CN103400499B - 超高清智能视频电子警察系统及其判定车辆违章的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高清智能视频电子警察系统及其判定车辆违章的方法，该系统包括：成像模块，用于拍摄、输出视频；智能分析模块包括：控制分析单元，每接收到成像模块输出的一帧视频时，将该帧视频以及该帧视频的前一、二帧视频分别进行输出；车辆检测单元，从该帧视频中确定出车辆的目标区域作为该帧视频的车辆检测结果进行缓存；车辆特征提取单元，根据该帧视频的前一帧视频的车辆检测结果，确定出在该帧视频的前一帧视频中车辆的特征信息；违章状态判定单元，检测接收到的视频中的信号灯状态，并结合该帧视频的前二帧视频的车辆检测结果，判定接收到的视频中的车辆的违章状态。该系统实现了对视频的分帧并行处理，提高了视频数据的处理效率。

Description

超高清智能视频电子警察系统及其判定车辆违章的方法

技术领域

本发明涉及智能交通和智能监控领域，尤其涉及一种超高清智能视频电子警察系统及其判定车辆违章的方法。

背景技术

随着机动车保有量的不断增长，道路交通压力日益增大。目前，智能视频电子警察系统作为道路交通安全管理的一种有效手段，被广泛应用于城市十字交叉路口、人行道口、限时道路、主辅路进出口、公交专用道等处，自动对经过的机动车车辆进行实时监控和检测。

目前，智能视频电子警察系统利用先进的光电、计算机、图像处理等技术，对机动车车辆闯红灯、超速行驶等违章行为进行拍摄，通过对拍摄的视频进行分析，可以判定出违章车辆，并确定出违章事件。

如图1所示，现有的智能视频电子警察系统主要包括：成像模块101和智能分析模块102；其中，智能分析模块102包括：车辆检测单元121、车辆特征提取单元122、违章状态判定单元123。

成像模块101将拍摄的视频输出到智能分析模块102；其中，成像模块101中具体可以包括超高清传感器（即摄像机）、A/D（Analog/Digital，模拟/数字）转换、ISP（Image Signal Processor，图像处理器)单元以及补光单元等。

智能分析模块102接收到成像模块101输出的一帧视频后，对该帧视频（即当前输出的这一帧视频）进行分析处理，具体为：智能分析模块102的车辆检测单元121将该帧视频中的车辆作为前景目标与背景进行区分，确定出车辆的目标区域，将确定出车辆的目标区域作为该帧视频的车辆检测结果输出到车辆特征提取单元122；智能分析模块102的车辆特征提取单元122接收到该帧视频的车辆检测结果后，根据该帧视频的车辆检测结果，确定出该帧视频的车辆的目标区域中，车辆的特征信息，具体可以包括：车牌号、车道号、车辆类型（大、中、小）、车身颜色等；违章状态判定单元123接收到该帧视频中的车辆特征信息后，检测该帧视频中的信号灯状态（信号灯颜色和信号灯方向），并结合该帧视频的车辆检测结果，判定接收到的该帧视频中的车辆的违章状态；若判定具有违章状态，则将该帧视频作为违章事件的视频（即违章事件的视频证据）进行输出。

随着成像模块中所使用的摄像机的拍摄像素的提高、处理数据的大量增加，为保证视频处理的实时性，对智能视频电子警察系统的处理效率提出了更高的要求；例如，为保证实时性，需要智能视频电子警察系统可以达到15帧/秒或15帧/秒以上的处理速度，那么对于200万像素或500万像素的摄像机拍摄的视频数据，智能视频电子警察系统的处理效率达到200×15万像素/秒，或500×15万像素/秒就可以了；然而，对于更高分辨率的摄像机，比如800万像素的摄像机拍摄的视频数据，为保证视频处理的实时性，则需要智能视频电子警察系统的处理效率达到800×15万像素/秒。那么，此时现有的智能视频电子警察系统已经无法满足更高处理效率的要求，这就使得现有的智能视频电子警察系统中无法配备500万像素以上的摄像机，例如800万像素的摄像机，进行违章事件的拍摄。

