专利名称：一种基于特征标签的视频流快速回放系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种视频流回放系统，尤其是一种基于视频信号的内容特征自动调整 解码回放速度的系统。
背景技术：
视频监控系统已经被越来越广泛地被用在各行各业。视频监控系统的发展已经经 历了两个阶段第一个阶段是模拟监控向数字监控转化，第二个阶段是区域化向网络化转 换。在实现了数字化和网络化之后，监控录像资料的存储、传输、共享问题已经基本解决，而 现有监控录像资料的有效利用变成了一个急待解决的问题。这样就引出了视频监控发展的 第三个阶段，即最大限度实现监控的智能化。监控的智能化是一个经久不衰的话题，例如，申请号为“200710017451”的“智能化
联动报警监控系统”。但类似的系统或方法解决的还是各种监控资源的共享问题，无法快速 确定某些特定行为或特定场景在监控录像资料中的位置。需要说明的是，鉴于多样性、复杂性，特定行为或特定场景的识别是一个非常复杂 的问题，也是目前模式识别领域的热点研究问题。本发明描述的系统本身不涉及特定行为 或特定场景的具体识别方法。本发明描述的系统解决的是智能化地快速确定某些特定行为 或特定场景在监控录像资料中的具体位置并回放给用户观看。例如，某小区的数字视频监控系统。该小区共有1到10号共10栋住宅楼，每栋住 宅楼有四个单元，在小区的大门口、每栋住宅楼的每个单元的入口处都装有监控摄像头，即 该小区至少要安装41个监控摄像头。8号楼的2单元的302室住户孙先生上午7:50离开 家，晚上7:00下班后发现家中被盗。派出所接警后到小区保安室要求调看当天上午7:50 到晚上7:00之间的相关录像资料以寻找可疑人。即警方需要逐个回放8号楼的2单元当 天上午7:50到晚上7:00之间的录像文件，当在录像文件中发现可疑人时，再调看同一时间 段的小区大门口的录像资料，以确定嫌疑人。在目前的监控系统中，需要人工逐个回放8号楼的2单元当天上午7:50到晚上 7:00之间的视频信号录像文件一直到可疑人出现。回放过程中，回访人员眼睛要一直盯着 屏幕，回放速度人工调节，若正常回放速度嫌慢，若快速回放(2倍速、4倍速、8倍速等)，速 度有所提高，但容易漏过关键画面，节奏不容易控制，工作量很大，且由于人的视觉疲劳或 注意力不集中，很容易有遗漏。综上所述，为了从录像文件资料中找到某个时间段内的可疑人，目前使用的方法 是将在这个时间段内的所有文件逐个人工回放，回放时的速度可人工选择快速回放，需要 人工观看回放画面，发现可疑人物时，以正常速度回放，即完成可疑人物的搜索定位。这样 的实现方法主要有两个缺点一是工作量很大，如有时候需要回放上百个文件；二是容易 造成人为误差，由于人眼睛的疲劳、工作责任心的不同使得在回放过程中很容易发生遗漏 现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于特征标签的视频流快速回放系统。本发明解决上述问题所采用的技术方案是提供一种基于特征标签的视频流快速 回放系统，该系统包括依次连接的图象采集模块、模数转换模块、编码模块、存储模块、解码 模块和显示模块，其特征是
所述图象采集模块，用于采集监控现场的模拟视频信号并送至模数转换模块；所述模数转换模块，用于对模拟视频信号做采样量化，并输出数字视频信号至编 码模块；所述编码模块，用于对数字视频信号进行压缩编码，生成压缩编码后的视频流；同 时还要对输入的数字视频信号做特征分析，分析是否发生了用户关心的特定行为或特定场 景，根据分析结果生成一个特征标签，该特征标签作为一个附加字段写到压缩编码后的视 频流的一个可选域上，带特征标签的压缩后的视频流被存储到存储模块上；所述存储模块用于存储压缩编码后的带有特征标签附加字段的视频流；所述解码模块用于从存储模块读取带有特征标签附加字段的视频流，对该视频流 做快速解码回放的同时检测特征标签附加字段，当在特征标签附加字段中检测到有效值 时，将快速解码回放改为正常速度解码回放；在开始解码回放的同时将解码后的视频信号 送至显示模块；所述显示模块，用于将解码回放后的视频信号显示出来以供用户观看。