TWI433057B - 改良的警報前視訊緩衝器 - Google Patents

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TWI433057B
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Description

改良的警報前視訊緩衝器
本發明係關於一視訊序列之緩衝。更特定言之，本發明係關於一種用以緩衝一包含完全影像圖框與差動影像圖框的視訊序列之方法。本發明還係關於一種警報前緩衝器、視訊伺服器、一監視相機及電腦程式。
一現代安全系統常常包含若干監視相機。該等監視相機使得安全人員可以監視一較大區域，例如一辦公大樓內的數個樓層。其還使得安全人員獲得一良好工具用以在驗證一警報係一真實警報後再採取進一步行動。
某些安全系統係配置用於對來自一開始於一偵測(例如一警報)前而結束於該偵測時的時間週期之一視訊序列進行記錄。此類視訊序列係稱為一警報前視訊序列。當然，此類安全系統還可以記錄開始於該偵測時而結束於一任意時間之一視訊序列。此類視訊序列係稱為一警報後視訊序列。所記錄的警報前視訊序列可輔助驗證該偵測是否係因一真正的警報事件所致，並可以在該偵測之前提供關於該事件之視訊。由於視訊序列一般係依據某一壓縮標準(例如MPEG－4)來壓縮，因此必須考量特定壓縮方案之特徵。
例如，一般的視訊壓縮基本原理係以差動影像圖框來替換某些完全影像圖框，其中一差動影像圖框包含前一完全影像圖框與所替換的完全影像圖框之間的差異，而一完全影像圖框包含完整的影像資料。以此方式，不必儲存或傳送說明每一完全影像圖框之所有資訊，而僅須儲存或傳送當前圖框與前一圖框之間的差異，此進而意謂著須儲存或傳送較少的資料。
因此，在對經壓縮視訊串流進行解壓縮時，將一差動影像圖框與該當前影像組合而因此重新建立該差動影像所表現之影像。
一般地，此一經壓縮視訊序列或此一經壓縮的視訊串流具有若干完全影像圖框而介於該等完全影像圖框之間者係若干所配置的差動影像圖框。介於兩個相鄰完全影像圖框之間的差動影像圖框數目取決於所需壓縮速率及/或品質。
例如，一第一圖框係一完全影像圖框，一第二、一第三及一第四圖框係差動影像圖框，一第五圖框係一完全影像圖框，一第六、一第七及一第八圖框係差動影像圖框，以此類推。該第一圖框包含一完整影像之資訊，而無需與來自另一圖框之影像資訊組合來表現一完整影像。但是，為了獲得下一完整影像，將包含完全影像資料之第一圖框與包含介於該第一影像與該第二影像之間的差異之第二差動影像圖框組合成表現該第二完整影像之一第二影像圖框。為了獲得一第三完全影像圖框，將該第二完整影像與該第三差動影像圖框組合成一第三完整影像，以此類推直至該第五圖框(其係一完全影像圖框)，其中重複該程序。
在基於上述一般原理之某些壓縮方案中，使用不同類型的差動影像圖框，例如MPEG標準(其係熟習此項技術者所熟知之標準)中的P圖框與B圖框。
因此，當從一警報前緩衝器(例如，從一先進先出(FIFO)緩衝器)擷取一警報前視訊序列時，該緩衝器中的視訊序列可以若干差動影像圖框開始，此意謂著一視訊序列之初始圖框並無包含足夠資訊以呈現完整影像。
一替代方案係向操作者呈現在該警報前緩衝器中的所有圖框，包括該等第一差動圖框。由於未呈現此等差動影像所依據之完全影像圖框，因此該警報前視訊序列之第一圖框將不會呈現正確的影像資訊。
另一解決方式係引入一電氣裝置，該電氣裝置定位該警報前視訊序列之第一完全影像圖框。採用此方式，記憶體具有更高的使用效率，而不會遺失包含正確影像資訊之圖框。
此一缺點係該警報前視訊序列之長度將隨時間而變化，例如若選擇一10秒鐘的警報前序列而該視訊序列包括相當多的差動圖框，則在該警報前視訊序列之開端可以有4秒鐘不可用的差動視訊圖框。
解決此問題之一解決方式可以係擴展該緩衝器。以此方式可以儲存若干額外圖框，即將該警報前視訊序列之開端及時地傳輸回去。在此情況下可以選擇若干額外圖框以便可以對表現選定的警報前時間週期之所有影像圖框進行解壓縮。
此解決方式有一些缺點。首先，該警報前視訊序列之長度將隨時間而變化。其次，需要的所添加額外圖框數目取決於壓縮速率，因為較高的壓縮速率常常意謂著較多的差動影像圖框與較少的完全影像圖框。因此，所添加額外圖框之數目必須較高以便支援具有高壓縮速率之一視訊序列。
鑒於上述情況，本發明之一目的係解決或至少減少上述問題。另一目的係針對警報前視訊序列提供改良的緩衝。
該等目的係藉由如請求項1之用以緩衝一視訊序列之方法、如請求項12之警報前緩衝器、如請求項18之視訊伺服器、如請求項19之相機、如請求項20之電腦程式、如請求項21之用以產生一警報前視訊序列之方法及如請求項25之電腦程式來實現。隨附申請專利範圍中揭示本發明之具體實施例。
依據本發明之一第一方面，提供一種用以緩衝一視訊序列之方法，其包含以下動作：從包含完全影像圖框與差動影像圖框之一輸入視訊串流接收輸入影像圖框，回應於每一圖框之接收將每一所接收輸入影像圖框儲存於一視訊序列FIFO緩衝器中，將與儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的視訊序列相關之至少一完全影像圖框儲存於一完全影像FIFO緩衝器中，以及藉由將來自該完全影像圖框FIFO緩衝器之該等所儲存的至少一完全影像圖框中的至少一圖框與該視訊序列FIFO緩衝器之影像圖框組合來產生一輸出視訊序列。
