CN108462848B - 低功耗执法记录仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低功耗执法记录仪，用于降低远端服务器接收多个执法现场传输数据时的瞬时通信负荷，包括：三个数据采集单元，用于获得分布式现场数据；数据融合单元，用于将所述数据采集单元获得的现场数据进行融合；数据传输单元，用于将所述数据融合单元输出的现场数据传输到服务器。本方法使得服务器数据通信时的瞬时通信负荷降低了40％‑45％。

Description

低功耗执法记录仪

技术领域

本发明属于现场执法信息自动化处理技术领域，特别是涉及一种低功耗执法记录仪。

背景技术

执法人员在执法过程中，通过执法记录仪采集野外、市区、工厂等执法现场的动态或静态执法数据，并将采集的执法数据带回控制中心，上传到室内的执法数据采集工作站，并由室内的执法数据采集工作站上传到服务器，方便事务的分析和调查。但是，由于现有的执法记录仪通常只具有采集和存储数据的功能，而执法数据采集工作站又通常是在室内，执法人员需要将执法记录仪带回到室内才能将数据上传到执法数据采集工作站，不能快速将采集到的执法数据发送到服务器进行处理，造成执法数据上传不及时，严重影响执法的效率。

经检索，申请号为CN201510304315.X的中国发明专利申请公开了一种车载执法数据采集工作站，包括嵌入式主控芯片以及分别与所述嵌入式主控芯片连接的无线网络模块和至少一个USB通信模块；所述车载执法数据采集工作站经所述USB通信模块或所述无线网络模块连接执法记录仪，所述车载执法数据采集工作站还经所述无线网络模块连接服务器。本发明还公开了一种车载执法数据采集工作站采集执法数据的方法。

然而，现实中，往往需要对执法现场进行多角度视频和/或音频采集，而这些数据在传输过程中往往存在视频信息重复性高、浪费传输带宽和存储资源的问题。

发明内容

为了提高数据传输效率，本发明提供了一种数据融合方法，即一种低功耗执法记录仪，用于降低远端服务器接收多个执法现场传输数据时的瞬时通信负荷，包括：

三个数据采集单元，用于获得分布式现场数据；

数据融合单元，用于将所述数据采集单元获得的现场数据进行融合；

数据传输单元，用于将所述数据融合单元输出的现场数据传输到服务器。

进一步地，所述三个数据采集单元对于同一现场的拍摄角度彼此不同。

进一步地，所述现场数据包括音频数据和视频数据。

进一步地，所述视频数据是由多个图像组成的帧数据集合。

进一步地，所述数据采集单元包括：

第一数据采集单元，用于采集第一视频数据并记录其第一采集方向信息；

第二数据采集单元，用于采集第二视频数据并记录其第二采集方向信息；

第三数据采集单元，用于采集第三视频数据并记录其第三采集方向信息；

第一收集单元，用于对所述第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据、第一采集方向信息、第二采集方向信息和第三采集方向信息进行第一收集，得到第一视频数据集。

进一步地，所述数据融合单元包括：

第二视频数据集获得单元，用于根据第一视频数据、第二视频数据和第三视频数据在不同时刻分别对应的第一采集方向、第二采集方向、第三采集方向，对第一视频数据集中的各帧数据进行重新组合，得到第二视频数据集。

通信单元，用于将第二视频数据集获得单元获得的第二视频数据集传输到在现场与远端服务器通信。

进一步地，所述第一采集方向信息包括水平信息和姿态信息，所述水平信息表示数据采集单元的焦距所在直线朝向现场数据来源的方向的方向角，所述姿态信息表示所述数据采集单元的三维加速度矢量。

进一步地，所述第一收集包括：将所述第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据、第一采集方向信息、第二采集方向信息和第三采集方向信息进行保存，得到第一视频数据集。

进一步地，所述第二视频数据集获得单元包括：

第一差值计算单元，用于在第一时刻t₁，分别计算第一采集方向信息的水平信息与第二采集方向信息的水平信息、第一采集方向信息的水平信息与第三采集方向信息的水平信息这两者之间的差值，该差值分别对应于第一水平信息差值α₁和第二水平信息差值α₂；

第二差值计算单元，用于在第一时刻t₁之后的第二时刻t₂，分别计算第一采集方向信息的水平信息与第二采集方向信息的水平信息、第一采集方向信息的水平信息与第三采集方向信息的水平信息这两者之间的差值，该差值分别对应于第三水平信息差值α₃和第四水平信息差值α₄；

比率计算单元，用于计算第一采集方向信息的姿态信息、第二采集方向信息的姿态信息和第三采集方向信息的姿态信息这三种姿态信息在第一时刻t₁与第二时刻t₂之间的时间段内的第一姿态信息变化率g₁、第二姿态信息变化率g₂和第三姿态信息变化率g₃，其中所述第一、第二和第三姿态信息变化率是通过三维加速度的矢量和与第二时刻与第一时刻之间的时间差之间的比值计算得到的；

