CN106027958A - 格式化数据提取系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种格式化数据提取系统，包括摄像头传感器，采集原始图像数据；AD转换，将摄像头传感器采集的模拟信号转换成数字信号；图像处理模块，与AD转换的输出连接，采用图像识别技术区分定位采集到的图像数据中的字符串和人脸信息；图像编码器，根据图像处理模块定位的字符串和人脸的位置信息对图像进行编码，同时单独提取图像中对应人脸和字符串的位置进行高保真压缩，从而得到视频流和照片流；输出模块，将所述视频流和照片流通过网络对外输出。本格式化数据提取系统实时提供视频和字符串、人脸图像等关键细节格式化数据。系统提供的高保真字符串和人脸图像可以大数据应用，不利于机器识别的图像可以通过肉眼事后查验。
Description
技术领域
本发明涉及数据提取领域，尤其涉及一种格式化数据提取系统。
背景技术
在现有技术中，监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，管理部门可通过它获得有效数据、图像或声音信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆，用以提供高效、及时地指挥和高度、布置警力、处理案件等。随着当前计算机应用的迅速发展和推广，全世界掀起了一股强大的数字化浪潮，各种设备数字化已成为安全防护的首要目标。数码监控报警的性能特点是：监控画面实时显示，录像图象质量单路调节功能，每路录像速度可分别设置，快速检索，多种录像方式设定功能，自动备份，云台/镜头控制功能，网络传输等。
加装时间发生器，将时间显示叠加到图像中。在线路较长时加装音视频放大器以确保音视频监控质量。适用范围－－银行、证券营业场所、企事业单位、机关、商业场所内外部环境、楼宇通道、停车场、高档社区家庭内外部环境、图书馆、医院、公园。
视频监控系统产品包含光端机，光缆终端盒，云台，云台解码器，视频矩阵，硬盘录像机，监控摄像机，镜头，支架。视频监控系统组成部分包括监控前端、管理中心、监控中心、PC客户端及无线网桥。各组成部分的说明如下：
(1)监控前端：用于采集被监控点的监控信息，并可以配备报警设备。①普通摄像头+视频服务器。普通摄像头可以是模拟摄像头，也可以是数字摄像头。原始视频信号传到视频服务器，经视频服务器编码后，以TCP/IP协议通过网络传至其他设备。②网络摄像头。网络摄像头是融摄像、视频编码、Web服务于一体的高级摄像设备，内嵌了TCP/IP协议栈。可以直接连接到网络。
(2)管理中心：承担所有前端设备的管理、控制、报警处理、录像、录像回放、用户管理等工作。各部分功能分别由专门的服务器各司其职。
(3)监控中心：用于集中对所辖区域进行监控，包括电视墙、监控客户终端群组成。系统中可以有一个或多个监控中心。
(4)PC客户端：在监控中心之外，也可以由PC机接到网络上进行远程监控。
(5)无线网桥：无线网桥用于接入无线数据网络，并访问互联网。通过无线网桥，可以将IP网上的监控信息传至无线终端，也可以将无线终端的控制指令传给IP网上的视频监控管理系统。常用的无线网络为4G、WIFI网络。
目前现有的有线或无线网络摄像头，输出视频流中的特定细节不是十分清晰，关键特征看不太清楚，无法形成法律依据。例如，车牌字符、人脸等关键细节信息通过肉眼看不清楚，无法事后查验，导致存储的海量视频成为垃圾信息。采集到的原始视频像素太高或者不压缩，就会有超量的数据，给网络传输和存储带来较大的压力，且极大提高传输和存储成本。
发明内容
针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种格式化数据提取系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种格式化数据提取系统，包括：
摄像头传感器，采集原始图像数据；
AD转换，将摄像头传感器采集的模拟信号转换成数字信号；
图像处理模块(定制芯片或带有图像处理程序的FPGA器件)，与AD转换的输出连接，采用图像识别技术区分定位采集到的图像数据中的字符串和人脸信息；
图像编码器，根据图像处理模块定位的字符串和人脸的位置信息对图像进行编码，同时单独提取图像中对应人脸和字符串的位置进行高保真压缩，从而得到视频流和照片流；
输出模块，将所述视频流和照片流通过网络对外输出。
优选地，所述视频流的编码格式为h264、h265、avs2.0、mpeg4和m-jpeg中的至少一种。
优选地，所述照片流的编码格式为jpg、bmp、tiff和gif中的至少一种。