將所接收輸入影像圖框儲存於一視訊序列FIFO緩衝器而將與儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的視訊序列相關之至少一完全影像圖框儲存於一完全影像FIFO緩衝器中之一優點係，可以將該視訊序列緩衝器之視訊序列與一完全影像圖框組合以便使得在該輸出視訊序列中係差動圖框的該視訊序列緩衝器之初始圖框之負面影響最小化。換言之，若一差動影像圖框使得難以甚或無法使用該視訊序列FIFO緩衝器的實質上所有視訊圖框來建立一可觀看視訊序列，則將其替換為一完全影像圖框。從而使得可以有效地使用儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的影像資訊。
在本發明之第一方面之另一具體實施例中，儲存於該完全影像圖框FIFO緩衝器中的該至少一完全影像圖框係儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中之一影像圖框之一完全影像表現。
以此方式，可以藉由使用針對特定視訊序列之相關影像資訊來進一步減小該視訊序列緩衝器中可能的初始差動影像圖框之負面影響。因此，藉由將此一完全影像圖框與該視訊序列緩衝器之視訊序列組合，可以使用該視訊序列緩衝器之影像圖框中的資訊來產生該警報前視訊序列之一更真實的表現。
在另一具體實施例中，儲存於該完全影像圖框FIFO緩衝器中的該至少一完全影像圖框係與儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的視訊序列之最舊影像圖框具有較短時間距離之一影像圖框之一完全影像表現。
藉由此配置，該完全影像圖框可以係該視訊序列緩衝器中的最舊影像圖框之一完全影像表現或與該視訊序列緩衝器中的最舊影像在時間上最接近之一影像之一完全影像表現。優點與上述優點相同。
在本發明之一具體實施例中，一警報前視訊序列之產生包含插入來自一完全影像FIFO緩衝器之一完全影像圖框作為從一視訊序列FIFO緩衝器輸出之一包含完全影像圖框與差動影像圖框的視訊序列之第一圖框。
首先將一完全影像圖框插入該視訊序列緩衝器的視訊序列之優點係，可以令該視訊串流之初始差動影像圖框成為可觀看視訊序列之部分，因為現在可以解譯該等初始差動影像圖框之影像資訊。從而可以更高效率地使用該緩衝器，可以更精確地預測該警報前視訊序列之長度，而可以更精確地決定該警報前視訊序列之第一影像圖框之時間點。在一具體實施例中，由於首先在該輸出視訊序列中插入的完全影像圖框係該視訊序列中之一差動圖框之一完全影像圖框而且該輸出視訊序列的差動圖框與初始差動圖框之間的時間距離較小或不存在，因此獲得其他優點。在此類情況下，有效地使用該視訊序列FIFO緩衝器之所有影像圖框，因為其皆可以作為以一完全影像圖框開始之一經壓縮的視訊序列而供觀看。
在另一具體實施例中，一輸出視訊序列之產生係在接收到一偵測信號後隨即自動執行。
此一優點係不需要使用者互動，而視訊序列顯示自動傳送臨近偵測前發生的情形。
依據本發明之另一具體實施例，該方法進一步包含經常從輸出包括該等輸入影像圖框的視訊串流之一視訊序列編碼構件接收完全影像圖框，每一完全影像圖框表現該等輸入影像圖框之一影像圖框之一完全影像版本，而其中至少一完全影像圖框之儲存包括回應於每一完全影像圖框之接收將每一所接收完全影像圖框儲存於該完全影像FIFO緩衝器中。
藉由直接從該視訊序列編碼構件接收欲在該完全影像FIFO緩衝器中緩衝的完全影像圖框，該警報前緩衝程序需要較小的處理能力。在與該視訊序列的編碼相同之裝置中執行該警報前緩衝之一具體實施例中，此點尤其有利。此原因在於該編碼器已經能存取此類完全影像圖框。
依據另一具體實施例，至少一完全影像圖框在一完全影像FIFO緩衝器中之該儲存包含：將該等所接收輸入影像圖框之至少一影像圖框與該至少一完全影像圖框組合，該等所接收輸入影像圖框之該至少一影像圖框係一差動影像而表現在該視訊序列中與所表現之該至少一完全影像圖框相比之一更遲的影像圖框；以及將該等組合的影像圖框儲存於該完全影像FIFO緩衝器中。
從欲儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的視訊輸入產生針對該完全影像FIFO緩衝器的完全影像圖框之優點係，從此可以在僅能存取欲儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的經壓縮視訊序列之裝置中使用本發明。
依據本發明之另一方面，提供一種用以緩衝一視訊序列之警報前緩衝器。
該警報前緩衝器包含：一視訊序列FIFO緩衝器，其係配置用於緩衝來自一輸入視訊串流之輸入影像圖框；一完全影像FIFO緩衝器，其係配置用於緩衝至少一完全影像圖框，其與該視訊序列FIFO緩衝器相關；一組合器，其係配置用於將來自該完全影像FIFO緩衝器之一影像圖框與該第一FIFO緩衝器之影像圖框組合並產生一警報前視訊序列。
