CN101827266A

CN101827266A - 一种具有视频结构化描述功能的网络视频服务器及利用其实现视频分析描述的方法

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Publication number: CN101827266A
Application number: CN 201010137848
Authority: CN
Inventors: 吴炬; 胡传平; 梅林�; 高鹏; 吴轶轩; 张鸿洲; 蔡烜; 梁辰; 沙淼淼; 朱丽英; 赵锐
Original assignee: Third Research Institute of the Ministry of Public Security
Current assignee: Third Research Institute of the Ministry of Public Security
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2010-09-08

Abstract

本发明的目的在于公开一种具有视频结构化描述功能的网络视频服务器及利用其实现视频分析描述的方法，网络视频服务器包括：视频采集模块、视频分析描述模块及编码输出模块；除了能够对监控视频进行压缩编码以外，还能够对监控视频进行特定的分析编码，实现了对监控视频图像信息的结构化描述，从而产生关于视频属性和内容的结构化描述信息，结构简单实用，同时处理过程便捷方便，该描述信息可用以浏览和快速检索，数据量小，方便进行存储和网络传输，可大大提高视频信息的利用效率，降低了人工成本，实现本发明的目的。

Description

一种具有视频结构化描述功能的网络视频服务器及利用其实现视频分析描述的方法

技术领域

本发明涉及一种网络视频服务器及利用其实现视频分析描述的方法，特别涉及一种图像编码及处理技术的视频图像分析描述技术领域，具有视频结构化描述功能的网络视频服务器及利用其实现视频分析描述的方法。

背景技术

视频服务器是一种对视频、音频数据进行压缩、存储及处理的专用设备，它在远程监控及视频等方面都有广泛的应用，视频服务器通过将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。

视频服务器作为视频监控系统重要的组成部分虽屡获战功，但随着视频监控系统规模的不断扩大，视频监控数据出现了爆炸性的增长，现有的视频服务器已不能满足人们日益增长的需求。

申请号为200610045197.6的发明专利公开了一种网络视频服务器，包括一个CPU中央处理器、一个IDE/SATA硬盘接口、一个系统处理用的SDRAM内存、一个存储操作系统、文件系统、应用程序用的FLASH存储器、一个高速的以太网接口、一个用于存储视频和音频文件的IDE/SATA硬盘，上述这种网络视频服务器采用嵌入式的硬件架构，并且使用webserver进行管理，用基于浏览器操作界面，使得操作终端不需要安装客户端软件，不需要安装驱动程序，可以实现随时随地监控和查询的目的，具有成本低，体积小，耗电少，噪声小，部署方便的特点。

申请号为200510079364.4的发明专利公开了一种智能网络数字视频服务器，可以及时地在数字硬盘录像机的运行部门实现对运行实况的及时掌握和控制处理，同时在数字硬盘录像机的出厂地或检修部门对系统或产品状态进行远程分析、纠错和软件升级。海康威视研制出一种型号为6001HF/P的视频服务器，该视频服务器除保留视频服务器固有基本功能，还提供部分智能分析功能，支持视频信号和音频信号的硬件同步压缩功能，压缩码流通过网络进行传输，可进行网络实时视频和音频预览，支持流协议(RTP/RTCP)，支持IE预览，支持双向语音对讲，多种语言支持等功能。

目前，常用的视频服务器还存在以下一些问题：

1、没有关于视频流数据属性和内容的描述，比如：视频流数据是哪个监控设备产生的、视频监控场景中有哪些车辆/行人对象、对象的特征是什么、发生了哪些事件等，因此无法对视频服务器中的视频数据进行快速浏览和检索；

2、视频流数据量非常大，给视频服务器的数据存储和网络传输带来很大压力。

上述问题影响到视频监控效能的发挥，也影响了视频服务器的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有视频结构化描述功能的网络视频服务器及利用其实现视频分析描述的方法，克服上述现有技术中的缺点，应用范围广，性能稳定可靠。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一方面，本发明提供一种具有视频结构化描述功能的网络视频服务器，其特征在于，它包括：

