CN110677601B - 视频源智能切换视频系统及视频源智能切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于视频信号处理领域，具体涉及了一种视频源智能切换视频系统及视频源智能切换方法，旨在解决需要人工手动操作、或定时切换、无法及时发现有异常情况发生的视频源、可能会漏掉一些关键的监控信息的问题。本发明实施例的系统包括视频输入模块、视频切换模块、视频控制模块和视频输出模块。本发明实施例的有益效果为：用户对该系统进行初始化配置后，系统即可一直自动运行，智能切换包含指定特征的视频源，无需再进行切换操作，用户就可以显示终端上看到希望的(即包含上述的指定特征的)视频图像，或对视频数据进行存储；减少了人工操作，值守人员可以同时监控更多的视频信号，可以更快锁定有效信号，避免了漏看，极大的提高了工作效率。

Description

视频源智能切换视频系统及视频源智能切换方法

技术领域

本发明属于视频信号处理领域，具体涉及了一种一种视频源智能切换视频系统及视频源智能切换方法。

背景技术

实际应用中，需要使用视频对特定环境、对象进行监控。可针对一个视频源布置一个显示设备(如显示器)进行显示，也可以将一个显示设备划分为不同的显示区域，每个显示区域显示不同的视频源，然而，不同视频源中的特定环境、对象大多数情况下为正常状态，亦即，对大多数监控是无效的，因此，浪费了硬件设施，同时，监控画面过多也不利于用户识别多个视频源中的异常状态。

鉴于上述问题，现有视频矩阵通过软件界面手动切换一对一的视频输入输出对应关系，或通过指定的场景模式切换一组视频输入源到输出的对应关系。现有切换模式一般需要人工手动操作，或定时切换，在某些需要监控多个输入源的情况下，无法及时发现有异常情况发生的视频源，可能会漏掉一些关键的监控信息。因此，需要一种视频源智能切换视频系统及视频源智能切换方法，以解决或至少减轻上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即需要人工手动操作、或定时切换、在某些需要监控多个输入源的情况下无法及时发现有异常情况发生的视频源、可能会漏掉一些关键的监控信息的问题，本发明实施例第一方面提供了一种视频源智能切换视频系统，该系统包括视频输入模块、视频切换模块、视频控制模块和视频输出模块，其中：

所述视频输入模块配置为识别接收到的外部视频源中是否有指定特征，所述视频输入模块为至少两个；

所述视频切换模块配置接收所述视频输入模块发出的视频信号，并且还配置为：如果所述视频输入模块的识别结果为外部视频源中有指定特征，则将包含该指定特征的外部视频源的视频信号发送至至少一个视频输出模块以进行输出；