在一具體實施例中，儲存於該完全影像圖框FIFO緩衝器中的該至少一完全影像圖框係儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中之一影像圖框之一完全影像表現。
在另一具體實施例中，儲存於該完全影像圖框FIFO緩衝器中的該至少一完全影像圖框係與儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的視訊序列之最舊影像圖框具有一較短時間距離之一影像圖框之一完全影像表現。
在另一具體實施例中，該組合器係配置用於插入來自一完全影像FIFO緩衝器之一完全影像圖框作為從一視訊序列FIFO緩衝器輸出之一包含完全影像圖框與差動影像圖框的視訊序列之第一圖框。
在另一具體實施例中，該警報前緩衝器進一步包含配置用於接收一包括完全圖框與差動圖框的視訊序列之一經壓縮視訊輸入。
在另一具體實施例中，該警報前緩衝器進一步包含配置用於接收一僅包括完全圖框的視訊序列之一完全圖框視訊輸入。
本發明之此方面之具體實施例之優點類似於結合本發明之第一方面之對應具體實施例所提出之優點。
依據一第三方面，藉由包含一如上所述的警報前緩衝器之一視訊伺服器來提供本發明。
依據一第四方面，藉由包含一如上所述的警報前緩衝器之一相機來提供本發明。
依據一第四方面，藉由包含一用以執行如上所述方法步驟的電腦程式碼之一電腦程式來提供本發明。
本文全篇皆使用詞語"完全影像圖框"與"差動影像圖框"。"完全影像圖框"應解釋為與其他影像無關之一影像，而"差動影像圖框"應解釋為僅包含兩個連續影像之間的差異(即與其他影像相關)之一影像。
另外，詞語"經壓縮視訊串流/序列"應解釋為包含共同壓縮的若干影像圖框之一視訊串流/序列。此一共同壓縮係，例如，藉由以差動影像圖框來替換某些影像圖框來對連續影像圖框之間的相似性加以考量。
此外，詞語"經壓縮影像"應解釋為一經個別壓縮的影像，其中已對該影像內的可壓縮資訊加以考量，此一壓縮格式係(例如)JPEG。
此外，一"經壓縮視訊串流/序列"可包含"經壓縮影像"，即藉由對連續影像之間的相似性加以考量以及對每一影像內的可壓縮資訊加以考量來減少該資訊。此一壓縮格式係MPEG－4標準。
圖1解說形成一視訊序列之若干影像圖框100a至100f。在每一影像圖框中，呈現一人101a至101f與一連接至一偵測器(未顯示)之偵測線102a至102f。
在該第四影像圖框100d中，該人101d係橫跨該偵測線102d，其中從該偵測器發射一偵測信號。當該相機接收該偵測信號時，產生一警報視訊序列。所產生的視訊序列係與該警報相關且係傳送至操作者。例如在一對偵測前事件以及偵測後事件感興趣之實驗中，此可能有用。
此等類型的警報前及警報後視訊序列可能有用之情況之另一範例係在製造業中。例如，若一裝配線之一中斷信號係與具有一警報前視訊序列選項之一相機相關，則可以研究該中斷信號之成因而可以採取適當的動作來減小類似中斷信號之風險。
如上所述，另一範例係在安全領域內。藉由具有與一監視相機的偵測相關之警報前及警報後視訊序列來輔助對該等偵測之處置以及對該等偵測之分析。
該警報視訊序列包含兩個部分：一警報前視訊序列，其顯示偵測前的事件；以及一警報後序列，其顯示偵測後的事件。此等兩個序列之長度較佳的係可由使用者調整。
另外，不必在該警報之前指定該警報後視訊序列之長度。其可以(例如)一直記錄到一操作者將其停止。
在圖1之解說性範例中，警報前序列與警報後視訊序列皆係設定為包含兩個圖框。但是，在一實際情況下，圖框數目可以高得多，例如10至300個圖框，其在每秒10個圖框之一框率(fps)條件下對應於1至30秒。圖框數目及框率可以因不同應用而變化。
還應瞭解，可以藉由一適用於處置視訊序列之視訊伺服器或其他設備來對警報前與警報後視訊序列進行處置。
或者，該影像圖框100d(在其中進行偵測)並非該警報後視訊序列之一部分，而可以係該警報前視訊序列之一部分。
圖1中將該等影像圖框100a至100f解說為獨立影像，或者換言之係完全影像圖框，即無需來自其他影像圖框之影像資訊便可以觀看每一影像圖框。但是，較佳的係將以數位方式表現的視訊序列壓縮以便減少欲儲存及發送的資訊數量。
有若干方式來壓縮數位視訊序列。但是，壓縮一原始視訊序列(即，未經壓縮的視訊序列)之一常用方式係將該原始視訊序列之圖框轉換成完全影像圖框與差動影像圖框，下面將對此進行詳細說明。在此應用中，對此類壓縮加以考量。
為了減少該等影像圖框中的資訊，已開發因相鄰影像之間的相似性而獲益之數位視訊格式，例如MPEG－4。
圖2解說將一包含原始完全影像圖框(表示為O1 至O12 )之原始視訊序列200壓縮為一包含完全影像圖框(表示為F1 至F3 )與差動影像圖框(表示為D11 至D13 、D21 至D23 及D31 至D33 )的經壓縮視訊序列202之一般原理。
在此壓縮原理中，該視訊序列中的某些影像圖框係減少為僅包含與前一影像之差異而非完整的影像資訊。本文中將此等圖框稱為差動影像圖框，而其在一略微簡化的模型中可以係藉由如圖2所示之減法來決定。
