[发明专利]一种解决高清抓拍延迟的方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能视频分析技术、图像处理领域。

背景技术

高清抓拍的延迟问题主要指的是视频编解码延迟和网络传输延迟。目前在众多高清抓拍系统中，视/音频数据的采集、信号数字化、编码、解码等环节均通过高清网络摄像机内部各个模块实现，而视频流的传输则通过网络平台进行。

具体解释如下。

1.视频编解码延迟

高清相机对摄取图像进行数字编码和数字编码的还原均需要编解码设备进行编解码运算，编解码运算所需要的时间就是视频编解码延迟。典型的H.264或MPEG4标准的编码和解码运算总耗费时间在0.6秒左右。

2.网络传输延迟

网络传输对于数字图像的传输造成的延时具有不确定性，高清图像每路数据在网络上传输依据图像分辨率的不同，占用带宽从384kb/s到2Mb/s之间，远比一般OA系统信息传输占网络带宽大得多。一个数字图像IP数据包从编码器出来后经过多个交换机的传递才能到达客户端，在每个交换机内部这些数据包被按照目的地址进行交换，数据包的这种交换是需要时间的，所有交换机的延时加起来就是网络传输延时，如果数据包需要跨路由传输时还要加上穿透路由所需的时间。当一台交换机端口交换图像总带宽达到其额定带宽的30％以上时，不可避免会出现网络拥塞，网络交换带来的延时将更突出，造成达到客户端的图像被延时的更久。

现有的抓拍流程都是处理视频编解码后的图像数据，因此以上两种固有延迟，对抓拍效果影响严重。特别地，在智能交通领域，由于监测的目标是路面上高速行驶的汽车，高清电子警察及高清卡口抓拍算法对实时性的要求将更高，这两种延迟的存在严重影响了抓拍效果，导致抓拍普遍滞后，造成大量漏抓(抓拍的图片无效，汽车已驶出监控区域的最佳位置)、误抓现象。

发明内容

本发明是解决高清智能交通产品(如：高清电子警察、闯红灯自动记录系统、治安卡口/测速系统)抓拍延迟的技术方法。它打破了传统的摄像机——工控机工作流程，通过改变摄像机内部处理流程，在得到数字信号后，视频图像编码之前，利用预先嵌入相机内部的检测算法模块对原始图像数据进行有效信息的筛选，该有效信息主要指影响抓拍的一些显著特征，如目标的位置、颜色、灰度等，所以不会影响抓拍效果；同时将该信息数据大小控制在1kb内，直接传给工控机(抓拍端)处理。本发明改变了在视频编解码之后才将图像数据传给工控机的传统检测流程，绕开了视频解码这一过程。使用本发明的检测算法可将检测时间控制在20ms内，远小于视频编解码延迟。同时由于该有效信息数据量在1kb以内，因此对于目前的宽带计算机网络不存在传输延迟的问题。

本装置设置在视频压缩编码模块之前，即对图像数据流进行先一步处理，使得工控机接收的不再是庞大的图像数据而是小量的有效信息数据，当抓拍线程发现违法数据时，及时触发闪光灯抓拍当前图像，进行保存记录，得到满足实时性要求的抓拍结果。

说明书附图

图1为传统检测流程图，其中虚线框框表示造成延迟的主要因素

图2为本发明装置的检测流程图，其中虚线框表示主要改进部分

图3为提取有效信息数据的算法流程

具体实施方式

本发明主要将检测算法模块嵌入高清摄相机内部，从而改变整个摄像机——工控机工作流程，进而从本质上解决高清相机抓拍延迟问题。

具体做法如下：

1.提取有效信息的算法为：首先将原始高清数据按YUV或RGB各颜色分量进行指定阈值的二值化处理，白点(灰度值为255)表示目标区域，黑点(灰度值为0)表示背景区域；然后将得到的白点进行聚类，将相近的点聚成一类，并求其外接矩形；最后将这些矩形的顶点坐标进行保存，作为有效信息数据传给抓拍端检测。

2.封装提取有效信息数据算法，作为检测模块嵌入高清摄像机中，该算法与摄像机型号无关，可灵活置于任何一款高清网络摄像机内，只需摄像机厂商开放相应接口即可。

3.该检测模块改变摄像机的处理流程，在得到原始数字化信号后，视频压缩编解码前，利用预先封装好的检测算法，算法时间可控制在20ms以内，提取出有效信息(如目标的位置)，有效控制数据量在1kb内，直接输出给工控机进行违法检测。