CN102413355A - 一种视频质量诊断系统中视频信号缺失检测方法 - Google Patents

一种视频质量诊断系统中视频信号缺失检测方法 Download PDF

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CN102413355A CN2011104533088A CN201110453308A CN102413355A CN 102413355 A CN102413355 A CN 102413355A CN 2011104533088 A CN2011104533088 A CN 2011104533088A CN 201110453308 A CN201110453308 A CN 201110453308A CN 102413355 A CN102413355 A CN 102413355A
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万晨
杨波
串志强
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Wuhan Fiberhome Digtal Technology Co Ltd
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Wuhan Fiberhome Digtal Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种视频质量诊断系统中视频信号缺失检测方法，涉及网络视频监控系统。本系统是：视频监控平台（10）、综合接入网关（20）、视频质量诊断平台（30）和视频分析设备（50）依次连接；视频诊断客户端（40）和视频质量诊断平台（30）连接。所述的视频分析设备（50）是视频质量分析的功能实体，在物理分布上对应一台服务器，由多个VA组成。本发明性能稳定，速度快，效率高且误报率低；通用性强，适用于各个厂家的设备；可移植性强，扩展性灵活；适用于各类网络视频监控系统。

Description

一种视频质量诊断系统中视频信号缺失检测方法
技术领域
本发明涉及网络视频监控系统，尤其涉及一种视频质量诊断系统中视频信号缺失检测方法。
背景技术
视频信号在传送过程中出现缺失时，客户端会不显示视频信息或者显示黑屏、蓝屏等以某一色调为主的视频信息。通过视频质量诊断系统对前端摄像机码流进行分析能够有效地检测视频信号缺失情况。
视频质量诊断系统是一种智能化视频故障分析与预警的网络视频监控系统，其采用计算机视觉算法对视频图像中出现的雪花、条纹、模糊、色偏、画面冻结、云台控制、视频信号缺失等常见的摄像头故障及其因使用过程中出现的问题进行准确分析、判断和报警。而视频信号缺失检测是该系统的重要功能，它能有效检测因前端摄像机工作异常、损坏或视频传输环节故障而引起的间发性或持续性的视频缺失，有利于帮助用户快速掌控前端设备运行情况，及时发现故障和快速处理，保障系统正常运行。
本发明的检测方法主要是对YUV(颜色编码方法)视频信号进行分析。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输。YUV与RGB(red，green，blue红绿兰颜色表示法)视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的频宽(RGB要求三个独立的视频信号同时传输)。其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma)，也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度(Chrominance或Chroma)，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是透过RGB输入信号来建立的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面：色调与饱和度，分别用Cr和Cb来表示。其中，Cr反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而Cb反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之间的差异。
目前，经检索尚未发现有关在视频质量诊断系统中应用图像处理对视频信号缺失情况进行检测的方法。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种网络视频监控系统中视频信号缺失检测方法。
本发明的目的是这样实现的：
采用基于图像色调的统计方法，统计视频图像中色调最多且像素值相同的像素点的个数，在YUV(颜色编码方法)视频流中不同色调像素的Y值一般不同，为了提高算法的效率和速度，本方法主要统计每帧图像中Y值相同的像素点的个数。
具体步骤如下：
①从前端摄像机获取解码后的YUV数据；
②求出每帧视频图像中某一色调最多且像素值相同的像素点的个数，由于在YUV视频流中不同色调像素的Y值一般不同，因此统计该帧图像中各个Y值出现的次数或频率，记录Y值出现次数最多的那一组像素点；
③当像素点的个数与该帧图像像素点总数的比例大于N时，则判定该帧视频信号缺失，其中0＜N＜1；
④统计一段时间内，视频信号缺失帧占该段时间内总帧数的比例，当该比例超过该段时间内总帧数的比例M时，则判定该设备视频信号缺失，将诊断结果上报，其中0＜M＜1。
本发明具有下列优点和积极效果：
1、性能稳定，速度快，效率高且误报率低；
2、通用性强，适用于各个厂家的设备；
3、可移植性强，扩展性灵活；
4、适用于各类网络视频监控系统。
附图说明
图1是视频质量诊断系统结构方框图；
图2是视频信号缺失检测方法流程图。
其中
10-视频监控平台，
11-第1视频监控平台，12-第2视频监控平台……1N-第N视频监控平台，N是自然数，N＜10；
20-综合接入网关；
30-视频质量诊断平台；
40-视频诊断客户端；
50-视频分析设备，51-第1视频分析设备……5N-第N视频分析设备。
N是自然数，N＜100。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明：
一、视频质量诊断系统
1、总体
如图1，本视频质量诊断系统包括工作环境：视频监控平台10、综合接入网关20、视频质量诊断平台30和视频诊断客户端40；
设置有视频分析设备50；
其连接关系是：视频监控平台10、综合接入网关20、视频质量诊断平台30和视频分析设备50依次连接；视频诊断客户端40和视频质量诊断平台30连接。
2、功能部件
1)视频监控平台10
为用户提供实时音视频和各种报警信号的远程采集、传输、存储和处理等业务。
2)综合接入网关20
实现视频监控平台的统计接入。
3)视频质量诊断平台30
呈现视频质量诊断系统所有功能，是用户所有操作的入口。
4)视频诊断客户端40
作为用户操作界面，便于用户访问视频质量诊断系统的功能，启动视频分析任务，接收报警提示，分析数据统计及生成报表。
5)视频分析设备50
视频分析设备50是视频质量分析的功能实体，在物理分布上对应一台服务器。视频分析设备50由多个VA(视频分析单元)组成，每个VA可独立完成一路视频的诊断分析。
主要功能为：
①实现视频质量分析算法；
②接入到视频质量诊断平台30，由视频质量诊断平台30集中管理；
③接收视频质量诊断平台30的视频诊断请求，从视频监控平台10获取视频并进行分析；
④将诊断结果上报给视频质量诊断平台30。
本发明的视频信号缺失检测方法实现于视频分析设备50的VA模块中。
3、工作原理
视频分析设备50连接到视频质量诊断平台30，视频分析设备50根据视频质量诊断平台30的IP(互联网协议)和端口连接到视频质量诊断平台30；用户请求视频质量分析任务时，视频诊断客户端40将此请求发送到视频质量诊断平台30，视频质量诊断平台30记录下视频分析设备50状态，并将待检测摄像头列表均衡分配到空闲的视频分析设备50，视频分析设备50轮巡设备，从摄像头获取实时视频并解码，得到YUV数据，然后对YUV数据进行检测，并将检测结果上报到视频质量诊断平台30，视频质量诊断平台30将结果保存下来，并转发到相应的视频诊断客户端40，视频诊断客户端40根据设置实时刷新告警列表。用户也可根据告警类型和日期查询报警，统计生成报表。
二、视频信号缺失检测方法
本方法是在视频质量诊断系统的视频分析设备50中实现的。该方法首先从摄像头获取解码的实时视频YUV数据，应用基于图像色调的统计方法，检测视频信号缺失情况。
如图2，实现步骤如下：
①获取YUV视频信号-201；
②获取一帧图像-202；
③统计Y值相同的像素点的个数：Num(Y1)，Num(Y2)，...，Num(Yn)，其中Num(Yn)表示Y值为n的像素点的个数-203；
④取Num(Y1)，Num(Y2)，...，Num(Yn)中最大的值MaxNum，其中MaxNum＝max[Num(Y1)，Num(Y2)，...，Num(Yn)]-204；
⑤判断是否MaxNum＞N×总像素点数目-205，其中0＜N＜1，是则进入步骤⑥，否则进入步骤⑦；
⑥本帧图像存在缺失，缺失视频帧数帧数加1-206；
⑦判断执行时间是否在规定时间段内-207，是则转跳到步骤②，否则进入步骤⑧；
⑧判断缺失总帧数除以规定时间段内的总帧数是否大于M-208，其中0＜M＜1，是则视频信号缺失-209，否则视频信号正常-210。