圖3解說將經壓縮視訊序列300解壓縮為包含重複的完全影像圖框(表示為R1 至R12 )之一經解壓縮視訊序列302之一般原理。
依據此解壓縮原理，該等差動影像圖框在一略微簡化的模型中可以係藉由如圖3所示之加法而轉換為完全影像圖框。
可藉由具有不同類型的差動影像圖框(例如MPEG－4標準中的B與P圖框)而細化此一般原理，而且亦可以對完全影像圖框進行處理(例如壓縮)，例如MPEG－4標準中的I圖框。
從上述解說性範例可瞭解，為了觀看儲存於該警報前視訊緩衝器中的整個序列，該第一影像圖框將係一完全影像圖框，但若將一經壓縮視訊序列之一固定數目的圖框儲存於一FIFO警報前視訊序列緩衝器中則實際情況並非始終如此。
圖4中解說本發明之一第一具體實施例之一般原理。將一經壓縮的視訊信號(即完全影像圖框與差動影像圖框)按順序輸入一警報前視訊序列緩衝器400，該警報前視訊序列緩衝器400包含：一緩衝器402，其緩衝經壓縮視訊，該緩衝器402或對應的緩衝器在此應用中有時係稱為視訊序列FIFO緩衝器；以及一緩衝器404，其僅緩衝完全影像圖框，該緩衝器404或對應的緩衝器在此應用中有時係稱為完全圖框FIFO緩衝器。
來自視訊信號之每一輸入圖框係儲存於該緩衝器402中。當該緩衝器變滿時，依據FIFO原理移除最舊的圖框，此即FIFO。
當接收到一新的完全影像圖框時，更新該緩衝器404中的完全影像圖框。為了追蹤接收到一新的完全影像圖框之時間，可以使用一計數器406。
當一偵測信號到達該警報前視訊序列緩衝器時，將該緩衝器404中最舊的完全影像圖框及該緩衝器402中的經壓縮視訊序列輸出至一組合器408。該組合器408藉由將該緩衝器402中的視訊序列之第一影像圖框替換為該緩衝器404中的第一影像圖框來產生一新的視訊序列。因此，若該緩衝器402之第一影像圖框係一差動影像圖框，該緩衝器404之第一影像圖框始終係緩衝器402之第一差動影像圖框所依據之一完全影像圖框。
此解決方式適用於在經壓縮視訊信號中具有少數中間差動圖框之情況，即在該等完全影像圖框之間僅有少數差動影像圖框。
例如，若在兩個連續的完全影像圖框之間有75個差動影像圖框，則在丟失74個差動影像圖框之最差個案情形下該警報前視訊緩衝器中的第一與第二影像圖框之間的跳躍可能相當明顯。但是，若在兩個連續完全影像圖框之間只有4個差動影像圖框，則跳躍不會如此之明顯，因為針對此情況的最差個案情形僅表現3個丟失的差動影像圖框。
或者，可以對經壓縮視訊緩衝器的最舊圖框是否係一完全影像圖框進行一檢查。若該最舊圖框係一完全影像圖框，則輸出該經壓縮視訊序列緩衝器402中的經壓縮視訊序列而不作調整，而若該最舊圖框並非一完全影像圖框，則將此替換為如上所述從該完全影像圖框緩衝器404擷取之一完全影像圖框。
由於在該完全影像視訊緩衝器中具有最新的完全影像圖框，因此該組合器中的程序始終相同，此意謂著較少的計算時間，進而產生提高的處理效率。
圖5中，解說本發明之一第二具體實施例。簡而言之，按順序將一經壓縮視訊信號輸入至一警報前視訊序列緩衝器500，其包含一緩衝器502，其緩衝經壓縮視訊；一緩衝器504，其緩衝完全影像圖框；及一影像更新器506。當接收到一偵測信號時，藉由一組合器508產生一警報前視訊序列。
該第一與第二具體實施例之間的一般差異係，在該第一具體實施例中該緩衝器404包含針對該緩衝器402中的每一圖框之最新的完全影像圖框，而在該第二具體實施例中該緩衝器504包含針對該緩衝器502中的每一圖框之一對應的完全影像圖框。此係藉由該影像更新器506來實現，該影像更新器506決定針對每一進入影像圖框之一對應的完全影像。
當接收到經壓縮視訊信號之一進入圖框時，在該緩衝器502中緩衝該進入圖框並將其發送至該影像更新器506。該影像更新器506藉由在以下兩個情況下的操作產生該進入影像圖框之一對應的完全影像圖框：若該進入影像圖框係一差動影像圖框，則將所接收的差動影像與該緩衝器504中的最新完全影像圖框組合，而若該進入影像圖框係一完全影像圖框，則不需要進行組合，因為該進入影像圖框已經係一完全影像圖框，而因此其自己的對應完全影像圖框亦如此。然後，藉由此對應的完全影像圖框更新該緩衝器504。
當接收到該偵測信號時，該組合器506藉由將經壓縮視訊緩衝器502之第一圖框替換為對應的完全影像圖框來產生一警報前視訊序列。
或者，對該經壓縮視訊緩衝器的最舊圖框是否係一完全影像圖框進行一檢查。若該最舊圖框係一完全影像圖框，則輸出該緩衝器502中的經壓縮視訊序列而不作調整，而若該最舊圖框並非一完全影像圖框，則如上所述將此替換為從該緩衝器504擷取之一完全影像圖框。
圖6中，解說本發明之一第三具體實施例。作為該第二具體實施例，將一經壓縮視訊信號按順序輸入至一警報前視訊序列緩衝器600，其包含一緩衝器602，其緩衝經壓縮視訊；一緩衝器604，其緩衝完全影像圖框；及一影像更新器606。當接收到一偵測信號時，藉由一組合器608產生一警報前視訊序列。
如同在該第二具體實施例中一樣，針對經壓縮視訊信號之每一輸入圖框而決定一對應的完全影像圖框。因此，該緩衝器604具有與在該第二具體實施例中相同的外觀。