因此，有必要提供一种对视频数据处理效率更高的智能视频电子警察系统，以应对由更高分辨率摄像机拍摄得到的大量视频数据的处理实时性。

发明内容

本发明的实施例提供了一种超高清智能视频电子警察系统及其判定车辆违章的方法，用以提高视频数据的处理效率，并保证大量视频数据的处理实时性。

根据本发明的一个方面，提供了一种超高清智能视频电子警察系统，包括：

成像模块，用于进行视频拍摄，并输出拍摄的视频；

智能分析模块，用于对所述成像模块输出的视频进行分析，判定出其中车辆的违章状态；所述智能分析模块包括：控制分析单元、车辆检测单元、车辆特征提取单元、违章状态判定单元；其中，

所述控制分析单元用于每接收到所述成像模块输出的一帧视频时，将该帧视频，以及该帧视频的前一、二帧视频并行分别输出到所述车辆检测单元、车辆特征提取单元、违章状态判定单元；

所述车辆检测单元接收到该帧视频后，从该帧视频中确定出车辆的目标区域作为该帧视频的车辆检测结果进行缓存；

所述车辆特征提取单元接收到该帧视频的前一帧视频后，根据所述车辆检测单元缓存的该帧视频的前一帧视频的车辆检测结果，确定出在该帧视频的前一帧视频的车辆的目标区域中，车辆的特征信息，包括：车牌号；

所述违章状态判定单元接收到该帧视频的前二帧视频后，检测接收到的视频中的信号灯状态，并结合所述车辆检测单元缓存的该帧视频的前二帧视频的车辆检测结果，判定接收到的视频中的车辆的违章状态。

较佳地，所述成像模块还用于对拍摄的每帧视频分配唯一标识flag，并对于每帧视频，同时输出该帧视频及其flag；以及

所述控制分析单元还用于接收所述成像模块输出的每帧视频的flag；以及

所述系统还包括：

视频压缩模块，用于接收所述成像模块输出的每帧视频及其flag，并对接收的每帧视频进行压缩缓存；以及

所述控制分析单元还用于根据所述违章状态判定单元对接收到的视频中的车辆的违章状态的判定结果，确定出违章事件的视频段；并将确定出的违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag发送至所述视频压缩模块；以及

所述视频压缩模块还用于根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出。

较佳地，所述控制分析单元还用于在将所述违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag发送至所述视频压缩模块时，还将从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息发送至所述视频压缩模块；

以及所述视频压缩模块还用于从所述违章事件的视频段的压缩视频中确定出所述首帧、尾帧视频的时间信息；并在输出所述违章事件的视频段的压缩视频时，对应输出所述时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息。

进一步，所述超高清智能视频电子警察系统系统，还包括：

总控模块，用于接收所述视频压缩模块输出的所述违章事件的视频段的压缩视频、时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息；并将所述时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息作为所述违章事件的事件信息，对应于所述违章事件的视频段的压缩视频，一并通过网络上传于违章信息存储数据库，以备查询和检索。

进一步，所述超高清智能视频电子警察系统系统，还包括：

光圈控制单元，用于对所述成像模块拍摄的视频进行光照分析，并根据光照分析结果对所述成像模块的摄像机的光圈进行自动调整。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种超高清智能视频电子警察系统判定车辆违章的方法，包括：

所述系统中的智能分析模块的控制分析单元，每接收到所述系统中的成像模块拍摄的一帧视频时，将该帧视频，以及该帧视频的前一、二帧视频并行分别输出到所述智能分析模块中的车辆检测单元、车辆特征提取单元、违章信息判定单元；

