[发明专利]基于X86架构的超高清视频切画方法及其系统

权利要求书

1.一种基于X86架构的超高清视频切画方法，其特征在于，该方法包括：

S1：通过视频输入模块获取视频信号，并将视频信号传输至处理器；

S2：在处理器中，视频信号由板卡到GPU之间使用GPUDirect RDMA技术传输；

S3：切画操作，其包括：

1)定点切画

后台设置切画框位置，保持切画框在屏幕上的位置始终不变，通过监视器对切画框中的内容做稳定持续输出；

和或，

2)人工切画

后台选择输出信号所对应的监视器，确定切画框属性，同时在监视器端的各个监视器分别配备一个操作面板，通过所述操作面板对切画框进行操作，监看屏幕上的切画框随之动作，同时对监视器作对应输出；

和或，

3)智能切画

由计算机根据输入的视频，自动识别需要跟踪的主体，监看屏幕中切画框自动框出该主体和背景，并对该监视器作做实时对应输出。

2.根据权利要求1所述的基于X86架构的超高清视频切画方法，其特征在于，智能切画模式下，初始化OpenGL并使用其API创建数据缓冲区，将缓冲区分享给CUDA，让CUDA映射共享资源获取设备指针后执行函数，再解除CUDA对共享缓冲区的映射，最后调用OpenGL API显示以实现OpenGL和CUDA交互；利用OpenGL将信号渲染并传输到8K监看大屏；最终GPU使用GPUDirect RDMA技术将信号传输到板卡，并传输至各个监视器。

3.根据权利要求2所述的基于X86架构的超高清视频切画方法，其特征在于，所述视频输入模块为一路8K摄像机或四路4K摄像机拍摄的内容，每路经由1组12G-SDI视频信号线输入到基于X86架构的算法工作站中进行处理。

4.根据权利要求2所述的基于X86架构的超高清视频切画方法，其特征在于，经处理器处理的8K信号或4路4K信号通过HDMI输出到监看屏幕，同时通过SDI将切画框中的4K和HD信号输出到对应监视器中。

5.根据权利要求4所述的基于X86架构的超高清视频切画方法，其特征在于，所述智能切画利用帧间差分法和背景差分法融合运用，用以检测出视频中运动，利用目标跟踪算法对该被检测的运动主体进行跟踪。

6.根据权利要求5所述的基于X86架构的超高清视频切画方法，其特征在于，所述智能切画的具体步骤为：

当处理器接收到由摄像机传输的视频信号后，先利用帧间差分法，对视频图像中连续的两帧相减得到两帧图像亮度差的绝对值，并将其和阈值进行对比；

若大于阈值，则可分析出视频图像序列的运动特性，确定图像序列中的人、物运动；若小于阈值，则利用均值建模法对视频做背景差分，即在在视频图像中取连续N帧，计算这N帧图像像素灰度值的平均值来作为背景图像的像素灰度值，以此来确定人、物运动情况；

当使用帧间差分法和背景差分法结合的方式检测出视频画面中物体运动时利用KCF和相关滤波判别式目标跟踪方法，在每一个视频场景中更新使用脊回归训练好的目标检测器，利用周围区域的循环矩阵采集正负样本判断跟踪到的是目标还是周围的背景信息后，使用轮转矩阵对跟踪目标进行采集，同时使用快速傅里叶变化对算法进行加速计算，实现目标跟踪。

7.一种实现权利要求1-6中任一项所述的基于X86架构的超高清视频切画系统，其特征在于，该系统包括视频输入模块、处理器、监视器和监看屏幕，所述视频输入模块用于获取视频信号并上传至处理器，处理器分别与监视器和监看屏幕连接，处理器完成切画后将切出的视频信号传输至对应监视器，同时渲染在原视频上渲染出切画框后将渲染过的视频信号传输至监看屏幕。

8.根据权利要求7所述的基于X86架构的超高清视频切画系统，其特征在于，所述处理器包括板卡、GPU模块；

板卡通过GPUDirect RDMA传输方式与GPU模块连接，用于传输视频信号；

GPU模块接收到视频信号后通过CUDA对输入的视频信号进行切画处理，并初始化OpenGL模块，并使用其OpenGL API创建数据缓冲区，将缓冲区分享给CUDA，让CUDA映射共享资源获取设备指针后执行函数，再解除CUDA对共享缓冲区的映射，最后调用OpenGL API显示以实现OpenGL和CUDA交互；利用OpenGL将信号渲染并传输到8K监看大屏；最终GPU使用GPUDirect RDMA技术将信号传输到板卡，并传输至各个监视器。