但是，與該第二具體實施例不同，可以將該緩衝器602中的多個差動圖框替換為來自該緩衝器604之完全影像圖框。
例如，若該緩衝器602之兩個第一圖框係差動影像圖框，則可以將此等兩個第一圖框替換為來自該緩衝器604之其對應的完全影像圖框。
或者，為了不斷追蹤欲替換之圖框數目，可以使用指示欲替換圖框數目之一計數器。
此具體實施例之一優點係一列中的差動影像圖框數目恆定，從而使得可以提高該警報前視訊緩衝器之效率。
圖7中，解說本發明之一第四具體實施例。與上述具體實施例不同，將一經壓縮視訊信號與一經壓縮完全影像視訊信號(本文亦稱為F圖框視訊信號)輸入至一警報前視訊序列緩衝器700。經壓縮的視訊信號包含經壓縮完全影像圖框(本文中稱為F圖框)與經壓縮差動影像圖框。此經壓縮視訊信號可以係(例如)一MPEG－4視訊序列。在某些壓縮方法中可以將該等F圖框與F圖框視訊信號命名為I圖框與I圖框視訊信號。
該F圖框視訊信號表現與經壓縮視訊信號相同之視訊序列。差異在於該F圖框視訊信號僅包括F圖框。因此，針對經壓縮視訊信號中的每一影像圖框，在該F圖框視訊信號中呈現一對應的經壓縮完全影像圖框。
將經壓縮的視訊信號輸入至一緩衝經壓縮視訊之緩衝器702，而將該F圖框視訊信號輸入至一緩衝F圖框之緩衝器704。該緩衝器702與該緩衝器704皆依據該FIFO原理而發揮功能。
當該警報前視訊序列緩衝器700接收到一偵測信號時，在一組合器706中產生一警報前視訊序列。在該組合器中，將該緩衝器702之第一圖框替換為該緩衝器704之第一圖框。
圖8中，解說本發明之一第五具體實施例。在此具體實施例中，將一經壓縮的視訊信號輸入至一緩衝器802，該緩衝器802對一警報前視訊序列緩衝器800中的經壓縮視訊進行緩衝。該警報前視訊序列緩衝器800還包含緩衝F圖框視訊之一緩衝器804。該緩衝器804僅包含一圖框。藉由一F圖框更新器806來更新此圖框，若該最舊圖框係一差動影像圖框，則該F圖框更新器806將經壓縮視訊序列緩衝器之最舊圖框與當前F圖框組合，而若該最舊圖框係一F圖框，則將該當前F圖框替換為此F圖框。此係在每次該經壓縮視訊信號中之一圖框進入該警報前視訊序列緩衝器800時實行。
當該警報前視訊序列緩衝器800接收到一偵測信號時，在一組合器808中產生一警報前視訊序列。在該組合器808中，將該緩衝器802之第一圖框替換為來自該緩衝器804之圖框。
在上述具體實施例中，分別以相同方式處理進入的完全影像圖框與差動影像圖框。但是，若在該警報前視訊序列中的第一與第二影像圖框之間可以接受一較小的跳躍，則可以僅每隔一進入圖框進行處理，或者若可以接受一略大一些的跳躍，則可以僅每隔三個圖框進行處理，以此類推。但是，若所有完全影像圖框皆得到處理，則獲得最佳品質。
圖9中，解說包含一警報前視訊序列緩衝器902之一相機900，如圖4所示。該相機900進一步包含一透鏡904、一影像感測器906、一視訊控制器908、一壓縮引擎910、一連接至一LAN(區域網路)或網際網路914之資料網路介面912、一組合器916、一處理器918及一記憶體920，並可以包含一外部偵測器922。
簡而言之，為將串流視訊傳送至一LAN或網際網路914，透過該透鏡904將光傳輸至該影像感測器906。在該影像感測器906(其可以係一CCD感測器或一CMOS感測器)中，將該光轉換為數位信號。然後，將該等數位信號傳輸至該視訊控制器908，該視訊控制器908將該等數位信號轉換成影像圖框。接著在壓縮引擎910中將此等影像圖框壓縮成一視訊格式，例如MPEG，並最終經由該資料網路介面912將其傳輸至該LAN或網際網路914。
若欲在一偵測後隨即自動傳送一警報視訊序列，則向該警報前視訊序列緩衝器902輸入來自該視訊控制器908之輸出影像圖框(即，完全影像圖框)與來自該壓縮引擎910之輸出的經壓縮影像圖框。當該相機接收到一偵測時，如圖4所示，藉由該組合器916與該警報前視訊序列緩衝器902來產生一警報前視訊序列。將該警報前視訊序列傳輸至該資料網路介面912，而然後傳輸至該LAN或網際網路914。
在該警報前視訊序列之傳輸期間，將一警報後視訊序列儲存於一記憶體或緩衝器(未顯示)中，而當已傳送該警報前視訊序列時，傳送此警報後視訊序列。由於該警報後視訊序列緊接該警報前視訊序列之後來臨，因此與該警報前視訊序列之情況中不同不必特別注意。
觸發該警報前視訊序列的傳送之偵測可以係從該外部偵測器922輸入至該相機900。此偵測器可以係一PIR(被動紅外線)偵測器、光束偵測器、聲音偵測器、壓力偵測器或在偵測後隨即輸出一信號之任何其他偵測器。該信號為該處理器918所接收而轉遞至該警報前視訊序列緩衝器902。
還可以藉由為偵測該等進入影像中的特定情況而程式化之影像分析軟體來獲得該偵測信號。可以藉由該處理器918來執行此軟體並將其儲存於該記憶體920中。
在已將該警報前視訊序列傳送至該LAN或該網際網路914後，將一警報後視訊序列傳輸至該LAN或該網際網路914。