所述车辆检测单元接收到该帧视频后，从该帧视频中确定出车辆的目标区域作为该帧视频的车辆检测结果进行缓存；

所述车辆特征提取单元接收到该帧视频的前一帧视频后，根据所述车辆检测单元缓存的该帧视频的前一帧视频的车辆检测结果，确定出在该帧视频的前一帧视频的车辆的目标区域中，车辆的特征信息，包括：车牌号；

所述违章状态判定单元接收到该帧视频的前二帧视频后，检测接收到的视频中的信号灯状态，并结合所述车辆检测单元缓存的该帧视频的前二帧视频的车辆检测结果，判定接收到的视频中的车辆的违章状态。

较佳地，在所述将该帧视频，以及该帧视频的前一、二帧视频并行分别输出到所述智能分析模块中的车辆检测单元、车辆特征提取单元、违章信息判定单元后，还包括：

所述控制分析单元根据所述违章状态判定单元对接收到的视频中的车辆的违章状态的判定结果，确定出违章事件的视频段；并将确定出的违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag发送至所述系统中的视频压缩模块；

所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出；

其中，所述视频压缩模块与所述成像模块连接，接收所述成像模块输出的每帧视频及其flag，并对接收的每帧视频进行压缩缓存；

对于每帧视频，该帧视频的flag是由所述成像模块在拍摄该帧视频后为其唯一分配的。

较佳地，所述将确定出的违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag发送至所述系统中的视频压缩模块时，还包括：

所述控制分析单元还将从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息发送至所述视频压缩模块；以及

在所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出之前还包括：

所述视频压缩模块从所述违章事件的视频段的压缩视频中确定出所述首帧、尾帧视频的时间信息；以及

在所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出时，还包括：

所述视频压缩模块还对应输出所述时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息。

较佳地，在所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出后，还包括：

所述系统的总控模块接收所述视频压缩模块输出的所述违章事件的视频段的压缩视频、时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息后，将所述时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息作为所述违章事件的事件信息，对应于所述违章事件的视频段的压缩视频，一并通过网络上传于违章信息存储数据库，以备查询和检索。

较佳地，所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频，具体包括：

所述视频压缩模块在具有N条检索记录的循环列表中，查找出具有所述首帧视频的flag的检索记录，以及具有所述尾帧视频的flag的检索记录；根据查找到的两个检索记录之间的各检索记录中所记录的视频帧的压缩视频的存储地址，获取到压缩视频；将获取到的压缩视频组成所述违章事件的视频段的压缩视频；

其中，所述循环列表由所述视频压缩模块维护：在所述视频压缩模块每接收到所述成像模块拍摄的一帧视频，对其进行压缩存储后，生成该帧视频的检索记录，所述检索记录包括：该帧视频的flag以及该帧视频的压缩视频的存储地址；并将该帧视频的检索记录插入到所述循环列表中、写指针所指向的检索记录的存储位置后，将所述写指针指向所述循环列表中下一条检索记录的存储位置。

本发明的技术方案中，由于在超高清智能视频电子警察系统的智能分析模块中增加了控制分析单元，智能分析模块在进行视频数据的分析时，控制分析单元可以将接收到的一帧视频以及该帧视频的前一、二帧视频分别输出到智能分析模块的车辆检测单元、车辆特征提取单元以及违章状态判定单元，车辆检测单元、车辆特征提取单元以及违章状态判定单元分别对本单元接收的视频帧进行独立分析，实现了智能分析模块对视频的分帧并行处理，从而，提高了视频数据的处理效率，可以保证大量视频数据的处理实时性。由此，本发明的超高清智能视频电子警察系统可采用500万像素以上（比如800万像素）的摄像机进行拍摄，并可以保证视频处理的实时性。

