CN105049915B - 一种机车视频数据完整性自动检测方法 - Google Patents

一种机车视频数据完整性自动检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种机车视频数据完整性自动检测方法，步骤包括：1）输入机车的多个待检测视频数据，获取每个待检测视频数据对应的视频信息，并将每个待检测视频数据采用预设封装格式进行封装；2）获取封装后的各个待检测视频数据分别进行检测，对每个待检测视频数据进行检测时，根据预设封装格式判断每个数据帧是否完整，以及根据每个数据帧的判断结果确定对应的待检测视频数据是否连续，并记录判断为不完整数据帧的信息以及确定为不连续视频数据所对应的视频信息。本发明具有实现操作简便、能够实现批量视频数据完整性的自动检测，同时检测效率高、检测精度高的优点。

Description

一种机车视频数据完整性自动检测方法
技术领域
本发明涉及机车视频监测技术领域，尤其涉及一种机车视频数据完整性自动检测方法。
背景技术
当前大部分的机车中均安装了车载视频监视系统，由此每天都会产生大量的视频数据，在获取视频数据后，需要对该数据进行确认分析，一方面需要保证其完整性，另一方面通过对视频数据的查看了解机车运行过程中的状态，为可能用于后期故障、事故分析等提供依据。
目前机车视频监视系统所产生的视频数据文件主要依靠段方信息化小组人员逐个进行播放来分析查看视频，即主要采用单个文件读入的形式依靠视频分析人员逐个检视视频数据，极大程度上都需要依赖于人工操作进行逐个视频文件的直接播放查看，一方面，这种人工检验机车视频文件的方法低效，无法获得较高的效率，当存在大量视频文件需要进行检测分析时，就不得不投入大量的人力进行该项工作；另一方面，依靠人力查看视频数据进行分析的方式还具有不精确、不够完整等问题，容易出现漏检、漏记的情况，而且对于单个数据帧的分析，依靠人工的查看通常无法看出单个视频数据帧的问题，例如若视频文件出现丢帧或者帧内数据错误，往往无法直接发现，流行的视频播放器也都会自动将视频中的错误帧或丢帧自动跳过，从而掩盖视频数据文件的真实情况；此外，人工检测分析机车视频后，如需要回溯到目标视频，也无法快速定位发生某个事件或某个状态的时间点。
综上所述，目前亟需针对机车视频数据，提供一种能够实现自动批量机车视频数据完整性检测的方法，来解放枯燥重复的视频数据分析工作，同时提高检测效率以及检测精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现操作简便、能够实现批量视频数据完整性的自动检测，同时检测效率高、检测精度高的机车视频数据完整性自动检测方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种机车视频数据完整性自动检测方法，步骤包括：
1）输入机车的多个待检测视频数据，获取每个待检测视频数据对应的视频信息，并将每个待检测视频数据采用预设封装格式进行封装；
2）获取封装后的各个待检测视频数据分别进行检测，对每个待检测视频数据进行检测时，根据所述预设封装格式判断每个数据帧是否完整，以及根据每个数据帧的判断结果确定对应的待检测视频数据是否连续，并记录判断为不完整数据帧的信息以及确定为不连续视频数据所对应的视频信息。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中对一个待检测视频数据进行检测的具体步骤为：
2.1）读取当前待检测视频数据的一个数据帧作为当前数据帧，转入执行步骤2.2）；
2.2）根据所述预设封装格式对当前数据帧进行判断，如果判断为完整数据帧，则转入执行步骤2.3）；如果判断为不完整数据帧，转入执行步骤2.4）；
2.3）计算当前数据帧与上一个数据帧之间的时间差，其中如果计算得到的时间差大于预设帧间最大时间差阈值，则确定当前待检测视频数据为不连续视频数据，记录当前待检测视频数据所对应的视频信息；转入执行步骤2.5）；
2.4）记录当前数据帧的信息，并统计当前连续判断为不完整数据帧的数目，其中若统计的数据大于预设不完整数据帧阈值，则确定当前待检测视频数据为不连续视频数据，记录当前待检测视频数据所对应的视频信息；转入执行步骤2.5）；