所述视频控制模块配置为：基于用户的配置信息、所述视频输入模块的图像识别结果和预设的切换规则建立所述视频输入模块与所述视频输出模块的对应关系。

在一些优选实施例中，所述视频控制模块还配置为外部管理主机进行通信。

在一些优选实施例中，所述视频控制模块配置为：基于用户的配置信息，建立所述视频输入模块与所述视频输出模块之间的对应矩阵。

在一些优选实施例中，所述视频控制模块与每个所述视频输入模块、所述视频切换模块和每个所述视频输出模块均信号连接以构建管理通道。

在一些优选实施例中，所述指定特征包括人物特征、动物特征、物体特征、运动画面特征、文字特征、图形特征、画面亮度特征和色度特征中的至少一种。

在一些优选实施例中，所述视频输入模块配置为基于图像识别算法识别接收到的外部视频源中是否有指定特征。

在一些优选实施例中，所述视频输入模块包括依次信号连接的视频解码单元、视频处理单元、视频编码单元、第一背板连接器和MCU管理单元，其中：

所述视频解码单元配置为将外部视频源进行解码转换为并行数据接口并发送至所述视频处理单元；

所述视频处理单元配置为：

对所述并行数据接口进行缓存；

对所述并行数据接口进行分析、特征识别和特征确认，并将特征识别结果发送至所述MCU管理单元；以及

对输外部视频源进行分辨率变换和台标叠加并发送至视频编码单元；

所述视频编码单元配置为将接收到的视频信号转换为高速串行信号并发送到所述视频切换模块，以进行视频切换；

所述MCU管理单元与所述视频处理单元信号连接以构建视频处理单元通道，所述MCU管理单元配置为：

初始化配置“所述视频输入模块对外部视频源的识别”；以及

接收所述视频处理单元发送的所述特征识别结果并发送至所述视频控制模块。

在一些优选实施例中，所述视频输入模块还包括视频接口，所述视频解码单元通过所述视频接口信号连接至外部视频源，所述视频接口包括HDMI接口、DVI接口、SDI接口、CVBS接口、VGA接口、IP接口和HDBaseT接口中的至少一者。

在一些优选实施例中，所述视频控制模块包括依次信号连接的第二背板连接器、管理通道接口单元、CPU单元和对外接口，其中：

所述视频控制模块与每个所述视频输入模块、所述视频切换模块和每个所述视频输出模块均信号连接以构建管理通道，每个所述视频输入模块、所述视频切换模块和每个所述视频输出模块均通过所述管理通道接口单元信号连接至所述CPU单元；

所述对外接口用于与外部管理设备进行数据通信，其通信协议保持一致。

本发明实施例的第二方面，提出了一种使用任一上述的视频源智能切换视频系统进行视频源智能切换方法，该方法包括步骤：

识别接收到的外部视频源中是否有指定特征；

如果所述视频输入模块的识别结果为外部视频源中有指定特征，则将包含该指定特征的视频信号进行至少一次输出；以及

基于用户的配置信息、对外部视频源的图像识别结果和预设的切换规则建立外部视频源与“至少一次输出”的对应关系。

本发明的有益效果：

只需要用户对该系统进行初始化配置，系统就可以一直自动运行，智能切换包含指定特征的视频源，无需再进行切换操作，用户就可以显示终端上看到希望的(即包含上述的指定特征的)视频图像，或对视频数据进行存储；减少了人工操作，值守人员可以同时监控更多的视频信号，可以更快锁定有效信号，避免了漏看，极大的提高了工作效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是视频源智能切换视频系统一实施例的控制框图；

图2是视频源智能切换视频系统一实施例的运行流程图；

图3是视频输入模块一实施例的控制框图；

图4是视频控制模块一实施例的控制框图；

图5是视频源智能切换方法一实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明实施例第一方面公开了一种视频源智能切换视频系统，参见图1，该系统包括视频输入模块、视频切换模块、视频控制模块和视频输出模块，其中：

视频输入模块配置为识别接收到的外部视频源中是否有指定特征，视频输入模块为至少两个；

视频切换模块配置接收视频输入模块发出的视频信号，并且还配置为：如果视频输入模块的识别结果为外部视频源中有指定特征，则将包含该指定特征的外部视频源的视频信号发送至至少一个视频输出模块以进行输出；

视频控制模块配置为：基于用户的配置信息、视频输入模块的图像识别结果和预设的切换规则建立视频输入模块与视频输出模块的对应关系。

需要说明的是，视频输入模块用于接入各种外部视频信号，输入模块可以对外部视频源的视频信号按帧进行图像识别，从而判断外部视频源的视频信号中是否有指定特征，并上报识别结果，同时，把所有的视频信号或者仅包含该指定特征的视频信号经到背板通道(视频输入模块与视频切换模块之间的通信通道)发送至视频切换模块。视频切换模块接收所有的视频输入模块所识别的视频信号或仅接收包含指定特征的视频信号，根据视频控制模块的配置，把视频信号发送到指定的视频输出模块。视频输出模块接收来自背板通道的视频信号，经过视频处理(降噪、格式转换等)之后，发送到外部视频显示设备(如各种显示器)或视频存储设备。

需要说明的是上述的外部视频源可以为由摄像头获取的实时、在线的视频图像，也可以为由摄像头获取的、存储在存储设备内的视频图像，针对前一情形，视频源智能切换视频系统可实现实时、在线的指定特征视频识别、视频源智能切换，针对后一情形，视频源智能切换视频系统可实现已采集并存储的视频图像进行指定特征识别和视频源智能切换。当然，本领域技术人员还可将该视频源智能切换视频系统应用于其他类型的视频源，此处不再一一赘述。