附图说明

图1为现有技术的智能视频电子警察系统的内部结构框图；

图2为本发明实施例的超高清智能视频电子警察系统的内部结构框图；

图3为本发明实施例的车辆特征提取单元的内部结构框图；

图4为本发明实施例的违章状态判定单元的内部结构框图；

图5为本发明实施例的具有N条检索记录的循环列表的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

本发明的发明人对现有的智能视频电子警察系统进行分析：现有的智能视频电子警察系统中的智能分析模块在接收到成像模块输出的一帧视频后，智能分析模块中的各单元依次对该帧视频进行分析，即串行处理方式；这样，智能分析模块在判定出该帧视频中的车辆的违章状态后，才会处理接收到的下一帧视频。

由此考虑到，可以使智能分析模块中的各单元分别接收不同的视频帧，各单元分别对本单元接收到的一帧视频处理完成后，将处理得到的结果或信息在一个公共缓存中进行缓存，各单元可以在公共缓存中读取或调用所需的结果或信息，以实现智能视频电子警察系统中的智能分析模块对视频数据的分帧并行处理，从而，可以提高视频数据的处理效率，并保证大量视频数据的处理实时性。

下面结合附图详细说明本发明的技术方案。本发明实施例提供的超高清智能视频电子警察系统的内部结构框图，如图2所示，具体包括：成像模块201、智能分析模块202。

成像模块201用于进行视频拍摄，并输出拍摄的视频；进一步，成像模块201还可对拍摄的每帧视频分配唯一标识flag，并对于每帧视频，同时输出该帧视频及其flag；其中，成像模块201输出的拍摄的视频可以为非压缩YUV数据。

智能分析模块202用于对成像模块201输出的视频进行分析，判定出其中车辆的违章状态；具体地，智能分析模块202可以通过SRIO（Serial RapidInput/Output，串行高速输入输出）接口接收成像模块201输出的视频。

上述智能分析模块202中具体可以包括以下单元：控制分析单元221、车辆检测单元222、车辆特征提取单元223和违章状态判定单元224。

本发明的超高清智能视频电子警察系统中的智能分析模块202判定车辆违章的方法为：智能分析模块202的控制分析单元221每接收到成像模块201输出的一帧视频时，将该帧视频，以及该帧视频的前一、二帧视频并行分别输出到智能分析模块202的车辆检测单元222、智能分析模块202的车辆特征提取单元223、智能分析模块202的违章状态判定单元224。

智能分析模块202的车辆检测单元222接收到该帧视频后，从该帧视频中确定出车辆的目标区域作为该帧视频的车辆检测结果进行缓存。车辆检测单元222还可将该帧视频的车辆检测结果返回给控制分析单元221。

智能分析模块202的车辆特征提取单元223接收到该帧视频的前一帧视频后，根据智能分析模块202的车辆检测单元222缓存的该帧视频的前一帧视频的车辆检测结果，确定出在该帧视频的前一帧视频的车辆的目标区域中，车辆的特征信息，包括：车牌号、车道号、车辆类型、车身颜色；并将确定出的车辆的特征信息进行缓存。车辆特征提取单元223还可将确定出的该帧视频的前一帧视频的车辆的特征信息返回给控制分析单元221。

智能分析模块202的违章状态判定单元224接收到该帧视频的前二帧视频后，检测接收到的视频中的信号灯状态，并结合智能分析模块202的车辆检测单元222缓存的该帧视频的前二帧视频的车辆检测结果，判定接收到的视频中的车辆的违章状态，将违章状态的判定结果输出。违章状态判定单元224还可将该帧视频的前二帧视频的违章状态的判定结果返回给控制分析单元221。

其中，智能分析模块202的车辆特征提取单元223的内部结构框图，如图3所示，具体包括：车牌识别子单元301和特征检测子单元302。

车牌识别子单元301用于在车辆检测单元222确定出的车辆的目标区域中，进行车辆的车牌的定位和识别，确定出车辆的车牌号；

特征检测子单元302用于从在车辆检测单元222确定出的车辆的目标区域中，识别车辆的车道号、车辆类型、车身颜色；并将识别出的车辆的车道号、车辆类型、车身颜色与车牌识别子单元301确定出的该车辆的车牌号进行对应后，作为该车辆的特征信息进行缓存。