匹配矩阵计算单元，用于计算像素匹配矩阵A如下：

第一过渡矩阵计算单元，用于设在第一时刻t₁，第一视频数据对应的像素集合对应的矩阵为m，第二视频数据对应的像素集合对应的矩阵为n，第三视频数据对应的像素集合对应的矩阵为p；在第二时刻t₂，第一视频数据对应的像素集合对应的矩阵为x，第二视频数据对应的像素集合对应的矩阵为y，第三视频数据对应的像素集合对应的矩阵为z，计算第一过渡矩阵C₁为：

其中mod(t₂-t₁,2)表示对t₂-t₁的差值的绝对值取相对于2的商的余数；

第一变换单元，用于对矩阵A进行Haar小波变换，得到矩阵A’；

第二过渡矩阵计算单元，用于计算第二过渡矩阵C₂为：

第二变换单元，用于对矩阵A’进行离散小波变换，得到矩阵A”，

计算第二视频数据集中与第二时刻t₂对应的视频数据帧对应的像素集合对应的矩阵q：

保存单元，用于将q进行保存，进而不断累积得到第二视频数据集。

进一步地，所述Haar小波变换为4阶Haar小波变换。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

通过分散在现场的存储设备以及执法车等具有进行数据处理能力的计算机之类的设备，能够将现场多个视频源得到的现场数据进行归一化处理，使得传输到服务器的数据是经过图像融合得到的，极大地降低了不必要的和重复的现场数据的传输，进而降低了远端服务器往往需要对每个执法现场接收两到三个包括相同或类似视频信息的数据时造成的瞬时通信负荷。经试验，其相比于现有技术中的数据融合算法复杂度降低了30％-40％，远端服务器数据通信时的瞬时通信负荷降低了40％-45％。值得说明的是，本发明的技术方案主要涉及视频信息。

附图说明

图1示出了本发明的方法流程框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种低功耗执法记录仪，用于降低远端服务器接收多个执法现场传输数据时的瞬时通信负荷，包括：

三个数据采集单元，用于获得分布式现场数据；

数据融合单元，用于将所述数据采集单元获得的现场数据进行融合；

数据传输单元，用于将所述数据融合单元输出的现场数据传输到服务器。

优选地，所述三个数据采集单元对于同一现场的拍摄角度彼此不同。

优选地，所述现场数据包括音频数据和视频数据。

优选地，所述视频数据是由多个图像组成的帧数据集合。

优选地，所述数据采集单元包括：

第一数据采集单元，用于采集第一视频数据并记录其第一采集方向信息；

第二数据采集单元，用于采集第二视频数据并记录其第二采集方向信息；

第三数据采集单元，用于采集第三视频数据并记录其第三采集方向信息；

第一收集单元，用于对所述第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据、第一采集方向信息、第二采集方向信息和第三采集方向信息进行第一收集，得到第一视频数据集。

优选地，所述数据融合单元包括：

第二视频数据集获得单元，用于根据第一视频数据、第二视频数据和第三视频数据在不同时刻分别对应的第一采集方向、第二采集方向、第三采集方向，对第一视频数据集中的各帧数据进行重新组合，得到第二视频数据集。

通信单元，用于将第二视频数据集获得单元获得的第二视频数据集传输到在现场与远端服务器通信。

优选地，所述第一采集方向信息包括水平信息和姿态信息，所述水平信息表示数据采集单元的焦距所在直线朝向现场数据来源的方向的方向角，所述姿态信息表示所述数据采集单元的三维加速度矢量。

优选地，所述第一收集包括：将所述第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据、第一采集方向信息、第二采集方向信息和第三采集方向信息进行保存，得到第一视频数据集。

优选地，所述第二视频数据集获得单元包括：

第一差值计算单元，用于在第一时刻t₁，分别计算第一采集方向信息的水平信息与第二采集方向信息的水平信息、第一采集方向信息的水平信息与第三采集方向信息的水平信息这两者之间的差值，该差值分别对应于第一水平信息差值α₁和第二水平信息差值α₂；

第二差值计算单元，用于在第一时刻t₁之后的第二时刻t₂，分别计算第一采集方向信息的水平信息与第二采集方向信息的水平信息、第一采集方向信息的水平信息与第三采集方向信息的水平信息这两者之间的差值，该差值分别对应于第三水平信息差值α₃和第四水平信息差值α₄；

比率计算单元，用于计算第一采集方向信息的姿态信息、第二采集方向信息的姿态信息和第三采集方向信息的姿态信息这三种姿态信息在第一时刻t₁与第二时刻t₂之间的时间段内的第一姿态信息变化率g₁、第二姿态信息变化率g₂和第三姿态信息变化率g₃，其中所述第一、第二和第三姿态信息变化率是通过三维加速度的矢量和与第二时刻与第一时刻之间的时间差之间的比值计算得到的；

匹配矩阵计算单元，用于计算像素匹配矩阵A如下：

第一过渡矩阵计算单元，用于设在第一时刻t₁，第一视频数据对应的像素集合对应的矩阵为m，第二视频数据对应的像素集合对应的矩阵为n，第三视频数据对应的像素集合对应的矩阵为p；在第二时刻t₂，第一视频数据对应的像素集合对应的矩阵为x，第二视频数据对应的像素集合对应的矩阵为y，第三视频数据对应的像素集合对应的矩阵为z，计算第一过渡矩阵C₁为：