优选地，所述图像处理模块包括可编程器件、中央处理单元、存储器和通信端口，所述可编程器件和AD转换的输出连接，可编程器件、存储器和通信端口分别和中央处理单元通信连接。
优选地，所述可编程器件为FPGA，所述FPGA中固化有图像识别程序和图 像增强程序。
优选地，所述中央处理单元为DSP、ARM或ARM、FPGA等微型高速处理器。
优选地，还包括外壳，中央处理单元和/或FPGA通过超导材料连接到外壳实时散热。
优选地，在所述DSP、ARM或ARM、FPGA等微型高速处理器中固化有远程授权程序。
优选地，还包括故障自动检测及修复装置，所述故障自动检测及修复装置设置在外壳内。
与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：
本格式化数据提取系统实时提供视频和字符串、人脸图像等关键细节格式化数据。
本格式化数据提取系统提供的高保真字符串和人脸图像可以大数据应用，不利于机器识别的图像可以通过肉眼事后查验。
附图说明
图1为本发明格式化数据提取系统的数据提取流程示意图；
图2为本发明格式化数据提取系统的故障自动检测及修复装置检测故障示意图。
在图2中，Check-故障自动检测及修复装置；Fpga ic-FPGA；Ad ic-AD转换；
Process ic-中央处理器；Sensor ic-摄像头传感器；Nand flash ic-闪存器；
其他ic为系统内的其他集成芯片，其中故障自动检测及修复装置可以集成在FPGA或定制的芯片上。
具体实施方式
下面结合实施例及其图1-2对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种格式化数据提取系统，包括：
摄像头传感器，采集原始图像数据；
AD转换，将摄像头传感器采集的模拟信号转换成数字信号；
图像处理模块，与AD转换的输出连接，采用图像识别技术区分定位采集 到的图像数据中的字符串和人脸信息；
图像编码器，根据图像处理模块定位的字符串和人脸的位置信息对图像进行编码，同时单独提取图像中对应人脸和字符串的位置进行高保真压缩，从而得到视频流和照片流；
输出模块，将所述视频流和照片流通过网络对外输出。
视频流的编码格式为h264、h265、avs2.0、mpeg4和m-jpeg中的至少一种。
照片流的编码格式为jpg、bmp、tiff和gif中的至少一种。
图像处理模块包括可编程器件、中央处理单元、存储器和通信端口，可编程器件和AD转换的输出连接，可编程器件、存储器和通信端口分别和中央处理单元通信连接。
可编程器件为FPGA，FPGA中固化有图像识别程序和图像增强程序，或者固化有图像识别程序和图像增强程序的芯片(即定制芯片)。
中央处理单元为DSP、ARM或ARM、FPGA等微型高速处理器。
还包括外壳，中央处理单元或FPGA通过超导材料连接到外壳实时散热。由于中央处理单元和FPGA等芯片本身运算处理效率高，发热量会大，因此需要对其实时散热处理。
在所述DSP、ARM或ARM、FPGA等微型高速处理器中固化有远程授权程序或者直接加密芯片，以便远程授权。
还包括故障自动检测及修复装置，所述故障自动检测及修复装置设置在外壳内，故障检测装置能够通过前端感应单元检测整个成像系统的工作状况，比如温湿度、过压和过流检测等等。具体实施时，周期性的校验各个部件的输入电压值(或者电流、温湿度等)，可以选择输出健康状况，如果校验不正确就给用户提示报警等
1.通过故障自动检测及修复装置对每一个用电单元(摄像头传感器、AD转换、FGPA或固化程序的芯片、DSP/ARM、网络模块、寄存器、存储器等)进行电压(或者电流及信号)的检测，如果检测到某一用电单元的电压值(电流值、信号强度)不在健康范围内，就给用户提示更换或维修。2.如果每个用电单元经电压(电流、信号)检测后，均无异常，那么则代表整个系统的软件程序出现了问题，此时则需要重新配置(烧录/固化)软件程序。
基本上，通过第1、2步后，可以解决约80％的故障问题。
作为一种具体的实施方式，在道路交通安全方面有着十分重要的应用，尤其结合自然环境识别提高成像质量的方法使用时效果更佳。
一种通过自然环境识别提高成像质量的方法，包括：
成像装置，采集原始图像数据；
AD转换，将成像装置采集的模拟图像转换成数字图像；
图像处理模块，与AD转换的输出连接，根据得到的图像数据分析原始图像中需要改善视觉效果的部分，对应需要改善视觉效果的部分给出最佳的增强算法，最佳的增强算法反馈至成像装置，成像装置根据最佳的增强算法调节最佳的成像参数；
遮光片，设置在成像装置的成像装置的前方，遮光片在成像装置前方可升降设置，根据图像处理模块得出的成像装置的最佳成像参数调节遮光片的升降；