2.5）读取下一个数据帧作为当前数据帧，返回执行步骤2.2），直至读取完所有数据帧。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2.2）中根据所述预设封装格式对当前数据帧进行判断的具体步骤为：
2.21）对当前数据帧进行逐字节读取，读取到数据包头部分时，根据所述预设封装格式判断所述数据包头部分是否完整，如果完整，转入执行步骤2.22）；如果不完整，判断为不完整数据帧，并记录当前数据帧的信息；
2.22）获取所述数据包头部分中记录的帧长度；读取当前数据帧的数据段部分，获取得到当前数据帧的实际帧长度，并判断所述实际帧长度与记录的帧长度是否一致，若一致，判断为完整数据帧；若不一致，则判断为不完整数据帧，并记录当前数据帧的信息。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1）中视频数据采用PS视频格式封装；所述步骤2.21）中判断所述数据包头部分是否完整的具体步骤为：将读取的所述数据包头部分与标准的PS视频格式的数据包头部分进行比对，根据比对结果判定所述数据包头部分是否完整。
作为本发明的进一步改进，所述帧间时间差阈值为3/帧率；所述最大连续不完整数据帧阈值为1+帧率/10。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中记录的所述不完整数据帧的信息、所述确定为不连续视频数据所对应的视频信息均包括时间信息。
作为本发明的进一步改进，其特征在于：所述步骤1）中视频信息包括视频数据对应的视频通道、监视位置、起始时间信息、机车车次以及机车车号信息中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中还包括检测日志文件生成步骤，具体步骤为：记录每个待检测视频数据的持续时间长度，并获取每个待检测视频数据的所有记录的信息生成检测日志文件。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2）后还包括数据融合步骤，具体步骤为：读取机车运行数据以及对应的时间信息，根据时间信息将机车运行数据与机车视频数据进行匹配关联，得到机车运行数据与机车视频数据融合数据。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）本发明通过判断每个待检测视频数据中单个数据帧是否完整，可以检测出单个数据帧是否存在丢帧或帧内数据错误，同时根据每个数据帧的判断结果进一步确定视频数据的连续性，可检测是否存在丢帧或错误帧，从而可实现视频数据的完整性自动检测，且检测的效率及精度高；
2）本发明通过对每个视频数据进行逐帧扫描，获取视频数据帧中的关键值信息，由关键值信息判断数据帧的完整性，同时依据视频数据的连续性判断逻辑，实现对视频数据的连续性判断，能够实现快速、高效的完整性检测，同时精确定位丢帧和错误帧位置；
3）本发明可同时实现批量视频数据的完整性检测，同时记录得到存在异常的视频数据信息，根据记录的信息即可生成完整性的精确检测报告，大大降低了所需的人工成本，且只需根据生成的报告即可直接判断出视频数据的完整性以及存在异常的视频数据、数据帧位置；
4）本发明进一步的通过对视频数据进行逐帧的解包，将每个数据帧与封装格式进行比对中以判断是否完整，同时通过帧间最大时间差阈值、不完整数据帧阈值的比较来判定视频数据是否连续，判断检测过程简单，同时对视频数据实现有效的完整性检测；
5）本发明进一步在检测到不完整数据帧、不连续视频数据的异常情况时，同时提取相应的时间戳信息，从而可根据提取的时间戳信息快速定位到对应异常位置，便于后续进行回溯查看；
6）本发明进一步将机车视频数据与机车运行数据通过时间信息进行融合，相比于传统的仅针对于视频数据本身的分析处理，能够实现视频数据在特定时间点、特定运行环境下的可视化展示，方便迅速定位指定时间、速度、公里标等机车运行参数下的视频，极大改善视频的查找定位效率，达到更加全面的问题故障的分析效果。
附图说明
图1是本实施例机车视频数据完整性自动检测方法的实现流程示意图。
图2是本实施例步骤2）的具体实现流程示意图。
图3是本实施例中单个数据帧完整性判断的实现流程示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例机车视频数据完整性自动检测方法，步骤包括：