圖10中，解說包含一警報前視訊序列緩衝器1002之一相機1000，如圖5、圖6、圖7或圖8所示。該相機1000進一步包含一透鏡1004、一影像感測器1006、一視訊控制器1008、一壓縮引擎1010、一連接至一LAN(區域網路)或網際網路1014之資料網路介面1012、一組合器1016、一處理器1018及一記憶體1020，並可以包含一外部偵測器1022。
該相機1000與該相機900之間的差異在於該警報前緩衝器1002及該警報前緩衝器1002與該視訊控制器1008及該壓縮引擎1010之間的通信。
在該相機1000中，若欲在一偵測後隨即自動傳送一警報視訊序列，則將來自該壓縮引擎1010之輸出的經壓縮影像圖框連續輸入至該警報前視訊序列緩衝器1002直至接收到一偵測信號。
在圖5、圖6及圖8所示具體實施例中，輸出的經壓縮影像圖框係一視訊信號，即經壓縮的視訊信號，其係顯示為一實線。但是，在如圖7所示具體實施例中，輸出的經壓縮影像圖框係兩個視訊信號，即經壓縮視訊信號與一F圖框視訊信號，其係分別顯示為一實線與一虛線。
圖11中，解說包含一視訊伺服器1100與類比相機1104之一監視系統，該視訊伺服器1100進而包含如圖4所示之一警報前視訊序列緩衝器1102。該視訊伺服器1100包含一A/D(Analog/Digital；類比/數位)轉換器1106、一視訊控制器1108、一壓縮引擎1110、一連接至一LAN(區域網路)或網際網路1114之資料網路介面1112、一組合器1116、一處理器1118及一記憶體1120，並可以包含一外部偵測器1122。
該視訊伺服器1100與該相機900之間的差異在於可以將該透鏡904及該影像感測器906替換為該類比相機1104及該A/D轉換器1106。
圖12中，解說包含一視訊伺服器1200與類比相機1204之一監視系統，該視訊伺服器1200進而包含如圖5、圖6、圖7或圖8所示之一警報前視訊序列緩衝器1202。該視訊伺服器1200包含一A/D轉換器1206、一視訊控制器1208、一壓縮引擎1210、一連接至一LAN(區域網路)或網際網路1214之資料網路介面1212、一組合器1216、一處理器1218及一記憶體1220，並可以包含一外部偵測器1222。
該視訊伺服器1200與該相機1000之間的差異在於可以將該透鏡1004及該影像感測器1006替換為該類比相機1204及該A/D轉換器1206。
參考圖13，解說用以緩衝及產生一警報前視訊序列之一方法。
在步驟1300中，從與一影像捕獲裝置(例如一相機)、與一影像捕獲裝置之一網路連接或一影像捕獲裝置(例如一相機，兼含壓縮引擎與執行本發明程序之構件)之一視訊壓縮引擎之一外部直接連接接收輸入影像圖框。輸入的影像圖框可以係一經壓縮視訊序列，即有時因一包含完全影像圖框的完全影像而中斷之一差動影像序列。該輸入影像圖框可以係如上所述之一經壓縮視訊序列與表現該經壓縮視訊序列的影像圖框之完全影像圖框之一額外輸入。
在步驟1302中，將該經壓縮視訊序列之所接收輸入影像圖框儲存於一視訊序列FIFO緩衝器中。
在步驟1304中，將至少一第一完全影像圖框儲存於一完全影像FIFO緩衝器中。該至少一完全影像圖框可以係已依據該等輸入影像圖框之經壓縮視訊序列計算得出之一完全影像圖框，或者在該等輸入影像圖框包括表現經壓縮視訊序列的影像圖框之完全影像圖框之情況下，可以係作為該等輸入影像圖框之部分而接收到之一完全影像圖框。
然後，在步驟1308中，接收指示一令人感興趣的事件之一偵測信號。
回應於該偵測信號，在步驟1310中，藉由將該完全影像FIFO緩衝器之最舊完全影像圖框與儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的視訊序列組合來產生一輸出視訊序列。在一具體實施例中該完全影像FIFO緩衝器中的最舊完全影像圖框係該視訊序列FIFO緩衝器之最舊影像圖框之一完全影像版本。在另一具體實施例中，在來自該視訊序列緩衝器的視訊序列中插入的完全影像圖框之間可以存在一定的時間距離。
該輸出視訊序列之產生可以係在接收到一偵測信號後隨即自動執行。
上面主要係參考少數具體實施例來說明本發明。但是，熟習此項技術者輕易便會明白，除上面所揭示者以外的其他具體實施例在如隨附申請專利範圍所定義之本發明範疇中同樣可行。
01至012．．．原始完全影像圖框
100a至100f．．．影像圖框
101a至101f．．．人
102a至102f．．．偵測線
200．．．原始視訊序列
202．．．經壓縮視訊序列
206．．．計數器
300．．．經壓縮視訊序列
302．．．經解壓縮視訊序列
400．．．警報前視訊序列緩衝器
402．．．緩衝器
404．．．緩衝器
406．．．文中未說明
408．．．組合器
500．．．警報前視訊序列緩衝器
502．．．緩衝器
504．．．緩衝器
506．．．緩衝器
508．．．組合器
600．．．警報前視訊序列緩衝器
602．．．緩衝器
604．．．緩衝器
606．．．影像更新器
608．．．組合器
700．．．警報前視訊序列緩衝器
702．．．緩衝器
704．．．緩衝器
706．．．組合器
800．．．警報前視訊序列緩衝器
802．．．緩衝器
804．．．緩衝器