Claims (3)

1.一种视频质量诊断系统，包括工作环境：视频监控平台(10)、综合接入网关(20)、视频质量诊断平台(30)和视频诊断客户端(40)；
其特征在于：设置有视频分析设备(50)；
其连接关系是：视频监控平台(10)、综合接入网关(20)、视频质量诊断平台(30)和视频分析设备(50)依次连接；视频诊断客户端(40)和视频质量诊断平台(30)连接；
所述的视频分析设备(50)是视频质量分析的功能实体，在物理分布上对应一台服务器，由多个VA组成。
2.基于权利要求1所述一种视频质量诊断系统的视频信号缺失检测方法，其特征在于：
①从前端摄像机获取解码后的YUV数据；
②求出每帧视频图像中某一色调最多且像素值相同的像素点的个数，由于在YUV视频流中不同色调像素的Y值一般不同，因此统计该帧图像中各个Y值出现的次数或频率，记录Y值出现次数最多的那一组像素点；
③当像素点的个数与该帧图像像素点总数的比例大于N时，则判定该帧视频信号缺失，其中0＜N＜1；
④统计一段时间内，视频信号缺失帧占该段时间内总帧数的比例，当该比例超过该段时间内总帧数的比例M时，则判定该设备视频信号缺失，将诊断结果上报，其中0＜M＜1。
3.按权利要求2所述的视频信号缺失检测方法，其特征在于工作流程是：
①获取YUV视频信号(201)；
②获取一帧图像(202)；
③统计Y值相同的像素点的个数：Num(Y1)，Num(Y2)，...，Num(Yn)，其中Num(Yn)表示Y值为n的像素点的个数(203)；
④取Num(Y1)，Num(Y2)，...，Num(Yn)中最大的值MaxNum，其中MaxNum＝max[Num(Y1)，Num(Y2)，...，Num(Yn)](204)；
⑤判断是否MaxNum＞N×总像素点数目(205)，其中0＜N＜1，是则进入步骤⑥，否则进入步骤⑦；
⑥本帧图像存在缺失，缺失视频帧数帧数加1(206)；
⑦判断执行时间是否在规定时间段内(207)，是则转跳到步骤②，否则进入步骤⑧；
⑧判断缺失总帧数除以规定时间段内的总帧数是否大于M(208)，其中0＜M＜1，是则视频信号缺失(209)，否则视频信号正常(210)。
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