1）输入机车的多个待检测视频数据，获取每个待检测视频数据对应的视频信息，并将每个待检测视频数据采用预设封装格式进行封装；
2）获取封装后的各个待检测视频数据分别进行检测，对每个待检测视频数据进行检测时，根据预设封装格式判断每个数据帧是否完整，以及根据每个数据帧的判断结果确定对应的待检测视频数据是否连续，并记录判断为不完整数据帧的信息以及确定为不连续视频数据所对应的视频信息。
本实施例通过判断每个待检测视频数据中单个数据帧是否完整，可以检测出单个数据帧是否存在丢帧或帧内数据错误，根据每个数据帧的判断结果进一步确定视频数据的连续性，可检测是否存在丢帧或错误帧，从而可实现批量视频数据的完整性自动检测，且检测的效率及精度高。
本实施例通过输入多个待检测视频数据执行批量视频数据的检测，同时记录得到存在异常的视频数据信息，根据记录的信息即可生成完整性的精确检测报告，大大降低了所需的人工成本，且只需根据生成的报告即可直接判断出视频数据的完整性以及存在异常的视频数据、数据帧位置。
本实施例中，输入待检测视频数据后首先将各待检测视频数据按照顺序进行组织存储，并记录对应的视频信息，视频信息包括视频数据对应的视频通道、监视位置、起始时间信息、机车车次以及机车车号信号中的一种或多种。本实施例具体是将视频通道、监视位置、视频数据文件创建起始时间、车次、车号以文件名的形式在各视频数据文件上进行记录，如记录为：视频数据文件创建起始时间_视频通道_监视位置_车次_车号.mp4，通过文件名标记各视频数据对应的视频信息，每个视频数据文件最大记录长度设置为15分钟，将每天的视频数据文件按照时间顺序进行存储。在读取按照上述形式存储的机车视频数据时，根据文件名中的关键字段即可确定该视频数据的视频信息，将每个视频数据对应的视频信息存储在数据库中并进行分类。本实施例具体在视频信息与视频数据之间建立对应链接关系，从而使得当需要查找视频数据时，可以直接进行对视频数据文件进行定位，以提高检索效率。
当然在其他实施例中，各待检测视频数据也可以根据实际需求按照其他顺序组织及记录对应的视频信息，例如可通过构建一个数据记录表，将视频信息一一对应的记录至数据记录表中，以便于后续读取。
本实施例中各视频数据采用标准的PS（Program Stream，节目流）视频格式进行封装，后续则可根据标准的PS视频格式判断每个数据帧的完整性，在其他实施例中，也可以根据需求采用其他方式的封装格式。
本实施例中，步骤2）中记录的不完整数据帧的信息、确定为不连续视频数据所对应的视频信息均包括时间信息，通过提取异常时相应的时间戳信息，从而可根据提取的时间戳信息快速定位到对应异常位置，便于后续进行回溯查看。
如图2所示，本实施例步骤2）中对一个待检测视频数据进行检测的具体步骤为：
2.1）读取当前待检测视频数据的一个数据帧作为当前数据帧，转入执行步骤2.2）；
2.2）根据预设封装格式对当前数据帧进行判断，如果判断为完整数据帧，则转入执行步骤2.3）；如果判断为不完整数据帧，转入执行步骤2.4）；
2.3）计算当前数据帧与上一个数据帧之间的时间差，如果计算得到的时间差大于预设帧间最大时间差阈值，则确定当前待检测视频数据为不连续视频数据，记录当前待检测视频数据所对应的视频信息；转入执行步骤2.5）；
2.4）记录当前数据帧的信息，并统计当前连续判断为不完整数据帧的数目，若统计的数据大于预设不完整数据帧阈值，则确定当前待检测视频数据为不连续视频数据，记录当前待检测视频数据所对应的视频信息；转入执行步骤2.5）；
2.5）读取下一个数据帧作为当前数据帧，返回执行步骤2.2），直至读取完所有数据帧。
本实施例首先由帧率设定帧间最大时间差阈值和不完整数据帧阈值，然后逐一进行单一视频数据帧的完整性检查，并设定一个不完整数据帧计数器，每一个数据帧完整性判断完成时，当视频数据帧判断为不完整时，则不完整数据帧计数器加1 ，记录该数据帧的时间戳，同时由不完整数据帧计数器的值判断是否超过不完整数据帧阈值，以确定当前连续判断为不完整的数据帧数是否超过不完整数据帧阈值，如果是，则记录该视频数据的断开事件以及原因，以写入检测日志中；当视频数据帧判断为完整时，则将不完整数据帧计数器清零，同时判断当前数据帧与上一个数据帧之间的时间差是否超出帧间最大时间差，如果是，则记录该视频断开事件及原因，以写入检测日志中。