其中mod(t₂-t₁,2)表示对t₂-t₁的差值的绝对值取相对于2的商的余数；

第一变换单元，用于对矩阵A进行Haar小波变换，得到矩阵A’；

第二过渡矩阵计算单元，用于计算第二过渡矩阵C₂为：

第二变换单元，用于对矩阵A’进行离散小波变换，得到矩阵A”，

计算第二视频数据集中与第二时刻t₂对应的视频数据帧对应的像素集合对应的矩阵q：

保存单元，用于将q进行保存，进而不断累积得到第二视频数据集。

优选地，所述Haar小波变换为4阶Haar小波变换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种低功耗执法记录仪，用于降低远端服务器接收多个执法现场传输数据时的瞬时通信负荷，其特征在于，包括：

三个数据采集单元，用于获得分布式现场数据；

数据融合单元，用于将所述数据采集单元获得的现场数据进行融合；

数据传输单元，用于将所述数据融合单元输出的现场数据传输到服务器；

所述三个数据采集单元对于同一现场的拍摄角度彼此不同；

所述现场数据包括音频数据和视频数据；

所述视频数据是由多个图像组成的帧数据集合；

所述数据采集单元包括：

第一数据采集单元，用于采集第一视频数据并记录其第一采集方向信息；

第二数据采集单元，用于采集第二视频数据并记录其第二采集方向信息；

第三数据采集单元，用于采集第三视频数据并记录其第三采集方向信息；

第一收集单元，用于对所述第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据、第一采集方向信息、第二采集方向信息和第三采集方向信息进行第一收集，得到第一视频数据集；

所述数据融合单元包括：

第二视频数据集获得单元，用于根据第一视频数据、第二视频数据和第三视频数据在不同时刻分别对应的第一采集方向、第二采集方向、第三采集方向，对第一视频数据集中的各帧数据进行重新组合，得到第二视频数据集；

通信单元，用于将第二视频数据集获得单元获得的第二视频数据集传输到现场，以便与远端服务器通信；

所述第一采集方向信息包括水平信息和姿态信息，所述水平信息表示数据采集单元的焦距所在直线朝向现场数据来源的方向的方向角，所述姿态信息表示所述数据采集单元的三维加速度矢量；

所述第一收集包括：将所述第一视频数据、第二视频数据、第三视频数据、第一采集方向信息、第二采集方向信息和第三采集方向信息进行保存，得到第一视频数据集；

其特征在于，所述第二视频数据集获得单元包括：

第一差值计算单元，用于在第一时刻t₁，分别计算第一采集方向信息的水平信息与第二采集方向信息的水平信息、第一采集方向信息的水平信息与第三采集方向信息的水平信息这两者之间的差值，该差值分别对应于第一水平信息差值α₁和第二水平信息差值α₂；

第二差值计算单元，用于在第一时刻t₁之后的第二时刻t₂，分别计算第一采集方向信息的水平信息与第二采集方向信息的水平信息、第一采集方向信息的水平信息与第三采集方向信息的水平信息这两者之间的差值，该差值分别对应于第三水平信息差值α₃和第四水平信息差值α₄；

比率计算单元，用于计算第一采集方向信息的姿态信息、第二采集方向信息的姿态信息和第三采集方向信息的姿态信息这三种姿态信息在第一时刻t₁与第二时刻t₂之间的时间段内的第一姿态信息变化率g₁、第二姿态信息变化率g₂和第三姿态信息变化率g₃，其中所述第一、第二和第三姿态信息变化率是通过三维加速度的矢量和与第二时刻与第一时刻之间的时间差之间的比值计算得到的；

匹配矩阵计算单元，用于计算像素匹配矩阵A如下：

第一过渡矩阵计算单元，用于设在第一时刻t₁，第一视频数据对应的像素集合对应的矩阵为m，第二视频数据对应的像素集合对应的矩阵为n，第三视频数据对应的像素集合对应的矩阵为p；在第二时刻t₂，第一视频数据对应的像素集合对应的矩阵为x，第二视频数据对应的像素集合对应的矩阵为y，第三视频数据对应的像素集合对应的矩阵为z，计算第一过渡矩阵C₁为：

其中mod(t₂-t₁,2)表示对t₂-t₁的差值的绝对值取相对于2的商的余数；

第一变换单元，用于对矩阵A进行Haar小波变换，得到矩阵A’；

第二过渡矩阵计算单元，用于计算第二过渡矩阵C₂为：

第二变换单元，用于对矩阵A’进行离散小波变换，得到矩阵A”，

计算第二视频数据集中与第二时刻t₂对应的视频数据帧对应的像素集合对应的矩阵q：

保存单元，用于将q进行保存，进而不断累积得到第二视频数据集。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗执法记录仪，其特征在于，所述Haar小波变换为4阶Haar小波变换。

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