CN110853061B - 一种城市管理视频处理系统及工作方法 - Google Patents

一种城市管理视频处理系统及工作方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种城市管理视频处理系统及工作方法，其中城市管理视频的处理方法具体包括以下子步骤：获取城市管理视频；判断视频中是否存在错误；将视频流解码形成若干帧图像，在若干帧图像中查找出现错误的帧图像以及错误区域；在错误帧图像中寻找出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建；对重建后的帧图像进行编码，形成视频图像输出上传。本申请能够及时发现视频中的错误并进行处理，以确保视频上传的准确性。

Description

一种城市管理视频处理系统及工作方法
技术领域
本申请涉及视频处理领域，具体地，涉及一种城市管理视频处理系统及工作方法。
背景技术
随着社会的发展和时代的进步，对于城市的管理也越来越自动化与人性化，其中现在多是基于数字城市管理系统(简称“数字城管”)进行城市的管理，现有技术中通常应用计算机技术、无线网络技术去建立城市管理的监督指挥平台、建立监督评价体系度城市管理各方面进行综合考核评价，采用单元网格管理法和城市部件时间管理法相结合的方式，实现进行城市管理工作的精细化，其中在建立的“数字城管”中，必然少不了对于城市中各部分的监控以实现更为安全和更易管理的城市的建立，而现有技术中，对于这部分监管视频的处理，通常是先进行采集发现问题，在进行采集事件的上报，例如上传给监督中心，监督中心上传到指挥中心，再上传至各级专业部门，这一系列传输的流程下来，若中间的某一环节出现错误或失真的情况，则造成了层层上报都出现问题，因此，在视频的监管过程中，需要一种更精密的处理视频的方法，能够及时发现错误并进行处理，以确保视频上传的准确性，创造一个更为和谐和美好的城市环境。
发明内容
本申请的目的在于提供一种城市管理视频处理系统及工作方法，能够及时发现视频中的错误并进行处理，以确保视频上传的准确性。
为达到上述目的，本申请提供了一种城市管理视频的处理方法，具体包括以下子步骤：获取城市管理视频；判断视频中是否存在错误；将视频流解码形成若干帧图像，在若干帧图像中查找出现错误的帧图像以及错误区域；在错误帧图像中寻找出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建；对重建后的帧图像进行编码，形成视频图像输出上传。
如上的，其中，若视频中存在部分模糊而导致该部分存在看不清楚的图像，则认为视频中存在错误。
如上的，其中，对帧图像进行处理具体包括以下子步骤：进行背景与非背景帧图像的分割；对非背景帧图像进行区域分割。
如上的，其中，进行背景与非背景帧图像的分割具体包括以下子步骤：将帧图像按照灰度级别分为两部分；计算划分后的帧图像的平均灰度；根据平均灰度确定方差；遍历选取的灰度级别，并确定分割方差；根据分割方差确定最佳划分阈值，进行背景与非背景帧图像的最优选分割；其中划分后的帧图像的总平均灰度u表示为：u＝w0*u0+w1*u1，其中，w0表示帧图像中非背景图像的像素点占图像的比例，u0表示帧图像中背景图像的平均灰度，w1表示背景中像素点占图像的比例，u1表示非背景图像的平均灰度。
如上的，其中，方差s具体表示为：s＝w0*(u0-u)2+w1*(u1-u)2，其中w0表示帧图像中非背景图像的像素点占图像的比例，u0表示帧图像中背景图像的平均灰度，w1表示背景中像素点占图像的比例，u1表示非背景图像的平均灰度，u表示帧图像的平均灰度。
如上的，其中，在非背景帧图像中进行若干区域块的划分。
如上的，其中，将一个或多个划分的区域块进行标记，并放入管理队列中。
一种城市管理视频处理系统，具体包括：获取单元、存储单元、读取判断单元、处理单元、重建单元、输出上传单元；获取单元，用于获取城市管理视频，并将视频放入存储单元中；读取判断单元，用于判断视频中是否存在错误；处理单元，用于将视频流解码形成若干帧图像，在若干帧图像中查找出现错误的帧图像以及错误区域；重建单元，用于在错误区域中寻找出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建。