本实施例通过对每个视频数据进行逐帧扫描，获取视频数据帧中帧长度等的关键值信息，由关键值信息判断数据帧的完整性，同时依据视频数据的连续性判断逻辑，实现对视频数据的连续性判断，能够实现快速、高效的完整性检测，同时精确定位丢帧和错误帧位置。
本实施例中，步骤2.2）中根据预设封装格式对当前数据帧进行判断的具体步骤为：
2.21）对当前数据帧进行逐字节读取，读取到数据包头部分时，根据预设封装格式判断数据包头部分是否完整，如果完整，转入执行步骤2.22）；如果不完整，判断为不完整数据帧，并记录当前数据帧的信息；
2.22）获取数据包头部分中记录的帧长度；读取当前数据帧的数据段部分，获取得到当前数据帧的实际帧长度，并判断所述实际帧长度与记录的帧长度是否一致，若一致，判断为完整数据帧；若不一致，则判断为不完整数据帧，并记录当前数据帧的信息。
本实施例是视频数据是采用PS视频格式封装，则步骤2.21）中判断数据包头部分是否完整的具体步骤为：将数据包头部分与标准的PS视频格式的数据包头部分进行比对，根据比对结果判定数据包头部分是否完整，及若比对结果一致，则判定数据包头部分完整；若比对结果不一致，则判定数据包头部分不完整。
如图3所示，本实施例单个数据帧的完整性判断时，具体通过逐字节读取视频数据，找出第一个PS视频数据帧的包头起始标识码，按照标准的PS_HEADER_tag结构体进行比对，检查数据帧包头部分是否存在错误或丢失，若存在错误、丢失情况，则丢弃该帧，并记录当前文件名和前一正常数据帧时间；若数据包头正常，取出数据包头中记录的帧长度和当前数据帧的相对时间信息，相对时间信息为当前数据帧与视频数据起始时间的时间差，本实施例每个视频数据文件的起始时间取0；完成数据包头的完整性判断后，继续读取视频数据，直至下一个数据帧包头起始标识码，即读取完当前帧的数据段部分，获取得到当前数据帧的实际帧长度，将实际帧长度与数据包头中记录的帧长度进行比对，若一致，则说明当前数据帧完整，则取下一个数据帧重复以上过程；若不一致，则丢弃该数据帧并记录当前文件名（即视频信息）和当前数据帧的时间信息，继续寻找下一个PS视频数据帧包头起始标识码重复以上过程。
在每个数据帧完成完整性判断后，本实施例基于视频数据的连续性判断逻辑进行数据帧之间的连续性检查，从而最终判定视频数据的完整性。本实施例根据视频数据帧率fps预先设定帧间时间差阈值以及最大连续不完整数据帧阈值，在每个数据帧完整性判断完成后由该两个阈值来确定视频数据的连续性，若超过阈值范围，则记录当前超出阈值范围原因和相应的文件名、当前数据帧的相对时间，并以当前视频数据记录的起始时间为依据，计算出视频间断的绝对时间点，即实际时间点，以用于后续对视频数据的定位。为避免出现误判并保证较好的检测效果，本实施例帧间时间差阈值具体设置为3/帧率（s），最大连续不完整数据帧阈值具体设置为1+帧率/10，如当帧率为25fps时，帧间时间差阈值设置为3/25=0.12s，最大连续不完整数据帧阈值设置为3帧。
本实施例中，步骤2）中还包括检测日志文件生成步骤，具体步骤为：记录每个待检测视频数据的持续时间长度，获取每个待检测视频数据的所有记录的信息生成检测日志文件。若当前视频文件第一个数据帧的起始相对时间不为0，则给出警告，并记录当前时间点文件异常，将上述记录的所有信息具体按通道和时间顺序存储于日志文件中，即可生成完整性的精确检测报告，只需根据生成的报告即可直接判断出视频数据的完整性以及存在异常的视频数据、数据帧位置。
本实施例中，步骤2）后还包括数据融合步骤，具体步骤为：读取机车运行数据以及对应的时间信息，根据时间信息将机车运行数据与机车视频数据进行匹配关联，得到机车运行数据与机车视频数据融合数据。
随着机车信息化的进一步推进以及大数据分析技术的大量运用，机车的数据融合也就成为越来越迫切的需求。本实施例将机车视频数据与机车运行数据进行融合，相比于传统的仅针对于视频数据本身的分析处理，能够实现视频数据在特定时间点、特定运行环境下的可视化展示，方便迅速定位指定时间、速度、公里标等机车运行参数下的视频，极大改善视频的查找定位效率，达到更加全面的问题故障的分析效果。