视频采集模块，用以采集模拟视频信号和数字视频信号，并把采集的模拟视频信号和数字视频信号转换为数字图像序列，传输给视频分析描述模块；

视频分析描述模块，与视频采集模块相连接，对视频采集模块转换生成的数字图像序列进行分析描述，产生关于数字图像序列的图像属性和内容的结构化描述；及

编码输出模块，与视频采集模块和视频分析描述模块相连接，用以对视频采集模块生成的数字图像序列及视频分析描述模块产生的数字图像序列的图像属性和内容的结构化描述进行编码，产生并输出相应的视频流数据和视频描述数据。

在本发明的一个实施例中，所述视频分析描述模块，包括：

分割处理单元，用以对视频采集模块生成的数字图像序列进行分割处理，形成若干个子序列和子图像；

特征提取单元，与分割处理单元相连接，用以提取分割处理单元的子序列和子图像的视觉特征；

分析判别单元，与特征提取单元相连接，根据特征提取单元提取的子序列和子图像的视觉特征对其属性和内容进行判断和推理；及

描述单元，与特征提取单元和分析判别单元相连接，对特征提取单元提取的子序列和子图像的视觉特征和分析判别单元的分析判别的结果进行处理，产生关于视频图像属性和内容的结构化描述。

在本发明的一个实施例中，所述视觉特征包括颜色、纹理、形状、运动、定位和轮廓特征。

在本发明的一个实施例中，所述子序列和子图像的视觉特征的属性和内容包括视频源信息、视频场景信息、日期与时间信息、视频中目标的身份与行为信息、视频中的事件信息和目标的特征信息。

另一方面，本发明还提供一种利用本发明的具有视频结构化描述功能的网络视频服务器实现视频分析描述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)采集模拟视频信号和数字视频信号，并把模拟视频信号和数字视频信号转换为数字图像序列；

(2)对上述步骤得到的数字图像序列进行分析描述，产生关于数字图像序列的图像属性和内容的结构化描述；

(3)对上述步骤得到的关于数字图像序列的图像属性和内容的结构化描述进行编码，产生并输出视频流数据和视频描述数据。

在本发明的一个实施例中，所述对数字图像进行分析描述包括以下步骤：

(1)对数字图像序列进行分割处理，形成若干个子序列和子图像；

(2)提取子序列和子图像的视觉特征；

(3)根据子序列和子图像的视觉特征对其属性和内容进行判断和推理；

(4)对子序列和子图像的视觉特征及判断和推理的结果进行处理，产生关于视频图像属性和内容的结构化描述。

本发明的具有视频结构化描述功能的网络视频服务器及利用其实现视频分析描述的方法，除了能够对监控视频进行压缩编码以外，还能够对监控视频进行特定的分析编码，实现了对监控视频图像信息的结构化描述，从而产生关于视频属性和内容的结构化描述信息，结构简单实用，同时处理过程便捷方便，该描述信息可用以浏览和快速检索，数据量小，方便进行存储和网络传输，可大大提高视频信息的利用效率，降低了人工成本，实现本发明的目的。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本发明具有视频结构化描述功能的网络视频服务器的组成示意图；

图2为本发明视频分析描述模块的组成示意图；

图3为本发明实施例1具有视频结构化描述功能的网络视频服务器的系统结构图；

图4为实施例1应用本发明产生的效果。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明的具有视频结构化描述功能的网络视频服务器100，用以对视频图像进行压缩编码及结构化描述，该网络视频服务器100包括：视频采集模块110、视频分析描述模块120及编码输出模块130。

视频采集模块110用以采集模拟视频信号和数字视频信号，并把采集的模拟视频信号和数字视频信号转换为数字图像序列，传输给视频分析描述模块120；视频分析描述模块120与视频采集模块110相连接，对视频采集模块110转换生成的数字图像序列进行分析描述，产生关于数字图像序列的图像属性和内容的结构化描述；编码输出模块130与视频采集模块110和视频分析描述模块120相连接，用以对视频采集模块110生成的数字图像序列及视频分析描述模块120产生的数字图像序列的图像属性和内容的结构化描述进行编码，产生并输出相应的视频流数据和视频描述数据。