图像编码器，与AD转换的输出连接，成像装置调节最佳的成像参数后，再次采集到原始图像数据，原始的模拟图像经AD转换输出数字图像，图像编码器将数字图像就行编码后进行高保真压缩，从而得到视频流和照片流；
输出模块，将视频流和照片流输出至云服务器或者带有相关接口的接收端。
视频流的编码格式为h264、h265、avs2.0、mpeg4和m-jpeg中的至少一种。
照片流的编码格式为jpg、bmp、tiff和gif中的至少一种。
图像处理模块包括可编程器件、中央处理单元、存储器和通信端口，可编程器件和AD转换的输出连接，可编程器件、存储器和通信端口分别和中央处理单元通信连接。
可编程器件为固化有图像增强程序和图像及环境识别程序的FPGA。
中央处理单元为DSP、ARM或ARM、FPGA等微型高速处理器。
涉及到具体实施时，可在各个交通路口设置成像装置(成像装置一般为装配高清摄像头传感器的数码摄像机)用于采集过路行人、车辆以及运动物体的原始图像数据，然后经过AD转换，将成像装置采集的模拟图像转换成数字图像。
图像处理模块根据得到的图像数据分析原始图像中需要改善视觉效果的部分。其中，视觉效果包括光线的明暗、强弱，以及白天、黑夜、各种天气(阴、雨、雾、雪)等不同的环境因素产生的不同的感官差异。
此时，对应以上不同的天气环境，就看不清楚运动的物体、行人或车辆，所述FPGA或芯片会对采集到的图像进行实时的分析，判断采集到的图像中对应的是具体哪一种环境因素，对应此环境因素，固化有图像增强程序的芯片或 FPGA会给出具体的增强算法，从而计算出数码摄像机的最佳调节参数(包括但不限于光圈、增益、快门等参数)，将此最佳调节参数反馈至数码摄像机，数码摄像机根据最佳调节参数进行调节，从而在进行图像采集时能够最大限度的祛除环境因素造成的有效图像可视性、可理解性差的影响。与此同时，本格式化数据提取系统采用图像识别技术区分定位采集到的图像数据(此图像数据为成像装置是根据最佳调节参数调节好好之后再次采集到的已经提高成像质量的图像)中的字符串和人脸信息。然后图像编码器对数字图像进行编码，同时根据图像处理模块定位的字符串和人脸的位置信息对图像进行编码，并单独提取图像中对应人脸和字符串的位置进行高保真压缩，从而得到视频流和照片流。
以上视频流或照片流根据具体需求输出不同的格式数据，然后输出至云端服务器，再经可视化媒介(具体应用时，一般为公共交通指挥中心的超大型显示器)进行实时播放，实现全天候高质量图像的采集以及图像中定点部位的高效识别。
对应光线强弱和明暗的问题，图像处理模块得出的成像装置的最佳成像参数通过中央处理单元以控制信号的方式传递至遮光片，通过调节遮光片的升降来降低摄像机感光元件因光线给图像采集带来的不良影响。
此处，在公共交通安全领域应用时，主要目的在于对车辆以及驾驶人员的监控，最简单的，能够将车辆、牌照和驾驶人员的面部图像三位一体的呈现出来，为追查交通事故的实际责任人以及犯罪嫌疑人等提供了非常大的帮助。
作为另一种具体的实施方式，在公共场所的安防方面也有着十分重要的应用，尤其结合自然环境识别提高成像质量的方法使用时效果更佳。
一种通过自然环境识别提高成像质量的方法，包括：
成像装置，采集原始图像数据；
AD转换，将成像装置采集的模拟图像转换成数字图像；
图像处理模块，与AD转换的输出连接，根据得到的图像数据分析原始图像中需要改善视觉效果的部分，对应需要改善视觉效果的部分给出最佳的增强算法，最佳的增强算法反馈至成像装置，成像装置根据最佳的增强算法调节最佳的成像参数；
遮光片，设置在成像装置的成像装置的前方，遮光片在成像装置前方可升降设置，根据图像处理模块得出的成像装置的最佳成像参数调节遮光片的升降：
图像编码器，与AD转换的输出连接，成像装置调节最佳的成像参数后，再次采集到原始图像数据，原始的模拟图像经AD转换输出数字图像，图像编码器将数字图像就行编码后进行高保真压缩，从而得到视频流和照片流；
输出模块，将视频流和照片流输出至云服务器。
视频流的编码格式为h264、h265、avs2.0、mpeg4和m-jpeg中的至少一种。
照片流的编码格式为jpg、bmp、tiff和gif中的至少一种。
图像处理模块包括可编程器件、中央处理单元、存储器和通信端口，可编程器件和AD转换的输出连接，可编程器件、存储器和通信端口分别和中央处理单元通信连接。
可编程器件为固化有图像增强程序和图像及环境识别程序的FPGA。
中央处理单元为DSP或ARM、FPGA等微型高速处理器。
