CN103260007B - 基于片上多端口存储控制器的智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于片上多端口存储控制器的智能监控系统，涉及视频监控技术领域，所述系统包括：视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、片外存储器、以及用于控制所述片外存储器的多端口存储控制器，所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及片外存储器分别与所述多端口存储控制器连接，所述智能视频分析模块分别与所述视频采集模块、以及结果处理模块连接。本发明通过将智能视频分析和处理的任务从中央服务器移到了摄像机节点，降低了监控系统中的通信带宽需求、以及服务器分析与计算负担，并进一步提高了信息完整性，解决了传输延时与反馈延时的时间过长的问题。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控技术领域，特别涉及一种基于片上多端口存储控制器的智能监控系统。
背景技术
在社会信息化日益发展的今天，视频监控广泛应用于机场、地铁、广场和超市等许多主要公共场所中。在这些视频监控系统中，监控场景的信息通过视频采集节点采集并进行压缩编码处理经宽带传输网络传输到中央服务器上，服务器上运行视频解码与智能视觉分析，再通过控制器将智能视觉分析的结果反馈给各个视频采集节点。随着视频采集节点的规模越来越大，摄像机可支持的分辨率越来越高，这类视频监控系统存在如下问题：
1)传输带宽压力大。传输网络中传输的是经压缩的原始视频信息，单路1080p的视频流就需要5M带宽，密集的监控节点给实时传输带来了严峻的挑战。2)中央服务器计算负担大。多个摄像节点的视频流传输到中央服务器再进行处理，面对巨大的数据量，即便是高性能的服务器也难以实现实时分析。3)传输延时与反馈延时的时间过长。由于监控场景信息是传输到服务器再进行处理，处理的结果再通过传输网络反馈到监控节点，额外增加了传输延时与反馈延时，无法实时调节摄像头或报警，存在安全隐患。4)信息完整性隐患。中央服务器进行智能视觉分析的数据通过了压缩编码与解压缩，信息可能受损，同时，传输过程中可能遇到信息安全攻击、传输遗漏等问题，信息的完整性隐患也可能影响视觉分析结果。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何降低监控系统中的通信带宽需求、以及服务器分析与计算负担，并进一步提高信息完整性，解决传输延时与反馈延时的时间过长问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于片上多端口存储控制器的智能监控系统，其特征在于，所述系统包括：视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、片外存储器、以及用于控制所述片外存储器的多端口存储控制器，所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及片外存储器分别与所述多端口存储控制器连接，所述智能视频分析模块分别与所述视频采集模块、以及结果处理模块连接；
所述视频采集模块，用于采集视频信息数据，将所述视频信息数据存储至所述片外存储器，并接收由所述智能视频分析模块所发送的反馈信号，根据所述反馈信号调整所述视频信息数据的采集角度；
所述智能视频分析模块，用于读取所述片外存储器中的视频信息数据，并对所述视频信息数据进行分析，以获得反馈信号和分析结果，将所述反馈信号发送至所述视频采集模块，将所述分析结果发送至所述结果处理模块；
所述结果处理模块，用于对所述分析结果进行处理，以获得监控结果。
优选地，所述多端口存储控制器包括：至少三个输入/输出端口、仲裁单元、预取单元、地址映射/读写控制单元、地址通道、数据通道、以及控制单元，所述至少三个输入/输出端口的第一端分别与所述仲裁单元的第一端连接，所述仲裁单元的另外三端分别与所述地址映射/读写控制单元的第一端、预取单元的第一端、以及数据通道的第一端连接，所述预取单元的第二端与所述地址映射/读写控制单元的第二端连接，所述地址映射/读写控制单元的第三端与所述地址通路的第一端连接，所述数据通道的第二端、以及所述地址通路的第二端分别与所述控制单元的两端连接，所述控制单元的另一端与所述片外存储器连接。
优选地，所述多端口存储控制器中的三个输入/输出端口分别与所述视频采集模块、智能视频分析模块、以及结果处理模块连接。
优选地，所述系统还包括压缩模块，所述多端口存储控制器包括四个输入/输出端口，所述多端口存储控制器中的另一个输入/输出端口与所述压缩模块连接。
优选地，所述系统还包括传输通信模块，所述结果处理模块和压缩模块分别与所述传输通信模块连接。
优选地，所述系统还包括功能配置与功耗管理模块，所述功能配置与功耗管理模块与所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及压缩模块分别连接。
优选地，所述系统还包括处理器，所述处理器与所述功能配置与功耗管理模块、以及传输通信模块分别连接。