如图2所示，在本发明中，视频分析描述模块120包括：分割处理单元121、特征提取单元122、分析判别单元123及描述单元124。

分割处理单元121用以对视频采集模块110生成的数字图像序列进行分割处理，形成若干个子序列和子图像；特征提取单元122与分割处理单元121相连接，用以提取分割处理单元121的子序列和子图像的视觉特征；分析判别单元123与特征提取单元122相连接，根据特征提取单元122提取的子序列和子图像的视觉特征对其属性和内容进行判断和推理；描述单元124与特征提取单元122和分析判别单元123相连接，对特征提取单元122提取的子序列和子图像的视觉特征和分析判别单元123的分析判别的结果进行处理，产生关于视频图像属性和内容的结构化描述。

在本发明中，所述视觉特征包括颜色、纹理、形状、运动、定位和轮廓特征；所述子序列和子图像的视觉特征的属性和内容包括视频源信息、视频场景信息、日期与时间信息、视频中目标的身份与行为信息、视频中的事件信息和目标的特征信息。

本发明还提供一种利用本发明的具有视频结构化描述功能的网络视频服务器实现视频分析描述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在本发明中，所述对数字图像进行分析描述包括以下步骤：

(2)提取子序列和子图像的视觉特征；

实施例1

如图3所示，在本实施例中，视频采集模块110由模拟视频信号输入口、数字化处理器、数字视频信号输入口和解码器构成，其作用是采集模拟视频信号和数字视频信号，并把视频信号转换为数字图像序列，传给视频分析描述模块120；如图2所示，视频分析描述模块120由分割处理单元121、特征提取单元122、分析判别单元123和描述单元124构成，其作用是对数字图像序列进行分析描述，产生关于图像属性和内容的结构化描述，并传递给编码输出模块130；编码输出模块130由编码器和网络输出接口构成，并与视频采集模块110和视频分析描述模块120相连接，用以对数字图像序列及其结构化描述进行编码，产生并输出视频流数据和视频描述数据。

其具体工作过程是：

(1)监控摄像机产生的模拟视频信号经模拟视频信号输入口进入到数字化处理器中，经过采样和A/D转换，产生数字图像序列，分别传给视频分析描述模块120和编码输出模块130的编码器；

(2)数字视频信号一般是由数字摄像机产生的经过压缩编码的视频流数据，数字视频信号经数字视频输入口进入解码器，解码器对视频流数据进行解码，产生数字图像序列，并分别传给视频分析描述模块120和编码输出模块130的编码器；

(3)视频分析描述模块120对数字图像序列进行分割处理、特征提取、分析判别和结构化描述，产生关于视频图像属性和内容的结构化描述；

(4)编码输出模块130的编码器对数字图像序列及其结构化描述进行编码，产生视频流数据和视频描述数据，并通过编码输出模块130的网络输出接口输出到网络。

如图4所示，输入一段播音员报告新闻的模拟视频信号，经过本发明的具有视频结构化描述功能的网络视频服务器及视频分析描述方法处理后，生成如图4中给出的视频结构化描述数据；该视频结构化描述数据的数据量远小于图像数据，便于存储和网络传输。在该描述数据中检索“播音员”这个关键词，就可以快速找到该视频画面。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种具有视频结构化描述功能的网络视频服务器，其特征在于，它包括：

2.如权利要求1所述的网络视频服务器，其特征在于，所述视频分析描述模块，包括：

3.如权利要求2所述的网络视频服务器，其特征在于，所述视觉特征包括颜色、纹理、形状、运动、定位和轮廓特征。

4.如权利要求2所述的网络视频服务器，其特征在于，所述子序列和子图像的视觉特征的属性和内容包括视频源信息、视频场景信息、日期与时间信息、视频中目标的身份与行为信息、视频中的事件信息和目标的特征信息。

5.一种利用具有视频结构化描述功能的网络视频服务器实现视频分析描述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的利用具有视频结构化描述功能的网络视频服务器实现视频分析描述的方法，其特征在于，所述对数字图像进行分析描述包括以下步骤：

(2)提取子序列和子图像的视觉特征；

7.如权利要求6所述的利用具有视频结构化描述功能的网络视频服务器实现视频分析描述的方法，所述视觉特征包括颜色、纹理、形状、运动、定位和轮廓特征。

8.如权利要求6所述的利用具有视频结构化描述功能的网络视频服务器实现视频分析描述的方法，所述子序列和子图像的视觉特征的属性和内容包括视频源信息、视频场景信息、日期与时间信息、视频中目标的身份与行为信息、视频中的事件信息和目标的特征信息。