系统可以自动录像并将下图照片以彩信的形式发送到管理者的手机中。
[0045]本实用新型应用到水位监测系统，在控制中心准确实时的对水位进行自动化的监测，而通过自动报警，让监测人员实时的观测到水位的变化，极大程度的减轻了监测人员工作量。对于一些重要的河流和山洪常发地区进行实时准确的监控，能减少应传感器终端误报不报延报带来的不可知监测，提高预警的准确性，对人员的生命安全和国家的物质安全做到了更加有效的保护。
【权利要求】
1.视频信息处理装置，包括一视频分析模块，其特征在于，所述视频分析模块包括一图像处理电路，所述图像处理电路包括进行图像处理的第一处理器，以及进行数据运算处理的第二处理器，所述第一处理器控制连接第二处理器；所述第一处理器、第二处理器分别与对应的外围器件组成的外围电路连接。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一处理器为ARM芯片；所述第二处理器为DSP芯片；所述ARM芯片与DSP芯片连接。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的视频分析模块还包括VPSS模块，所述的ARM芯片控制连接所述的VPSS模块。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括视频采集模块和视频解码模块，所述视频采集模块连接所述视频解码模块，所述的视频分析模块连接视频解码模块；还包括视频输出模块，存储模块，通信模块和外围模块，所述的视频输出模块，存储模块，通信模块和外围模块分别与所述的视频分析模块进行连接。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的存储模块包括DDR2SDRAM，NORFLASH和 NAND FLASH。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的通信模块包括以太网通信模块。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的以太网通信模块采用型号为ET1llCo8.如权利要求1-7中任何一项所述的装置，其特征在于，所述的视频解码模块采用型号为 TVP5417。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的外围模块包括时钟模块和报警模块。10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。
【文档编号】G01F23-00GK204291227SQ201420734853
【发明者】曾逸 [申请人]四川中软科技有限公司