如上的，其中，处理单元包括以下子模块：划分模块、计算模块、最大方差确定模块；划分模块，用于将帧图像按照灰度级别分为两个部分；计算模块，用于计算划分后的帧图像的平均灰度以及确定方差；最大方差确定模块，用于确定方差中的最大方差。
如上的，其中，重建单元具体包括以下子模块：判断模块、选取模块、像素值重建模块；判断模块，用于查找起始区域块四周相邻区域块，判断其相邻的区域块是否被标记；选取模块，用于选取起始区域块的重建坐标，以及选取相邻区域块中与重建坐标处于同一水平或垂直方向且对应的像素坐标；像素值重建模块，用于进行起始区域块的重建。
本申请具有以下有益效果：
(1)本申请提供的城市管理视频的处理方法及其系统能够能够及时发现视频中的错误并进行处理，以确保视频上传的准确性。
(2)本申请提供的城市管理视频的处理方法及其系统能够采用一种更为高效和准确的方式进行错误的排查，节省了检查错误的时间，同时提高了准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施例提供的城市管理视频的处理方法流程图；
图2是根据本申请实施例提供的城市管理视频处理系统的内部结构图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请涉及一种城市管理视频处理系统及工作方法。根据本申请，能够及时发现视频中的错误并进行处理，以确保视频上传的准确性。
如图1所示为本申请提供的城市管理视频的处理方法流程图，具体包括以下步骤：
步骤S110：获取城市管理视频。
优选地，获取城市视频后，将视频进行存储。放入一个或多个虚拟机中，
本实施例中城市视频流为一个或多个，当为多个时则开启批处理模式，即将各视频均放入对应的虚拟机中同时处理。
步骤S120：判断视频中是否存在错误。
其中读取虚拟机中的视频，查看其是否存在错误，视频的错误具体表现为视频中存在部分模糊所导致的该部分存在看不清楚的图像。
优选地，可通过失焦检测或色差检测等方法进行是否出现图像模糊的部分。
若视频图像模糊，则执行步骤S130，否则直接输出视频图像。
步骤S130：将视频流解码形成若干帧图像，在若干帧图像中查找出现错误的帧图像以及错误区域。
具体地，对于视频解码可参考现有技术中使用视频解码的方法，具体方式和种类在此不进行限定。
其中将视频解码后形成若干帧图像，对若干帧图像进行逐个筛查，并找出错误的一个或多个帧图像(下述的帧图像均为错误帧图像，无错误的帧图像本实施例不进行处理)。
进一步地，在筛查错误帧图像后，还需要在帧图像中确定出现错误的区域。其中若在一个完整的帧图像中进行筛查错误区域的话，则可能会出现由于背景或底色导致的筛查错误。
因此需要将帧图像进行区域块的分割，并按照区域进行错误区域的查找，具体地，对错误帧图像进行区域分割可具体包括以下子步骤：
步骤T1：进行背景与非背景帧图像的分割。
步骤T2：对非背景帧图像进行区域分割。
其中在步骤T1的背景与非背景帧图像的划分中，由于方差是灰度分布均匀性的一种度量，方差越大,说明构成图像的两部分的差别越大，越容易将其分割开，错分概率最小。而根据某一阈值进行二者的分割，能够决定方差的大小，因此在背景与非背景帧图像的分割中，阈值的选择是尤为重要的。
其中步骤T1具体包括以下子步骤：
步骤D1：将帧图像按照灰度级别分为两部分。
具体地，灰度级别为从黑到白的0-256级灰度色域，从中选取任意灰度级别作为分割阈值，将帧图像分为两部分，即分为背景图像以及非背景图像。
步骤D2：计算划分后的帧图像的平均灰度。
其中划分后的帧图像的总平均灰度u可表示为：
u＝w0*u0+w1*u1 (公式一)
其中w0表示帧图像中非背景图像的像素点占图像的比例，u0表示帧图像中背景图像的平均灰度，w1表示背景中像素点占图像的比例，u1表示非背景图像的平均灰度。