涉及到具体实施时，可在公共场所(比较大的场合如莫斯科红场以及时代广场等，小一些的如火车站前广场、公园和小区等露天场所)设置成像装置(成像装置一般为装配高清摄像头传感器的数码摄像机)用于采集广场上的人群、动物以及飞鸟和低空飞行物的原始图像数据，然后经过AD转换，将成像装置采集的模拟图像转换成数字图像。
图像处理模块根据得到的图像数据分析原始图像中需要改善视觉效果的部分。其中，视觉效果包括光线的明暗、强弱，以及白天、黑夜、各种天气(阴、雨、雾、雪)等不同的环境因素产生的不同的感官差异。
此时，对应以上不同的天气环境，就看不清楚运动的物体、行人或车辆，所述FPGA或芯片会对采集到的图像进行实时的分析，判断采集到的图像中对应的是具体哪一种环境因素，对应此环境因素，固化有图像增强程序的芯片或FPGA会给出具体的增强算法，从而计算出数码摄像机的最佳调节参数(包括但不限于光圈、增益、快门等参数)，将此最佳调节参数反馈至数码摄像机，数码摄像机根据最佳调节参数进行调节，从而在进行图像采集时能够最大限度的祛除环境因素造成的有效图像可视性、可理解性差的影响。与此同时，本格式化数据提取系统采用图像识别技术区分定位采集到的图像数据(此图像数据为成像装置是根据最佳调节参数调节好好之后再次采集到的已经提高成像质量的图像)中的字符串和人脸信息。然后图像编码器对数字图像进行编码，同时根据图像处理模块定位的字符串和人脸的位置信息对图像进行编码，并单独提取图像中对应人脸和字符串的位置进行高保真压缩，从而得到视频流和照片流。
以上视频流或照片流根据具体需求输出不同的格式数据，然后输出至云端服务器，再经可视化媒介(具体应用时，一般为公共交通指挥中心的超大型显示器)进行实时播放，实现全天候高质量图像的采集以及图像中定点部位的高效识别。
对应光线强弱和明暗的问题，图像处理模块得出的成像装置的最佳成像参数通过中央处理单元以控制信号的方式传递至遮光片，通过调节遮光片的升降来降低摄像机感光元件因光线给图像采集带来的不良影响。
此处，在公共露天场所进行全方位的布控，多个成像装置配合对整个露天场所进行全方位的覆盖监控，实时监视广场上的一切动静，一旦发现有危及公共安全的事件发生，监控中心会及时作出应对，监控指挥中心在发现危及公共安全事件发生时，直接通知现场执勤人员赶赴事件发生现场，将事件造成的不良影响和破坏压制到最小，竭尽所能保卫财产安全和人身安全。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种格式化数据提取系统，其特征在于，包括：
摄像头传感器，采集原始图像数据；
AD转换，将摄像头传感器采集的模拟信号转换成数字信号；
图像处理模块，与AD转换的输出连接，采用图像识别技术区分定位采集到的图像数据中的字符串和人脸信息或车辆特征信息；
图像编码器，根据图像处理模块定位的字符串和人脸的位置信息对图像进行编码，同时单独提取图像中对应人脸和字符串的位置进行高保真压缩，从而得到视频流、图片流和数据表示流；
输出模块，将所述视频流、图片和数据表示流通过网络对外输出。
2.根据权利要求1所述的格式化数据提取系统，其特征在于，所述视频流的编码格式为h264、h265、avs2.0、mpeg4和m-jpeg中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的格式化数据提取系统，其特征在于，所述图片流的编码格式为jpg、bmp、tiff和gif中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的格式化数据提取系统，其特征在于，所述图像处理模块包括可编程器件、中央处理单元、存储器和通信端口，所述可编程器件和AD转换的输出连接，可编程器件、存储器和通信端口分别和中央处理单元通信连接。
5.根据权利要求4所述的格式化数据提取系统，其特征在于，所述可编程器件为FPGA或定制芯片，所述FPGA或定制芯片中固化有图像识别程序和图像增强程序。
6.根据权利要求4所述的格式化数据提取系统，其特征在于，所述中央处理单元为DSP、ARM或FPGA。
7.根据权利要求5所述的格式化数据提取系统，其特征在于，还包括外壳，中央处理单元和/或FPGA通过超导材料连接到外壳实时散热。
8.根据权利要求6所述的格式化数据提取系统，其特征在于，在所述DSP或ARM或FPGA中固化有远程授权程序。
9.根据权利要求6所述的格式化数据提取系统，其特征在于，还包括故障自动检测及修复装置，所述故障自动检测及修复装置设置在外壳内。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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