优选地，所述视频采集模块包括：依次连接的视频传感器、模拟/数字转换单元、以及预处理单元。
(三)有益效果
本发明通过将智能视频分析和处理的任务从中央服务器移到了视频采集节点，降低了监控系统中的通信带宽需求、以及服务器分析与计算负担，并进一步提高了信息完整性，解决了传输延时与反馈延时的时间过长的问题，另外，本发明的多端口存储控制器，采取优化的帧缓存映射、交叉存取的并行技术处理以及预取机制等技术，有效缓解了存储访问带宽对所述系统性能的限制，并通过采取的功能配置与功耗管理，不仅支持多种工作模式，也可以降低功耗，缓解所述系统功耗过大的问题。
附图说明
图1是按照本发明一种实施方式的基于片上多端口存储控制器的智能监控系统的结构示意图；
图2是图1中的多端口存储控制器的具体结构示意图；
图3是图1中的传输通信模块与其他模块的结构示意图；
图4是图1中的视频采集模块的具体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是按照本发明一种实施方式的基于片上多端口存储控制器的智能监控系统的结构示意图；参照图1，本实施方式的系统包括：视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、片外存储器、以及用于控制所述片外存储器的多端口存储控制器，所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及片外存储器分别与所述多端口存储控制器连接，所述智能视频分析模块分别与所述视频采集模块、以及结果处理模块连接；
所述视频采集模块，用于采集视频信息数据，将所述视频信息数据存储至所述片外存储器，并接收由所述智能视频分析模块所发送的反馈信号，根据所述反馈信号调整所述视频信息数据的采集角度；
所述智能视频分析模块，用于读取所述片外存储器中的视频信息数据，并对所述视频信息数据进行分析，以获得反馈信号和分析结果，将所述反馈信号发送至所述视频采集模块，将所述分析结果发送至所述结果处理模块；
所述结果处理模块，用于对所述分析结果进行处理，以获得监控结果。
参照图2，本实施方式中，所述多端口存储控制器包括：四个输入/输出端口(即图中的“端口1”、“端口2”、“端口3”、以及“端口4”)、仲裁单元、预取单元、地址映射/读写控制单元、地址通道、数据通道、以及控制单元，所述四个输入/输出端口的第一端分别与所述仲裁单元的第一端连接，所述仲裁单元的另外三端分别与所述地址映射/读写控制单元的第一端、预取单元的第一端、以及数据通道的第一端连接，所述预取单元的第二端与所述地址映射/读写控制单元的第二端连接，所述地址映射/读写控制单元的第三端与所述地址通路的第一端连接，所述数据通道的第二端、以及所述地址通路的第二端分别与所述控制单元的两端连接，所述控制单元的另一端与所述片外存储器连接；
所述多端口存储控制器中，仲裁单元接收来自四个端口的读写请求及地址，根据预设的优先级选择一个端口的读写请求并将仲裁结果反馈给各个端口。仲裁单元将读写首地址与窗口大小送到地址映射/读写控制单元，生成读该窗口的所有请求将写请求的数据送到数据通路，预取单元根据当前请求并预测下一个读请求生成地址，并将地址通过地址通路传递给控制单元，控制单元接收读/写地址、写数据、读写操作类型后进行正确的行列激活。如果是读请求，控制单元会将读出的数据通过数据通路送到对应的端口。本实施方式的多端口存储控制器利用了预取、高效的存储结构、交叉存取的并行数据处理等优化技术，避免了因存储带宽受限而影响处理速度。
参照图1，所述系统还包括压缩模块，所述多端口存储控制器中的四个输入/输出端口分别与所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及压缩模块连接。
参照图3，优选地，所述系统还包括传输通信模块，所述结果处理模块和压缩模块分别与所述传输通信模块连接，所述传输通信模块支持两种传输模式。当需要传输原始视频时，使能信号有效启动压缩单元开始工作，同时通信需求信号选通传输通信单元与压缩单元相连的通道；而只需要传输高层次信息(高层次信息即根据需求而对原始视频进行分析和处理，获得到的原始视频中的部分信息，例如，人脸识别时的人脸图像，运动识别时的运动图像等)时，使能信号无效关闭压缩单元，通信需求信号选通传输通信模块的另一个通道，智能视频处理结果模块的控制信号使结果处理模块通过多端口存储控制器读取需要传输的信息。
由于智能视频分析模块、以及传输通信模块等部件的功耗均较大，为提高所述系统的使用寿命，参照图3，优选地，所述系统还包括功能配置与功耗管理模块，所述功能配置与功耗管理模块与所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及压缩模块分别连接。
优选地，所述系统还包括处理器，所述处理器与所述功能配置与功耗管理模块、以及传输通信模块分别连接，所述处理器可以通过功能配置与功耗管理模块对所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及压缩模块进行配置。