智能分析模块202的违章状态判定单元224的内部结构框图，如图4所示，具体包括：信号灯检测子单元401和违章状态分析子单元402。

信号灯检测子单元401用于从智能分析模块202的控制分析单元221接收到一帧视频后，检测接收到的视频中的信号灯状态；

违章状态分析子单元402用于根据信号灯检测子单元401检测到的信号灯状态，并结合智能分析模块202的车辆检测单元222缓存的该帧视频的车辆检测结果，判定接收到的视频中的车辆的违章状态，将违章状态的判定结果输出。

由于本发明的智能分析模块202中的车辆检测单元222、车辆特征提取单元223和违章状态判定单元224可以分别对三帧不同的视频帧数据进行并行处理，从而大大提高了视频数据的处理效率，这在处理大量视频数据时，视频数据的处理效率提高的效果将会更加明显，可以保证大量视频数据的处理实时性。

作为一种更优的实施方式，为了更进一步提高视频数据的处理效率，本发明的技术方案中，采用了智能分析与视频压缩同步处理的方案；而不是如现有技术在判定出违章视频后，再对违章视频进行压缩；也就是说，应用本发明的技术方案，在判定出违章视频的同时，就可以获得该违章视频的压缩视频，从而更进一步提高了视频数据的处理效率。因此，本发明的超高清智能视频电子警察系统还可包括：视频压缩模块203。

视频压缩模块203用于接收成像模块201输出的每帧视频及其flag，并对接收的每帧视频进行压缩缓存；其中，视频压缩模块203具体可以通过LDVS（Low Voltage Differential Signaling，低压差分信号）接口接收成像模块201输出的每帧视频及其flag。也就是说，视频压缩模块203与智能分析模块202同步接收成像模块201输出的视频。

上述的智能分析模块202的控制分析单元221还用于接收成像模块201输出的每帧视频的flag；而且，智能分析模块202的控制分析单元221可以根据智能分析模块202的违章状态判定单元224对接收到的视频中的车辆的违章状态的判定结果，确定出违章事件的视频段；事实上，对于一个违章事件通常会拍摄到一系列的具有违章状态的视频帧。控制分析单元221在获取违章状态判定单元224对每帧视频帧所返回的车辆的违章状态的判定结果后，将一系列连续的具有违章状态（即判定结果为车辆违章）的视频帧确定为一次违章事件的视频段。

智能分析模块202的控制分析单元221将确定出的违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag，以及违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息发送至视频压缩模块203；其中，智能分析模块202的控制分析单元221发送至视频压缩模块203的信息可以如下表1所示。

表1

flag

车牌号码

车道号

车辆类型

车身颜色

相应地，视频压缩模块203还可以根据控制分析单元221发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应违章事件的视频段的压缩视频进行输出，具体方法为：

视频压缩模块203在具有N条检索记录的循环列表（如图5所示）中，查找出具有首帧视频的flag的检索记录，以及具有尾帧视频的flag的检索记录；根据查找到的两个检索记录之间的各检索记录中所记录的视频帧的压缩视频的存储地址，获取到压缩视频；将获取到的压缩视频组成违章事件的视频段的压缩视频后进行输出；其中，视频压缩模块203压缩视频的模式可以采用H.264、AVS（Audio Video coding Standard，音视频编码标准）等；N为整数，且具体可以根据设置的存储空间的大小来确定，或者，根据一辆车辆通过超高清智能视频电子警察系统所监控的区域的统计时间来确定，比如，一辆车辆通过该区域的时间一般不超过30s，若每秒拍摄25帧视频，30s共750帧，则可以将N设置为750。