2、根据权利要求1所述的基于特征标签的视频流快速回放系统，其特征是所述 解码模块对视频流做快速解码回放，包括视频监控中常用的2倍速解码回放、4倍速解码回 放、8倍速解码回放、16倍速解码回放。3、根据权利要求1所述的基于特征标签的视频流快速回放系统，其特征是所述 图象采集模块、模数转换模块、编码模块、存储模块、解码模块和显示模块，可以集成在一个 硬件单元中，也可以集成在多个硬件单元中；可以安装在视频监控系统的同一个地点，也可 以安装在多个不同的地点。4、根据权利要求1所述的基于特征标签的视频流快速回放系统，其特征是所述 编码模块对数字视频信号进行压缩编码，压缩编码标准包括MPEG4标准、H. 264标准、AVS标 准；所述解码模块解码回放时使用与编码模块一致的标准。本发明与现有技术相比，具有以下有益效果第一，使用本发明设计的系统，能够 在对指定视频流进行快速回放的同时自动检测其中的特征标签字段，当检测到有效值后， 改为正常回放以利于用户观看。即在特征无效时(用户不关心的画面)，回放速度快(2倍 速、4倍速、8倍速、16倍速解码回放等)；特征有效时(用户关心的画面)，回放速度正常。 和普通的视频监控系统的解码模块相比，不需要人工调节解码回放的速度，从而大大缩短 了人工检索特定行为或特定场景的时间，降低人工搜索的劳动强度；减少由于人眼睛的疲 劳、工作责任心的不够等带来的人为误差。第二，本发明不影响系统的兼容性和开放性。由 于本发明中的特征标签是被作为一个附加字段写到压缩编码后的视频流的一个可选域上， 如果本系统所存储的录像资料需要与其他系统共享，只要其他系统的解码模块遵循和本系 统一致的压缩编码标准(如都为H. 264标准)，就可以跳过该可选域，正常解码回放。
图1是本发明的结构示意图。图2是本发明实施例1的结构示意图。图3是本发明实施例2的结构示意图。
具体实施例方式实施例1本实施例是将本发明用于某小区的数字视频监控系统。该小区共有1到10号共 10栋住宅楼，每栋住宅楼有四个单元。要求在小区的大门口、每栋住宅楼的每个单元的入口 处都装有监控摄像头。本发明的结构示意图如图2所示。图象采集模块1使用模拟摄像头，编码模块3 使用DSP与CPU模块，存储模块4使用硬盘模块；模数转换模块2、编码模块3、存储模块4 都集成到视频信号编码器中；根据接入的模拟摄像头的个数不同，分为1路和4路两种视频 信号编码器，图2中所示为四路视频信号编码器；解码模块5用一台普通计算机上安装的软 件完成；显示模块6用一台显示器。每栋住宅楼有四个单元，每个单元门口各安装一个模拟摄像头1，每栋楼安装一台 四路视频信号编码器；小区门口装一个模拟摄像头1，安装一台一路视频信号编码器。计算 机5和显示器6都安装在小区保安室。模拟摄像头1，用于采集监控现场的模拟视频信号并送至模数转换模块2 ；模数转换模块2，用于对模拟视频信号做采样量化，并输出数字视频信号至DSP与 CPU模块3 ；DSP与CPU模块3，用于对数字视频信号依照MPEG4标准进行压缩编码，生成压缩 编码后的MPEG4标准的视频流，该视频流的报文头部携带一个可选域作为附加字段，并将 可选域的值先置为“0”;同时还要对输入的数字视频信号做人体出入特征检测，如果在某时 刻检测到人员出入监控区域，在该时刻生成一个值为“ 1，，的特征标签，上述可选域的值被该 特征标签的值替代，带特征标签的压缩后的MPEG4标准的视频流被存储到硬盘模块4上；硬盘模块4用于存储压缩编码后的带有特征标签附加字段的MPEG4标准的视频 流；计算机5安装有客户端解码软件，客户端解码软件完成解码回放功能。客户端解 码软件根据用户要求，对指定的某个视频信号编码器存储的视频流进行检索回放，即回放 某个位置的模拟摄像头1的对应的录像文件。