需要说明的是，视频输入模块、视频切换模块、视频控制模块和视频输出模块均可设计为相互独立的硬件，如分别为视频输入卡、视频切换卡、视频控制卡和视频输出卡，视频输入卡、视频切换卡、视频控制卡和视频输出卡之间可通过各种通信协议进行信号连接，亦即该四种卡都带有支持通信协议的通信接口。

参照图2，其为视频源智能切换视频系统的一实施例的工作流程图，外部管理主机(如电脑)接收用户的操作后将智能管理方案(包括上述的预设规则)、指定特征配置给视频控制模块。

然后在第一个工作流程上，视频控制模块将指定特征配置给视频输入模块，视频输入模块根据配置外部管理主机的配置参数启动图像识别算法，以完成对外部视频源的视频图像进行识别，从而判断外部视频源中是否包含指定特征，然后该识别结果作为智能管理算法的输入量；与第一个工作流程并列的第二个工作流程上，视频控制模块根据配置参数启动管理算法；从而智能管理算法生成视频切换的输入输出切换关系并将该输入输出切换关系发送至视频切换卡，由视频切换卡按照该输入输出切换关系将视频输入模块与视频输出模块构建对应关系。

另外，视频控制模块还配置为可与外部管理主机进行通信。通过外部管理主机接收用户的配置信息，然后对设备的切换关系、输入输出分辨率等信息进行管理配置，然后通过运行在视频控制模块中的智能管理算法、根据图像识别结果及预设的切换规则，自动对输入输出关系的进行切换配置。

视频控制模块配置为：基于用户的配置信息，建立视频输入模块与视频输出模块之间的对应矩阵。视频输入模块与视频输出模块之间的对应关系为矩阵关系，逻辑清楚，可控制性强，运算简单。如图1中的视频输入模块的数量为n个，n个视频输入模块分别为视频输入模块1、…和视频输入模块n，视频输出模块为m个，m个视频输出模块分别为视频输出模块1、…和视频输出模块m。该矩阵关系为n个视频输入模块与m个视频输出模块之间的矩阵关系。

视频控制模块与每个视频输入模块、视频切换模块和每个视频输出模块均信号连接以构建管理通道。

需要进一步说明的是，指定特征包括人物特征、动物特征、物体特征、运动画面特征、文字特征、图形特征、画面亮度特征和色度特征中的至少一种。具体地，人物特征可以是人物的面貌特征(五官特征、头型特征)、身高特征(身高为多少)、体型特征(高矮胖瘦)、肤色特征(黄色人种、白色人种、黑色人种和棕色人种)等，以实现对满人的特征的监控，动物特征可以是动物种类，运动画面特征可以为运动速度、加速度等，文字特征可以为各种文字(如汉语、英语等日语等)，图形特征可以为三维图形(如长方体、球体等)、二维图形(如矩形、圆形等)、一维图形(如直线、曲线)等，画面亮度特征为视频图像中的各处点的亮度，色度特征为视频图像中各处的色度。本领域技术人员可知的是，该指定特征还可为可显示于视频图像中的其他特征，不在此一一列举。

需要说明的是，视频输入模块配置为基于图像识别算法识别接收到的外部视频源中是否有指定特征。对外部视频源的视频图像进行识别时，识别每一帧的图像即可，因此采用目前产业上已被熟练、大量应用的图像识别算法即可，可扩展性强，节约了开发成本。