其中w0＝N0/a*b，w1＝N1/a*b，a*b表示帧图像的大小，N0表示非背景图像中灰度值小于分割阈值的像素个数，N1表示背景图像中灰度值小于分割阈值的像素个数。
步骤D3：根据平均灰度确定方差。
具体地，其中方差s表示为：
s＝w0*(u0-u)2+w1*(u1-u)2 (公式二)
其中w0表示帧图像中非背景图像的像素点占图像的比例，u0表示帧图像中背景图像的平均灰度，w1表示背景中像素点占图像的比例，u1表示非背景图像的平均灰度，u表示帧图像的平均灰度。
步骤D4：遍历选取的任意两个灰度级别，完成步骤D2-D3的计算，并确定分割方差。
具体地，遍历选取的分割阈值，选取计算后得到的最大方差，并将该最大方差对应的分割阈值作为最佳分割阈值。
步骤D5：根据分割方差确定最佳划分阈值，进行背景与非背景帧图像的最优选分割。
其中根据最佳分割阈值进行帧图像的背景与非背景帧图像划分，也就能够得到最为优选的背景帧图像和非背景帧图像。
其中每个帧图像中背景与非背景帧图像的划分均可参考上述方式，以完成所有帧图像的背景与非背景帧图像的分割处理。
在正常情况下，错误的区域是在非背景帧图像中的，因此在划分后，不考虑背景帧图像从而完成步骤T2的执行。
在步骤T2中，可按照帧图像的大小进行适当非背景帧图像的区域块分割，也可根据非背景帧图像中，查看像素点密集的部分，将该部分的像素点非背景帧图像中像素点的总数的比例，进行非背景帧图像的区域分割。
示例性地，若错误区域的像素点的数量与非背景帧图像比例为1/16，则将非背景帧图像均分为16个区域块。
进一步地，由于非背景帧图像中存在部分错误或全部区域错误，在划分的若干区域块中将部分或全部的错误区域块，按照其在帧图像中的顺序进行依次标记使其区别于正常区域块，例如将错误区域按照顺序标记为C1、C2等，其中标记的方式以及标记符号的定义在此不进行限定。
再进一步地，将标记好的错误区域放入管理队列中，其中同一帧图像中的错误区域放入同一管理队列中。
步骤S140：在错误区域中寻找出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建。
优选地，管理队列中采用先进先出的方式进行错误区域块的存放，在管理队列中，获取最先存放的错误区域块即为起始区域块，并进行错误区域块的重建。其中错误区域块出现模糊化的原因大多是像素值缺失或不确定所导致的，因此需要对像素值进行确定，具体包括以下子步骤：
步骤Q1：查找起始区域块四周相邻区域块，判断其相邻的区域块是否被标记。
其中四周相邻表示为查找起始区域块上下左右相邻的区域块，若未被标记，则执行步骤Q2。否则说明该区域块为错误区域块，则继续查找该错误区域块的相邻区域块是否被标记。
具体地，若在指定范围内能够查找到与起始区域块间接相邻而未标记的区域块，则执行步骤Q2，否则认为错误区域块不能够被重建，流程退出。
步骤Q2：选取起始区域块的重建坐标。
优选地，以起始区域块左上角为原点坐标，选取该错误区域的任一像素坐标作为重建坐标。
步骤Q3：选取相邻区域块中与重建坐标处于同一水平或垂直方向且对应的像素坐标。
具体地，选取与错误区域块距离最近的相邻区域块，同样以相邻区域块的左上角为原点坐标，选取与重建坐标在同一水平或垂直方向，且坐标位置相同。其中相邻区域块可为与错误区域块相邻的上下左右四周区域块。
步骤Q4：进行起始区域块的重建。
其中起始区域块的重建具体为像素值的重建，重建坐标的像素值P(i.j)具体可表示为：
P(i.j)＝(d0P1+d1P0)/(d0+d1)
(公式三)
其中，d0为选取的起始区域块的重建坐标与左边(或上边)相邻区域块像素坐标的距离，P1表示右边(或下边)相邻区域块像素坐标的像素值，d1为起始区域块重建坐标与右边(或下边)相邻区域块像素坐标中心点的距离，P0表示左边(或上边)相邻区域块像素坐标的像素值。
按照公式(三)，完成起始区域块所有像素值的重建，其中若某一像素坐标的像素值能够确定，则可以不执行上述公式。
其中每个视频管理节点从管理队列中提取起始区域块进行处理后，按照先进先出的原则，再进行下一错误区域块的提取，按照上述方式完成错误区域块的重建。