客户端解码软件通过网络读取对应的视频 流，对该视频流做快速解码回放的同时检测特征标签附加字段，当在附加字段中检测到“1” 时，将快速解码回放改为正常解码回放；在开始快速解码回放的同时将解码后的视频信号 送至显示器6 ；显示器6，用于将解码回放后的视频信号显示出来以供用户观看。有一天，8号楼的2单元的302室住户孙先生上午7:50离开家，晚上7:00下班后 发现家中被盗。派出所接警后到小区保安室要求调看当天上午7:50到晚上7:00之间的 相关录像资料以寻找可疑人。即警方需要逐个回放8号楼的2单元当天上午7:50到晚上 7:00之间的录像文件，当在录像文件中发现可疑人时，再调看同一时间段的小区大门口的录像资料，以确定嫌疑人。在一般的监控系统中，需要人工逐个回放8号楼的2单元当天上午7:50到晚上 7:00之间的视频信号录像文件，回放速度人工调节，若正常回放速度嫌慢，若快速回放(2 倍速、4倍速、8倍速等)，速度有所提高，但容易漏过关键画面，节奏不容易控制，工作量很 大，且由于人的视觉疲劳，容易有误差。使用本发明所述系统，在8号楼所安装的视频信号编码器的硬盘模块4上保存有当天上午7:50到晚上7:00之间带特征标签附加字段的压缩编码后的MPEG4格式的视频信 号文件。运行安装在小区保安室的计算机5上的客户端解码软件，对8号楼2单元所对应 的视频信号编码器的输入视频信号，客户端解码软件通过网络逐个读取当天上午7:50到 晚上7:00之间内的文件，做快速解码回放的过程中同时检测特征标签附加字段，当在特征 标签附加字段中检测到“1” (即有人出入单元门口)时，将快速解码回放改为正常解码回 放；用同样的方法，也可以回放小区门口所对应的视频信号编码器的所存储的视频信号。这 时结合人工知识经验，判断是否是可疑人员。这样可以大大缩短人工检索回放的时间，降低 劳动强度，减少人眼疲劳带来的误差。实施例2本实施例是将本发明用于某段高速公路的数字视频监控系统。本发明的结构示意图如图3所示。图象采集模块1使用CCD模块，编码模块3使 用DSP与CPU模块，存储模块4使用硬盘模块，解码模块5也使用DSP与CPU模块；CXD模 块1、模数转换模块2、DSP与CPU模块集成到网络摄象机中；硬盘模块4和DSP与CPU模块 5集成到视频服务器中；显示模块6用一台显示器。假设高速公路每隔5公里装一个网络摄像机，共装了 20个，编号依次为1到20。 这些网络摄象机的输出都通过网络模块接入视频服务器。视频服务器安装在该段高速公路
管理办公室。网络摄像机的CXD模块1，用于采集监控现场的模拟视频信号并送至模数转换模 块2;网络摄像机的模数转换模块2，用于对模拟视频信号做采样量化，并输出数字视频 信号至DSP与CPU模块3 ；网络摄像机的DSP与CPU模块3，用于对数字视频信号依照H. 264标准进行压缩编 码，生成压缩编码后的视频流，该视频流的报文头部携带一个可选域作为附加字段，并将可 选域的值先置为“0” ；同时还要对输入的数字视频信号做报警检测(引起报警的原因可以 是非法停车、栏杆翻越、超速、堵车等等，由用户提出并是可实现的)，如果在某时刻检测到 报警信号，在该时刻生成一个值为“2”的特征标签(也可以将不同报警源生成不同值来区 另IJ，如非法停车为“2”，栏杆翻越为“3”，根据用户需求而定)；上述可选域的值被该特征标 签的值替代，带特征标签的压缩后的H. 264标准的视频流被存储到硬盘模块4上；视频服务器的硬盘模块4用于存储压缩编码后的带有特征标签附加字段的MPEG4 标准的视频信号流；视频服务器的DSP与CPU模块5根据用户要求，对指定的某个网络摄象机对应的 存储文件进行检索回放。DSP与CPU模块5从硬盘模块4读取相应文件，做快速解码回放的 过程中同时检测特征标签附加字段，当在特征标签附加字段中检测到“2”时，将快速解码回放改为正常解码回放；在开始快速解码回放的同时将解码后的视频信号送至显示器6 ；显示器6，用于将解码回放后的视频信号显示出来以供用户观看。