事实上，上述的循环列表是由视频压缩模块203来维护的：在视频压缩模块203每接收到成像模块201拍摄的一帧视频，对其进行压缩存储后，生成该帧视频的检索记录，检索记录（如下表2所示）包括：该帧视频的flag、该帧视频的压缩视频的存储地址，以及该帧视频的帧类型（I帧、P帧、B帧，关键帧、差别帧、双向差别帧）；并将该帧视频的检索记录插入到循环列表中、写指针（write指针）所指向的检索记录的存储位置后，将写指针指向所述循环列表中逆时针方向的下一条检索记录的存储位置。

表2

flag

帧类型

存储地址

时间戳

此外，视频压缩模块203还用于从违章事件的视频段的压缩视频中确定出首帧、尾帧视频的时间信息；并在输出违章事件的视频段的压缩视频时，对应输出所述时间信息，以及从违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息。其中，视频压缩模块203确定出首帧、尾帧视频的时间信息具体为：将首帧、尾帧视频的flag信息替换为时间信息，并以时间戳的方式对首帧、尾帧视频的时间信息进行存储，如下表3所示。

表3

时间戳

车牌号码

车道号

车辆类型

车身颜色

事实上，在视频压缩模块203根据控制分析单元221发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应违章事件的视频段的压缩视频时，视频压缩模块203往往根据首帧、尾帧视频的flag以及I帧（关键帧）查找到对应违章事件的视频段的压缩视频，具体方法为：

视频压缩模块203在具有N条检索记录的循环列表中，确定出违章事件的视频段的起始帧视频的检索记录：设置read（读）指针、wirte（写）指针，令read=wirte，以read指针逆时针进行循环列表的查找，在查找到具有首帧视频的flag的检索记录后，将read指针指到具有首帧视频的flag的检索记录；之后，在循环列表中从read指针的位置处开始进行顺时针查找，在查找到最近的、类型为I帧的视频帧时，将该查找到的I视频帧的检索记录作为违章事件的视频段的起始帧视频的检索记录。

视频压缩模块203在确定出违章事件的视频段的起始帧视频的检索记录后，在具有N条检索记录的循环列表中，确定出违章事件的视频段的终止帧视频的检索记录：令read=wirte，以read指针从具有违章事件的视频段的首帧视频的检索记录开始，逆时针进行查找；查找到具有尾帧视频的flag的检索记录后，若查找到的检索记录中记录的帧类型为I帧，则将该检索记录作为违章事件的视频段的终止帧视频的检索记录；否则，继续查找，将最近的、类型为I帧的检索记录作为违章事件的视频段的终止帧视频的检索记录。

视频压缩模块203根据确定出的违章事件的视频段的起始帧视频的检索记录与违章事件的视频段的终止帧视频的检索记录之间的各检索记录中所记录的视频帧的压缩视频的存储地址，获取到压缩视频；将获取到的压缩视频组成违章事件的视频段的压缩视频后进行输出。

进一步，超高清智能视频电子警察系统还可包括：总控模块204。

总控模块204用于接收视频压缩模块203输出的违章事件的视频段的压缩视频、时间信息，以及从违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息；并将所述时间信息，以及从违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息作为违章事件的事件信息，对应于违章事件的视频段的压缩视频，一并通过网络上传于违章信息存储数据库，以备查询和检索。事实上，违章信息存储数据库通常设置在交警数据中心的服务器上；需要对违章信息存储数据库中的视频进行查询或检索时，可以根据时间戳、车牌号等信息快速检索到相应的违章事件的视频。

进一步，超高清智能视频电子警察系统还可包括：成像控制模块205、电源模块（图中未标）。

成像控制模块205用于控制成像模块201中的光圈以及驱雾装置，保证成像模块201拍摄的视频的清晰度；进一步，成像控制模块205具体可以包括：光圈控制单元251和驱雾控制单元252。