806．．．F圖框更新器
808．．．組合器
900．．．相機
902．．．警報前視訊序列緩衝器
904．．．透鏡
906．．．影像感測器
908．．．視訊控制器
910．．．壓縮引擎
912．．．資料網路介面
914．．．LAN(區域網路)或網際網路
916．．．組合器
918．．．處理器
920．．．記憶體
922．．．外部偵測器
1000．．．相機
1002．．．警報前視訊序列緩衝器
1004．．．透鏡
1006．．．影像感測器
1008．．．視訊控制器
1010．．．壓縮引擎
1012．．．資料網路介面
1014．．．LAN(區域網路)或網際網路
1016．．．組合器
1018．．．處理器
1020．．．記憶體
1022．．．外部偵測器
1100．．．視訊伺服器
1102．．．警報前視訊序列緩衝器
1104．．．類比相機
1106．．．A/D轉換器
1108．．．視訊控制器
1110．．．壓縮引擎
1112．．．資料網路介面
1114．．．LAN(區域網路)或網際網路
1116．．．組合器
1118．．．處理器
1120．．．記憶體
1122．．．外部偵測器
1200．．．視訊伺服器
1202．．．類比相機
1202．．．警報前視訊序列緩衝器
1204．．．視訊伺服器
1206．．．A/D轉換器
1208．．．視訊控制器
1210．．．壓縮引擎
1212．．．LAN(區域網路)或網際網路
1214．．．資料網路介面
1216．．．組合器
1218．．．處理器
1220．．．記憶體
1222．．．外部偵測器
參考附圖，透過上面對本發明之較佳具體實施例所作之解說性而非限制性的詳細說明，將會更好地理解本發明之上述及額外目的、特徵及優點，其中相同的參考數字將用於類似元件，其中：圖1係一警報視訊序列之一解說。
圖2係一常用的視訊壓縮演算法之一示意性解說。
圖3係一常用的視訊解壓縮演算法之一示意性解說。
圖4係一警報前視訊序列緩衝器之功能性之一第一具體實施例之一示意性解說。
圖5係一警報前視訊序列緩衝器之功能性之一第二具體實施例之一示意性解說。
圖6係一警報前視訊序列緩衝器之功能性之一第三具體實施例之一示意性解說。
圖7係一警報前視訊序列緩衝器之功能性之一第四具體實施例之一示意性解說。
圖8係一警報前視訊序列緩衝器之功能性之一第五具體實施例之一示意性解說。
圖9係包含依據該第一具體實施例之一警報前視訊序列緩衝器之一監視相機之一示意性解說。
圖10係包含依據該第二、第三、第四或第五具體實施例之一警報前視訊序列緩衝器之一監視相機之一示意性解說。
圖11係包含連接至一類比相機之一視訊伺服器之一視訊監視系統之一示意性解說，其中該視訊伺服器包含依據該第一具體實施例之一警報前視訊序列緩衝器。
圖12係包含連接至一類比相機之一視訊伺服器之一視訊監視系統之一示意性解說，其中該視訊伺服器包含依據該第二、第三、第四或第五具體實施例之一警報前視訊序列緩衝器。
圖13係解說用以緩衝一視訊序列之一方法之一流程圖。
(無元件符號說明)

Claims (28)

  1. 一種用以緩衝一警報視訊序列之方法，其中該警報視訊序列包含一警報前(pre-alarm)視訊序列，其顯示在一警報的一偵測前之多個事件，該方法包含以下動作：從包含若干完全影像圖框與若干差動影像圖框之一輸入視訊串流接收若干輸入影像圖框，回應於每一圖框之該接收，將每一所接收輸入影像圖框儲存於一視訊序列FIFO緩衝器中，以及將與儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的該視訊序列相關之至少一完全影像圖框儲存於一完全影像FIFO緩衝器中，以及藉由將來自該完全影像FIFO緩衝器之該等所儲存的至少一完全影像圖框中之至少一圖框與該視訊序列FIFO緩衝器之該等影像圖框組合，而在接收到一偵測信號時，產生一輸出警報視訊序列。
  2. 如請求項1之方法，其中儲存於該完全影像FIFO緩衝器中的該至少一完全影像圖框係儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中之一影像圖框之一完全影像表現(full image representation)。
  3. 如請求項1之方法，其中儲存於該完全影像FIFO緩衝器中的該至少一完全影像圖框係與儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的該視訊序列之最舊影像圖框具有一較短時間距離之一影像圖框之一完全影像表現。
  4. 如請求項1之方法，其中一輸出視訊序列之該產生包含 插入來自一完全影像FIFO緩衝器之一完全影像圖框作為從一視訊序列FIFO緩衝器輸出之一包含若干完全影像圖框與若干差動影像圖框的視訊序列之第一圖框。
  5. 如請求項1之方法，其中一輸出視訊序列之該產生係在接收到一偵測信號後隨即自動執行。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含經常從輸出包括該等輸入影像圖框的該視訊串流之一視訊序列編碼構件接收若干完全影像圖框，每一完全影像圖框表現該等輸入影像圖框之一影像圖框之一完全影像版本，且其中至少一完全影像圖框之該儲存包括回應於每一完全影像圖框之該接收將該等所接收的完全影像圖框之每一圖框儲存於該完全影像FIFO緩衝器中。