参照图4，优选地，所述视频采集模块包括：依次连接的视频传感器、模拟/数字转换单元、以及预处理单元；所述视频采集模块的视频信息数据由视频传感器采集，所述视频传感器接收反馈信号，用于调节视频传感器的监控角度等，视频传感器的输出端与模拟/数字转换单元的输入端相连，模拟/数字转换单元的输出端与预处理单元的输入端相连，所述视频采集模块由控制信号来控制是否启动工作。
本实施方式的系统的工作原理为：处理器发送控制命令至所述功能配置与功耗管理模块，所述功能配置与功耗管理模块生成发送至所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及压缩模块的控制信号。所述视频采集模块收到控制信号开始进行视频采集，并将采集的当前帧的视频信息数据经过所述多端口存储控制器存储至所述片外存储器中，当前帧的视频信号数据采集完成后，若需要高层次信息，则处理器发送控制信号启动所述智能视频分析模块，所述智能视频分析模块进行视频分析，产生反馈信号和分析结果(分析结果根据高层次信息的不同而具有不同的数据，例如，若需要人脸信息，则分析结果为人脸的坐标位置、以及范围，若需要运动信息，则分析结果为运动的坐标位置、以及范围，但若需要报警信息，则分析结果为是否有人入侵的预警信息)，将所述反馈信号发送至所述视频采集模块，将所述分析结果发送至所述结果处理模块，所述视频采集模块根据所述反馈信号调整所述视频信息数据的采集角度，所述结果处理模块对所述分析结果进行处理(处理所获得的结果根据高层次信息的不同而具有不同的数据，例如，若需要人脸信息，则处理所获得的结果为人脸的图像，若需要运动信息，则处理所获得的结果为运动的图像，但若需要报警信息，则并未进行处理)，以获得所需的监控结果，并通过所述传输通信模块进行传输；当需要传输原始视频，则直接对当前帧的视频信号数据通过压缩模块进行压缩，并将压缩后的视频信号数据通过所述传输通信模块进行传输。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (7)
1.一种基于片上多端口存储控制器的智能监控系统，其特征在于，所述系统包括：视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、片外存储器、以及用于控制所述片外存储器的多端口存储控制器，所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及片外存储器分别与所述多端口存储控制器连接，所述智能视频分析模块分别与所述视频采集模块、以及结果处理模块连接；
所述视频采集模块，用于采集视频信息数据，将所述视频信息数据存储至所述片外存储器，并接收由所述智能视频分析模块所发送的反馈信号，根据所述反馈信号调整所述视频信息数据的采集角度；
所述智能视频分析模块，用于读取所述片外存储器中的视频信息数据，并对所述视频信息数据进行分析，以获得反馈信号和分析结果，将所述反馈信号发送至所述视频采集模块，将所述分析结果发送至所述结果处理模块；
所述结果处理模块，用于对所述分析结果进行处理，以获得监控结果；
其中，所述多端口存储控制器包括：至少三个输入/输出端口、仲裁单元、预取单元、地址映射/读写控制单元、地址通道、数据通道、以及控制单元，所述至少三个输入/输出端口的第一端分别与所述仲裁单元的第一端连接，所述仲裁单元的另外三端分别与所述地址映射/读写控制单元的第一端、预取单元的第一端、以及数据通道的第一端连接，所述预取单元的第二端与所述地址映射/读写控制单元的第二端连接，所述地址映射/读写控制单元的第三端与所述地址通道的第一端连接，所述数据通道的第二端、以及所述地址通道的第二端分别与所述控制单元的两端连接，所述控制单元的另一端与所述片外存储器连接。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多端口存储控制器中的三个输入/输出端口分别与所述视频采集模块、智能视频分析模块、以及结果处理模块连接。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括压缩模块，所述多端口存储控制器包括四个输入/输出端口，所述多端口存储控制器中的另一个输入/输出端口与所述压缩模块连接。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括传输通信模块，所述结果处理模块和压缩模块分别与所述传输通信模块连接。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括功能配置与功耗管理模块，所述功能配置与功耗管理模块与所述视频采集模块、智能视频分析模块、结果处理模块、以及压缩模块分别连接。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括处理器，所述处理器与所述功能配置与功耗管理模块、以及传输通信模块分别连接。
7.如权利要求1～6中任一项所述的系统，其特征在于，所述视频采集模块包括：依次连接的视频传感器、模拟/数字转换单元、以及预处理单元。
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