有一天，高速公路管理人员需要对8号网络摄象机对应的监控区域在当天上午 7:50到晚上7:00之间检查是否有报警信号，以统计此时间段内此段公路的违章状况。即需 要逐个回放8号网络摄象机当天上午7:50到晚上7:00之间 的录像文件，查找是否有报警 信号，当有报警信号时，回放录像查看引起报警的具体原因。在一般的监控系统中，需要人工逐个回放8网络摄象机当天上午7 50到晚上7 00 之间的视频信号录像文件，回放速度人工调节，若正常回放速度慢，若快速回放(2倍速、4 倍速、8倍速)速度有所提高，但容易漏过关键画面。工作量很大，且由于人的视觉疲劳，容 易有误差。使用本发明所述系统，视频服务器上的硬盘模块4上，同时保存有8号网络摄象机 传过来的当天上午7:50到晚上7:00之间带特征标签附加字段的压缩编码后的H. 264格式 的视频信号文件。视频服务器上的DSP与CPU模块5，对这些文件逐个做快速解码回放的 过程中同时检测特征标签附加字段，当在特征标签附加字段中检测到“2” (即有报警信号) 时，改为正常回放，查看引起报警的具体原因。这样可以大大缩短人工检索回放的时间，降 低劳动强度，减少人眼疲劳带来的误差。
权利要求
一种基于特征标签的视频流快速回放系统，该系统包括依次连接的图象采集模块、模数转换模块、编码模块、存储模块、解码模块和显示模块，其特征是所述图象采集模块，用于采集监控现场的模拟视频信号并送至模数转换模块；所述模数转换模块，用于对模拟视频信号做采样量化，并输出数字视频信号至编码模块；所述编码模块，用于对数字视频信号进行压缩编码，生成压缩编码后的视频流；同时还要对输入的数字视频信号做特征分析，分析是否发生了用户关心的特定行为或特定场景，根据分析结果生成一个特征标签，该特征标签作为一个附加字段写到压缩编码后的视频流的一个可选域上，带特征标签的压缩后的视频流被存储到存储模块上；所述存储模块用于存储压缩编码后的带有特征标签附加字段的视频流；所述解码模块用于从存储模块读取带有特征标签附加字段的视频流，对该视频流做快速解码回放的同时检测特征标签附加字段，当在特征标签附加字段中检测到有效值时，将快速解码回放改为正常速度解码回放；在开始解码回放的同时将解码后的视频信号送至显示模块；所述显示模块，用于将解码回放后的视频信号显示出来以供用户观看。
2.根据权利要求1所述的基于特征标签的视频流快速回放系统，其特征是所述解码 模块对视频流做快速解码回放，包括视频监控中常用的2倍速解码回放、4倍速解码回放、8 倍速解码回放、16倍速解码回放。
3.根据权利要求1所述的基于特征标签的视频流快速回放系统，其特征是所述图象 采集模块、模数转换模块、编码模块、存储模块、解码模块和显示模块，可以集成在一个硬件 单元中，也可以集成在多个硬件单元中；可以安装在视频监控系统的同一个地点，也可以安 装在多个不同的地点。
4.根据权利要求1所述的基于特征标签的视频流快速回放系统，其特征是所述编码 模块对数字视频信号进行压缩编码，压缩编码标准包括MPEG4标准、H. 264标准、AVS标准； 所述解码模块解码回放时使用与编码模块一致的标准。
全文摘要
一种基于特征标签的视频流快速回放系统，方法是编码模块在对输入的数字视频信号进行压缩编码的同时，还要对其做特征分析，分析是否发生了用户关心的特定行为或特定场景；根据分析结果生成一个特征标签，该特征标签作为一个附加字段写到压缩编码后的视频流的一个可选域上，压缩后的带特征标签的视频流被存储到存储模块上；解码模块从存储模块读取该视频流，对其做快速解码回放的同时检测特征标签附加字段，当在该字段中检测到有效值时，将快速解码回放改为正常回放。使用本系统，能够基于视频信号的内容特征自动调整视频流的解码回放的速度，可以大大降低人工搜索的劳动强度，同时系统具有良好的兼容性和开放性。
文档编号H04N7/18GK101808229SQ20091009616
公开日2010年8月18日 申请日期2009年2月16日 优先权日2009年2月16日
发明者周山, 林冬 申请人:杭州恒生数字设备科技有限公司