参见图3，视频输入模块包括依次信号连接的视频解码单元、视频处理单元、视频编码单元、第一背板连接器和MCU管理单元，其中：

视频解码单元配置为将外部视频源进行解码转换为并行数据接口并发送至视频处理单元；

视频处理单元配置为：

对并行数据接口进行缓存；

对并行数据接口进行分析、特征识别和特征确认，并将特征识别结果发送至MCU管理单元；以及

对输外部视频源进行分辨率变换和台标叠加并发送至视频编码单元；

视频编码单元配置为将接收到的视频信号转换为高速串行信号并发送到视频切换模块，以进行视频切换；

MCU管理单元与视频处理单元信号连接以构建视频处理单元通道，MCU管理单元配置为：

初始化配置“视频输入模块对外部视频源的识别”；以及

接收视频处理单元发送的特征识别结果并发送至视频控制模块。

在一些优选实施例中，视频输入模块还包括视频接口，视频解码单元通过视频接口信号连接至外部视频源，视频接口包括HDMI接口、DVI接口、SDI接口、CVBS接口、VGA接口、IP接口和HDBaseT接口中的至少一者。从而使得该系统能够接受多种接口的视频图像，保证该系统的适用范围。当然，本领域技术人员可知的是，还可包括其他类型的视频接口，不再一一列举。

继续参见图3，视频输入模块由视频接口、视频解码单元、视频图像处理单元、视频编码单元、MCU管理单元、第一背板连接器等部分组成。其中，外部视频源(包括HDMI、DVI、SDI、CVBS、VGA、IP、HDBaseT等各种不同的视频格式)通过对应的视频接口进入视频解码单元，经过视频解码单元进行解码转换为统一的视频接口(RGB或YUV格式的并行数据接口)，再发送给视频处理单元。视频处理单元对视频图像进行缓存后，由其中的图像识别算法进行分析、特征识别(对指定特征的识别)、特征确认(对指定特征的确认)，并且将识别结果上报给MCU管理单元，同时视频处理单元会对输入视频进行分辨率变换、台标叠加等操作，然后把视频发送给视频编码单元。视频编码单元把视频信号转换为高速串行信号(标准HDMI或者自定义Serdes信号)，最终发送到视频切换模块进行视频切换。MCU管理单元负责对图像识别算法的初始化配置，既对何种特征(人物、动物、物体、运动画面、文字、图形、画面亮度或色度特征等)进行识别，然后，接收来自视频处理单元的特征识别结果，通过第一背板管理通道发送给视频矩阵控制卡。

参见图4，视频控制模块包括依次信号连接的第二背板连接器、管理通道接口单元、CPU单元和对外接口，其中：

视频控制模块与每个视频输入模块、视频切换模块和每个视频输出模块均信号连接以构建管理通道，每个视频输入模块、视频切换模块和每个视频输出模块均通过管理通道接口单元信号连接至CPU单元；

对外接口用于与外部管理设备进行数据通信，其通信协议保持一致。

视频控制模块由第二背板连接器、管理通道接口单元、CPU单元、对外接口等部分组成。系统中的视频输入模块、视频输出模块、视频切换模块都有一条管理通道通过背板接到视频控制模块，通过管理通道接口单元进行多对一的转换，最终通过第二背板管理通道连接到CPU单元，实现各个模块和CPU单元的通讯。外部用户通过网络接口或RS232接口和CPU单元进行通讯。智能管理算法运行在CPU单元中，用户可以预设智能管理算法的切换规则，当指定的特征识别到之后，将对应视频切换到特定的一个或多个视频输出通道。

需要说明的是，上述实施例提供的视频源智能切换视频系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块名称，仅仅是为了区分各个模块，不视为对本发明的不当限定。

本发明实施例的第二方面公开了一种使用任一上述的视频源智能切换视频系统进行视频源智能切换方法，参见图5，该方法包括步骤：

识别接收到的外部视频源中是否有指定特征；

如果视频输入模块的识别结果为外部视频源中有指定特征，则将包含该指定特征的视频信号进行至少一次输出；以及

基于用户的配置信息、对外部视频源的图像识别结果和预设的切换规则建立外部视频源与“至少一次输出”的对应关系。

该方法的上述实施例仅给出了该系统的一个实施例所执行的具体步骤，相应地，该方法的上述实施例与该系统的该一个实施例能够解决相同的技术问题和产生相同的有益效果，不再重复说明。当然，该方法应该包括其他实施例，以分别执行该系统的各实施例所执行的其他步骤，为避免重复，不再一一描述。