其中，光圈控制单元251用于对成像模块201拍摄的视频进行光照分析，并根据光照分析结果对成像模块201的摄像机的光圈进行自动调整。其中，光圈控制单元251将每帧视频的指定区域的平均亮度或者每帧视频中的车牌对比度根据实际情况进行划分等级，并对应地将光圈大小划分等级，在判断出当前拍摄的视频帧的平均亮度或者车牌对比度的等级后，自动调整光圈，使光圈的等级与当前拍摄的视频帧的平均亮度或者车牌对比度的等级相对应。

驱雾控制单元252用于通过置于成像模块201中的玻璃湿度传感器控制驱雾装置进行加热，以驱散成像模块201的玻璃上的雾气。

电源模块用于对超高清智能视频电子警察系统的各模块进行供电。

本发明的超高清智能视频电子警察系统判定车辆违章的方法，是基于上述的超高清智能视频电子警察系统中的各模块以及各模块中的各单元的功能来实现的。

本发明的技术方案中，在超高清智能视频电子警察系统的智能分析模块中增加了控制分析单元，智能分析模块在进行视频数据的分析时，控制分析单元可以将接收到的一帧视频以及该帧视频的前一、二帧视频分别输出到智能分析模块的车辆检测单元、车辆特征提取单元以及违章状态判定单元，车辆检测单元、车辆特征提取单元以及违章状态判定单元分别对本单元接收的视频帧进行独立分析，实现了智能分析模块对视频的分帧并行处理，从而，提高了视频数据的处理效率，可以保证大量视频数据的处理实时性。由此，本发明的超高清智能视频电子警察系统可采用500万像素以上（比如800万像素）的摄像机进行拍摄，并可以保证视频处理的实时性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超高清智能视频电子警察系统，其特征在于，包括：

成像模块，用于进行视频拍摄，并输出拍摄的视频；

智能分析模块，用于对所述成像模块输出的视频进行分析，判定出其中车辆的违章状态；所述智能分析模块包括：控制分析单元、车辆检测单元、车辆特征提取单元、违章状态判定单元；其中，

所述控制分析单元用于每接收到所述成像模块输出的一帧视频时，将该帧视频，以及该帧视频的前一、二帧视频并行分别输出到所述车辆检测单元、车辆特征提取单元、违章状态判定单元；

所述车辆检测单元接收到该帧视频后，从该帧视频中确定出车辆的目标区域作为该帧视频的车辆检测结果进行缓存；

所述车辆特征提取单元接收到该帧视频的前一帧视频后，根据所述车辆检测单元缓存的该帧视频的前一帧视频的车辆检测结果，确定出在所述前一帧视频的车辆的目标区域中的车辆的特征信息，所述车辆的特征信息包括车牌号；

所述违章状态判定单元接收到该帧视频的前二帧视频后，检测接收到的视频中的信号灯状态，并结合所述车辆检测单元缓存的该帧视频的前二帧视频的车辆检测结果，判定接收到的视频中的车辆的违章状态。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述成像模块还用于对拍摄的每帧视频分配唯一标识flag，并对于每帧视频，同时输出该帧视频及其flag；以及

所述控制分析单元还用于接收所述成像模块输出的每帧视频的flag；以及

所述系统还包括：

视频压缩模块，用于接收所述成像模块输出的每帧视频及其flag，并对接收的每帧视频进行压缩缓存；以及

所述控制分析单元还用于根据所述违章状态判定单元对接收到的视频中的车辆的违章状态的判定结果，确定出违章事件的视频段；并将确定出的违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag发送至所述视频压缩模块；以及

所述视频压缩模块还用于根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述控制分析单元还用于在将所述违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag发送至所述视频压缩模块时，还将从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息发送至所述视频压缩模块；

以及所述视频压缩模块还用于从所述违章事件的视频段的压缩视频中确定出所述首帧、尾帧视频的时间信息；并在输出所述违章事件的视频段的压缩视频时，对应输出所述时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：