优选地，在提取错误区域块并完成重建后，还包括将该区域块的标记删除。
步骤S150：对重建后的帧图像进行编码，形成视频图像输出上传。
在进行每个帧图像中错误区域的重建后，将每个帧图像与正确帧图像进行编码重新形成视频图像，并将该视频图像上传至指定部门。
其中对图像进行编码的方式可参考现有技术，在此不进行列举和赘述。
本申请还提供了城市管理视频处理系统，如图2所示，城市管理视频处理系统其中包括了获取单元201、存储单元202、读取判断单元203、处理单元204、重建单元205、输出上传单元206。
其中获取单元用于获取城市管理视频，并将视频放入存储单元202中。
优选地，存储单元可以是虚拟机，虚拟机能够利用最大的空间进行视频的存储。
其中系统中还包括物理机，物理机对于虚拟机进行统一的调度和管理。
读取判断单元203与存储单元202连接，用于判断视频中是否存在错误。
处理单元204与读取判断单元203连接，用于将视频流解码形成帧图像，对帧图像进行处理以判断帧图像中出现的错误区域。
其中处理单元204包括以下子模块：划分模块、计算模块、最大方差确定模块。
划分模块用于将帧图像按照灰度级别分为两个部分。
计算模块与划分模块连接，用于计算划分后的帧图像的平均灰度以及确定方差。
最大方差确定模块与计算模块连接，用于确定方差中的最大方差。
优选地，处理单元204还包括分割模块、标记模块、管理队列。
其中分割模块用于对非背景帧图像进行区域分割。
标记模块用于将分割后的各区域进行标记，并放入管理队列中。
重建单元205与处理单元204连接，用于在错误区域中提取出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建。
其中重建单元中包括视频管理节点，用于从管理队列中提取起始区域。
重建单元205还包括以下子模块：判断模块、选取模块、像素值重建模块。
判断模块用于查找起始区域块四周相邻区域块，判断其相邻的区域块是否被标记。
选取模块与判断模块连接，用于选取起始区域块的重建坐标，以及选取相邻区域块中与重建坐标处于同一水平或垂直方向且对应的像素坐标。
像素值重建模块与选取模块连接，用于进行起始区域块的重建。
输出上传单元206与重建单元205连接，用于对重建后的帧图像进行编码，形成视频图像输出，将其上传至指定部门。
本申请具有以下有益效果：
(1)本申请提供的城市管理视频的处理方法及其系统能够及时发现视频中的错误并进行处理，以确保视频上传的准确性。
(2)本申请提供的城市管理视频的处理方法及其系统能够采用一种更为高效和准确的方式进行错误的排查，节省了检查错误的时间，同时提高了准确性。
虽然当前申请参考的示例被描述，其只是为了解释的目的而不是对本申请的限制，对实施方式的改变，增加和/或删除可以被做出而不脱离本申请的范围。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种城市管理视频的处理方法，其特征在于，具体包括以下子步骤：
获取城市管理视频；
判断视频中是否存在错误；
将视频流解码形成若干帧图像，在若干帧图像中查找出现错误的帧图像以及错误区域；
在错误帧图像中寻找出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建；
对重建后的帧图像进行编码，形成视频图像输出上传；
其中在错误区域中寻找出错的起始区域块为，其中将出现的错误区域放入管理队列中，具体将标记好的错误区域放入管理队列中，其中同一帧图像中的错误区域放入同一管理队列中，管理队列中采用先进先出的方式进行错误区域块的存放，在管理队列中，视频管理节点获取最先存放的错误区域块即为起始区域块；根据起始区域块开始进行错误区域的重建，其中视频管理节点从管理队列中提取起始区域块进行处理后，进行下一错误区域块的提取和重建；
在错误帧图像中寻找出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建，具体包括以下子步骤：
查找起始区域块四周相邻区域块，判断其相邻的区域块是否被标记；