本发明实施例第三方面公开了了一种存储装置，其中存储有多条程序，所述程序适于由处理器加载并执行以实现上述的视频源智能切换方法。

本发明实施例第四方面公开了一种处理装置，包括处理器、存储装置；处理器，适于执行各条程序；存储装置，适于存储多条程序；所述程序适于由处理器加载并执行以实现上述的视频源智能切换方法。

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

术语“第一背板连接器”、“第二背板连接器”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种视频源智能切换视频系统，其特征在于，包括视频输入模块、视频切换模块、视频控制模块和视频输出模块，其中：

所述视频输入模块配置为识别接收到的外部视频源中是否有指定特征，所述视频输入模块为至少两个；

所述视频切换模块配置接收所述视频输入模块发出的视频信号，并且还配置为：如果所述视频输入模块的识别结果为外部视频源中有指定特征，则将包含该指定特征的外部视频源的视频信号发送至至少一个视频输出模块以进行输出；

所述视频控制模块配置为：基于用户的配置信息、所述视频输入模块的图像识别结果和预设的切换规则建立所述视频输入模块与所述视频输出模块的对应矩阵；所述视频控制模块与每个所述视频输入模块、所述视频切换模块和每个所述视频输出模块均信号连接以构建管理通道。

2.根据权利要求1所述的视频源智能切换视频系统，其特征在于，所述视频控制模块还配置为外部管理主机进行通信。

3.根据权利要求1所述的视频源智能切换视频系统，其特征在于，所述指定特征包括人物特征、动物特征、物体特征、运动画面特征、文字特征、图形特征、画面亮度特征和色度特征中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的视频源智能切换视频系统，其特征在于，所述视频输入模块配置为基于图像识别算法识别接收到的外部视频源中是否有指定特征。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的视频源智能切换视频系统，其特征在于，所述视频输入模块包括依次信号连接的视频解码单元、视频处理单元、视频编码单元、第一背板连接器和MCU管理单元，其中：

所述视频解码单元配置为将外部视频源进行解码转换为并行数据接口并发送至所述视频处理单元；

所述视频处理单元配置为：

对所述并行数据接口进行缓存；

对所述并行数据接口进行分析、特征识别和特征确认，并将特征识别结果发送至所述MCU管理单元；以及

对输入的外部视频源进行分辨率变换和台标叠加并发送至视频编码单元；

所述视频编码单元配置为将接收到的视频信号转换为高速串行信号并发送到所述视频切换模块，以进行视频切换；

所述MCU管理单元与所述视频处理单元信号连接以构建视频处理单元通道，所述MCU管理单元配置为：

初始化配置“视频输入模块对外部视频源的识别”；以及

接收所述视频处理单元发送的所述特征识别结果并发送至所述视频控制模块。

6.根据权利要求5所述的视频源智能切换视频系统，其特征在于，所述视频输入模块还包括视频接口，所述视频解码单元通过所述视频接口信号连接至外部视频源，所述视频接口包括HDMI接口、DVI接口、SDI接口、CVBS接口、VGA接口、IP接口和HDBaseT接口中的至少一者。

7.根据权利要求5所述的视频源智能切换视频系统，其特征在于，所述视频控制模块包括依次信号连接的第二背板连接器、管理通道接口单元、CPU单元和对外接口，其中：

所述视频控制模块与每个所述视频输入模块、所述视频切换模块和每个所述视频输出模块均信号连接以构建管理通道，每个所述视频输入模块、所述视频切换模块和每个所述视频输出模块均通过所述管理通道接口单元信号连接至所述CPU单元；

所述对外接口用于与外部管理设备进行数据通信，其通信协议保持一致。

8.一种使用权利要求1至7中任一项所述的视频源智能切换视频系统进行视频源智能切换方法，其特征在于，包括步骤：

识别接收到的外部视频源中是否有指定特征；

如果所述视频输入模块的识别结果为外部视频源中有指定特征，则将包含该指定特征的视频信号进行至少一次输出；以及

基于用户的配置信息、对外部视频源的图像识别结果和预设的切换规则建立外部视频源与“至少一次输出”的对应关系。

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