总控模块，用于接收所述视频压缩模块输出的所述违章事件的视频段的压缩视频、时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息；并将所述时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息作为所述违章事件的事件信息，对应于所述违章事件的视频段的压缩视频，一并通过网络上传于违章信息存储数据库，以备查询和检索。

5.如权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，还包括：

光圈控制单元，用于对所述成像模块拍摄的视频进行光照分析，并根据光照分析结果对所述成像模块的摄像机的光圈进行自动调整。

6.一种超高清智能视频电子警察系统判定车辆违章的方法，包括：

所述系统中的智能分析模块的控制分析单元，每接收到所述系统中的成像模块拍摄的一帧视频时，将该帧视频，以及该帧视频的前一、二帧视频并行分别输出到所述智能分析模块中的车辆检测单元、车辆特征提取单元、违章信息判定单元；

所述车辆检测单元接收到该帧视频后，从该帧视频中确定出车辆的目标区域作为该帧视频的车辆检测结果进行缓存；

所述车辆特征提取单元接收到该帧视频的前一帧视频后，根据所述车辆检测单元缓存的该帧视频的前一帧视频的车辆检测结果，确定出在所述前一帧视频的车辆的目标区域中的车辆的特征信息，所述车辆的特征信息包括车牌号；

所述违章状态判定单元接收到该帧视频的前二帧视频后，检测接收到的视频中的信号灯状态，并结合所述车辆检测单元缓存的该帧视频的前二帧视频的车辆检测结果，判定接收到的视频中的车辆的违章状态。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述将该帧视频，以及该帧视频的前一、二帧视频并行分别输出到所述智能分析模块中的车辆检测单元、车辆特征提取单元、违章信息判定单元后，还包括：

所述控制分析单元根据所述违章状态判定单元对接收到的视频中的车辆的违章状态的判定结果，确定出违章事件的视频段；并将确定出的违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag发送至所述系统中的视频压缩模块；

所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出；

其中，所述视频压缩模块与所述成像模块连接，接收所述成像模块输出的每帧视频及其flag，并对接收的每帧视频进行压缩缓存；

对于每帧视频，该帧视频的flag是由所述成像模块在拍摄该帧视频后为其唯一分配的。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将确定出的违章事件的视频段的首帧、尾帧视频的flag发送至所述系统中的视频压缩模块时，还包括：

所述控制分析单元还将从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息发送至所述视频压缩模块；以及

在所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出之前还包括：

所述视频压缩模块从所述违章事件的视频段的压缩视频中确定出所述首帧、尾帧视频的时间信息；以及

在所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出时，还包括：

所述视频压缩模块还对应输出所述时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频进行输出后，还包括：

所述系统的总控模块接收所述视频压缩模块输出的所述违章事件的视频段的压缩视频、时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息后，将所述时间信息，以及从所述违章事件的视频段中确定出的车辆的特征信息作为所述违章事件的事件信息，对应于所述违章事件的视频段的压缩视频，一并通过网络上传于违章信息存储数据库，以备查询和检索。

10.如权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于，所述视频压缩模块根据所述控制分析单元发送的首帧、尾帧视频的flag查找到对应所述违章事件的视频段的压缩视频，具体包括：

所述视频压缩模块在具有N条检索记录的循环列表中，查找出具有所述首帧视频的flag的检索记录，以及具有所述尾帧视频的flag的检索记录；根据查找到的两个检索记录之间的各检索记录中所记录的视频帧的压缩视频的存储地址，获取到压缩视频；将获取到的压缩视频组成所述违章事件的视频段的压缩视频；

其中，所述循环列表由所述视频压缩模块维护：在所述视频压缩模块每接收到所述成像模块拍摄的一帧视频，对其进行压缩存储后，生成该帧视频的检索记录，所述检索记录包括：该帧视频的flag以及该帧视频的压缩视频的存储地址；并将该帧视频的检索记录插入到所述循环列表中、写指针所指向的检索记录的存储位置后，将所述写指针指向所述循环列表中下一条检索记录的存储位置。