本实施例具体读取机车运行数据后，按关键字段存储在数据库中，与机车视频数据关键字段数据库进行匹配和连接，将机车当前运行状态和视频图像文件相关联，并精确定位至各个时间点，实现机车运行状态数据与视频数据的融合。当需要根据机车运行状态变化过程中获取某个时间点的视频时，则首先获取该点运行状态数据中的时间戳，然后以该时间戳找到所需的视频数据，定位至视频数据中所请求的时间点的视频。同时，本实施例将机车运行状态（如车速、公里标、管压等状态数据等）进行同步显示，使得能够查询所有关联的运行状态事件，实现视频与实际运行状态的联动。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种机车视频数据完整性自动检测方法，其特征在于，步骤包括：
1）输入机车的多个待检测视频数据，获取每个待检测视频数据对应的视频信息，并将每个待检测视频数据采用预设封装格式进行封装；
2）获取封装后的各个待检测视频数据分别进行检测，对每个待检测视频数据进行检测时，根据所述预设封装格式判断每个数据帧是否完整，以及根据每个数据帧的判断结果确定对应的待检测视频数据是否连续，并记录判断为不完整数据帧的信息以及确定为不连续视频数据所对应的视频信息；
所述步骤2）中对一个待检测视频数据进行检测的具体步骤为：
2.1）读取当前待检测视频数据的一个数据帧作为当前数据帧，转入执行步骤2.2）；
2.2）根据所述预设封装格式对当前数据帧进行判断，如果判断为完整数据帧，则转入执行步骤2.3）；如果判断为不完整数据帧，转入执行步骤2.4）；
2.3）计算当前数据帧与上一个数据帧之间的时间差，其中如果计算得到的时间差大于预设帧间最大时间差阈值，则确定当前待检测视频数据为不连续视频数据，记录当前待检测视频数据所对应的视频信息；转入执行步骤2.5）；
2.4）记录当前数据帧的信息，并统计当前连续判断为不完整数据帧的数目，其中若统计的数据大于预设最大连续不完整数据帧阈值，则确定当前待检测视频数据为不连续视频数据，记录当前待检测视频数据所对应的视频信息；转入执行步骤2.5）；
2.5）读取下一个数据帧作为当前数据帧，返回执行步骤2.2），直至读取完所有数据帧。
2.根据权利要求1所述的机车视频数据完整性自动检测方法，其特征在于，所述步骤2.2）中根据所述预设封装格式对当前数据帧进行判断的具体步骤为：
2.21）对当前数据帧进行逐字节读取，读取到数据包头部分时，根据所述预设封装格式判断所述数据包头部分是否完整，如果完整，转入执行步骤2.22）；如果不完整，判断为不完整数据帧，并记录当前数据帧的信息；
2.22）获取所述数据包头部分中记录的帧长度；读取当前数据帧的数据段部分，获取得到当前数据帧的实际帧长度，并判断所述实际帧长度与记录的帧长度是否一致，若一致，判断为完整数据帧；若不一致，则判断为不完整数据帧，并记录当前数据帧的信息。
3.根据权利要求2所述的机车视频数据完整性自动检测方法，其特征在于，所述步骤1）中视频数据采用PS视频格式封装；所述步骤2.21）中判断所述数据包头部分是否完整的具体步骤为：将读取的所述数据包头部分与标准的PS视频格式的数据包头部分进行比对，根据比对结果判定所述数据包头部分是否完整。
4.根据权利要求3所述的机车视频数据完整性自动检测方法，其特征在于：所述帧间最大时间差阈值为3/帧率；所述最大连续不完整数据帧阈值为1+帧率/10。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的机车视频数据完整性自动检测方法，其特征在于：所述步骤2）中记录的所述不完整数据帧的信息、所述确定为不连续视频数据所对应的视频信息均包括时间信息。
6.根据权利要求5所述的机车视频数据完整性自动检测方法，其特征在于：所述步骤1）中视频信息包括视频数据对应的视频通道、监视位置、起始时间信息、机车车次以及机车车号信息中的一种或多种。
7.根据权利要求1～4中任意一项所述的机车视频数据完整性自动检测方法，其特征在于：所述步骤2）中还包括检测日志文件生成步骤，具体步骤为：记录每个待检测视频数据的持续时间长度，并获取每个待检测视频数据的所有记录的信息生成检测日志文件。
8.根据权利要求1～4中任意一项所述的机车视频数据完整性自动检测方法，其特征在于，所述步骤2）后还包括数据融合步骤，具体步骤为：读取机车运行数据以及对应的时间信息，根据时间信息将机车运行数据与机车视频数据进行匹配关联，得到机车运行数据与机车视频数据融合数据。
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