  7. 如請求項1之方法，其中儲存至少一完全影像圖框包括將該等所接收輸入影像圖框之一完全影像圖框儲存於該完全影像FIFO緩衝器中。
  8. 如請求項1之方法，其中至少一完全影像圖框在一完全影像FIFO緩衝器中之該儲存進一步包含：將該等所接收輸入影像圖框之至少一影像圖框與該至少一完全影像圖框組合，該等所接收輸入影像圖框之該至少一影像圖框係一差動影像，以及表現在該視訊序列中與所表現之該至少一完全影像圖框相比之一更遲的影像圖框，以及將該等所組合的影像圖框儲存於該完全影像FIFO緩衝器中。
  9. 如請求項8之方法，其中該完全影像FIFO緩衝器及該視訊序列FIFO緩衝器儲存相等數目的影像圖框。
  10. 如請求項8之方法，其中該完全影像FIFO緩衝器儲存一影像圖框。
  11. 如請求項3之方法，其中至少一完全影像圖框在一完全影像FIFO緩衝器中之該儲存進一步包含：將該等所接收輸入影像圖框之至少一影像圖框與該至少一完全影像圖框組合，該等所接收輸入影像圖框之該至少一影像圖框係一差動影像，以及表現在該視訊序列中與所表現之該至少一完全影像圖框相比之一更遲的影像圖框，以及將該等所組合的影像圖框儲存於該完全影像FIFO緩衝器中。
  12. 如請求項11之方法，其中該完全影像FIFO緩衝器儲存一影像圖框。
  13. 如請求項12之方法，其中該等所接收輸入影像圖框之該至少一影像圖框或該所接收輸入影像圖框之該完全影像圖框在該視訊序列FIFO緩衝器中係最舊的影像圖框。
  14. 一種用以緩衝一視訊序列之警報前緩衝器，其中該視訊序列包含一警報前視訊序列，其顯示在一警報的一偵測前之多個事件，該警報前緩衝器包含：一視訊序列FIFO緩衝器，其係配置用於緩衝來自一輸入視訊串流之若干輸入影像圖框，一完全影像FIFO緩衝器，其係配置用於緩衝與該視訊 序列FIFO緩衝器相關的至少一完全影像圖框，一組合器，其係配置用於在接收到一偵測信號時，將來自該完全影像FIFO緩衝器之一影像圖框與該視訊序列FIFO緩衝器之該等影像圖框組合並產生一警報前視訊序列。
  15. 如請求項14之警報前緩衝器，其中儲存於該完全影像圖框FIFO緩衝器中的該至少一完全影像圖框係儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中之一影像圖框之一完全影像表現。
  16. 如請求項14之警報前緩衝器，其中儲存於該完全影像圖框FIFO緩衝器中的該至少一完全影像圖框係與儲存於該視訊序列FIFO緩衝器中的該視訊序列之最舊影像圖框具有一較短時間距離之一影像圖框之一完全影像表現。
  17. 如請求項14之警報前緩衝器，其中該組合器係配置用於插入來自一完全影像FIFO緩衝器之一完全影像圖框作為從一視訊序列FIFO緩衝器輸出之一包含若干完全影像圖框與若干差動影像圖框的視訊序列之第一圖框。
  18. 如請求項14之警報前緩衝器，其進一步包含配置用於接收一包含若干完全圖框與若干差動圖框的視訊序列之一經壓縮視訊輸入。
  19. 如請求項14之警報前緩衝器，其進一步包含配置用於接收一僅包括若干完全圖框的視訊序列之一完全圖框視訊輸入。
  20. 一種視訊伺服器，其包含如請求項14之警報前緩衝器。
  21. 一種相機，其包含如請求項14之警報前緩衝器。
  22. 一種電腦可讀取儲存媒體，其包含用以執行如請求項1之方法的該等步驟之電腦程式碼。
  23. 一種用以產生一警報前視訊序列之方法，其包含：插入來自一完全影像FIFO緩衝器之一完全影像圖框作為從一視訊序列FIFO緩衝器輸出之一包含若干完全影像圖框與若干差動影像圖框的視訊序列之第一圖框。
  24. 如請求項23之方法，其中來自該完全影像FIFO緩衝器之該完全影像圖框替換從該視訊序列FIFO緩衝器輸出之該第一影像。
  25. 如請求項23之方法，其中來自該完全影像FIFO緩衝器之該完全影像圖框係定位為來自該視訊序列FIFO緩衝器的該視訊序列之第一圖框，且使得從該視訊序列輸出之該第一圖框成為該所產生視訊序列之第二視訊圖框。
  26. 一種電腦可讀取儲存媒體，其包含用以藉由執行以下步驟來產生一警報前視訊序列之電腦程式碼：插入來自一完全影像FIFO緩衝器之一完全影像圖框作為從一視訊序列FIFO緩衝器輸出之一包含若干完全影像圖框與若干差動影像圖框的視訊序列之第一圖框。
  27. 如請求項26之電腦可讀取儲存媒體，其中來自該完全影像FIFO緩衝器之該完全影像圖框替換從該視訊序列FIFO緩衝器輸出之該第一影像。
  28. 如請求項26之電腦可讀取儲存媒體，其中來自該完全影像FIFO緩衝器之該完全影像圖框係定位為來自該視訊序列FIFO緩衝器的該視訊序列之第一圖框，且使得從該視 訊序列輸出之該第一圖框成為該所產生視訊序列之第二視訊圖框。
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