若未被标记，则选取起始区域块的重建坐标；
选取相邻区域块中与重建坐标处于同一水平或垂直方向且对应的像素坐标；
根据起始区域块的重建坐标与相邻的左右或上下区域块的像素坐标进行起始区域块的重建。
2.如权利要求1所述的城市管理视频的处理方法，其特征在于，若视频中存在部分模糊而导致该部分存在看不清楚的图像，则认为视频中存在错误。
3.如权利要求1所述的城市管理视频的处理方法，其特征在于，对帧图像进行处理具体包括以下子步骤：
进行背景与非背景帧图像的分割；
对非背景帧图像进行区域分割。
4.如权利要求3所述的城市管理视频的处理方法，其特征在于，进行背景与非背景帧图像的分割具体包括以下子步骤：
将帧图像按照灰度级别分为两部分；
计算划分后的帧图像的平均灰度；
根据平均灰度确定方差；
遍历选取的灰度级别，并确定分割方差；
根据分割方差确定最佳划分阈值，进行背景与非背景帧图像的最优选分割；
其中划分后的帧图像的总平均灰度u表示为：
u＝w0*u0+w1*u1
其中，w0表示帧图像中非背景图像的像素点占图像的比例，u0表示帧图像中背景图像的平均灰度，w1表示背景中像素点占图像的比例，u1表示非背景图像的平均灰度。
5.如权利要求4所述的城市管理视频的处理方法，其特征在于，方差s具体表示为：
s＝w0*(u0-u)2+w1*(u1-u)2
其中w0表示帧图像中非背景图像的像素点占图像的比例，u0表示帧图像中背景图像的平均灰度，w1表示背景中像素点占图像的比例，u1表示非背景图像的平均灰度，u表示帧图像的平均灰度。
6.如权利要求3所述的城市管理视频的处理方法，其特征在于，在非背景帧图像中进行若干区域块的划分。
7.如权利要求6所述的城市管理视频的处理方法，其特征在于，将一个或多个划分的区域块进行标记，并放入管理队列中。
8.一种城市管理视频处理系统，其特征在于，具体包括：获取单元、存储单元、读取判断单元、处理单元、重建单元、输出上传单元；
获取单元，用于获取城市管理视频，并将视频放入存储单元中；
读取判断单元，用于判断视频中是否存在错误；
处理单元，用于将视频流解码形成若干帧图像，在若干帧图像中查找出现错误的帧图像以及错误区域；
重建单元，用于在错误区域中寻找出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建；
重建单元中，在错误区域中寻找出错的起始区域块为，其中将出现的错误区域放入管理队列中，具体将标记好的错误区域放入管理队列中，其中同一帧图像中的错误区域放入同一管理队列中，管理队列中采用先进先出的方式进行错误区域块的存放，在管理队列中，视频管理节点获取最先存放的错误区域块即为起始区域块；根据起始区域块开始进行错误区域的重建，其中视频管理节点从管理队列中提取起始区域块进行处理后，进行下一错误区域块的提取和重建；
在错误帧图像中寻找出错的起始区域块，依次进行错误区域的重建，具体包括以下子步骤：
查找起始区域块四周相邻区域块，判断其相邻的区域块是否被标记；
若未被标记，则选取起始区域块的重建坐标；
选取相邻区域块中与重建坐标处于同一水平或垂直方向且对应的像素坐标；
根据起始区域块的重建坐标与相邻的区域块的像素坐标进行起始区域块的重建。
9.如权利要求8所述的城市管理视频处理系统，其特征在于，处理单元包括以下子模块：划分模块、计算模块、最大方差确定模块；
划分模块，用于将帧图像按照灰度级别分为两个部分；
计算模块，用于计算划分后的帧图像的平均灰度以及确定方差；
最大方差确定模块，用于确定方差中的最大方差。
10.如权利要求8所述的城市管理视频处理系统，其特征在于，重建单元具体包括以下子模块：判断模块、选取模块、像素值重建模块；
判断模块，用于查找起始区域块四周相邻区域块，判断其相邻的区域块是否被标记；
选取模块，用于选取起始区域块的重建坐标，以及选取相邻区域块中与重建坐标处于同一水平或垂直方向且对应的像素坐标；
像素值重建模块，用于进行起始区域块的重建。
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