一种异常事件报警高清视频智能处理器制造技术

本发明专利技术提供了一种异常事件报警高清视频智能处理器。所述高清视频智能处理器中的A/D处理单元接入高清视频数字化处理后输出视频流到智能视频分析单元DSP，智能视频分析单元DSP输出叠加了分析数据的视频流到H.264视频编码单元进行压缩编码并输出目标检测和特征提取数据到中央处理单元ARM进行异常事件管理判定。采用分布式混合架构并基于业务规则进行异常事件建模，实现对1080P及以上的高清视频流进行采集、编码、智能分析、报警、压缩、网络化传输等功能，为高清视频图像的智能分析处理提供一体化的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种异常事件报警高清视频智能处理器
本专利技术适用于公共安全及反恐防暴领域，具体涉及一种异常事件报警高清视频智能处理器。本专利技术可对1080P及以上的高清视频流进行采集、编码、智能分析、报警、压缩、网络化传输等功能。
技术介绍
随着高速数字信号处理（DSP）性能的增强，视频智能分析算法可以由CPU处理转到DSP实时处理，智能视频分析实现平台由纯软件视频分析逐渐往嵌入式方向发展，嵌入式视频分析可以在前端直接对视频信息进行处理，具有高实时性。目前采用DSP和图像处理算法实现嵌入式视频分析是主流方法，应用中具有代表性的是DM642、DM643X等系列DSP平台。但是，随着智能视频分析应用环境越来越复杂，其算法的复杂性越来越高，而目前DSP的处理能力有限，已经不能满足某些复杂图像处理算法的需要。而更具智能的行为识别和理解更是需要大量的计算机资源，进行图像处理结果、模型、数据库保存数据之间的大量计算，从而对异常行为作出智能判断。因此，DSP的处理能力已成为瓶颈，难以开发功能强、性能高的DSP智能视频分析产品。国内出现了专门从事智能视频分析技术的公司或智能视频监控产品，如，中佳天威的ATM机智能监控系统、智安邦的仓库安防智能监控系统、北京富尼泰达的哨兵管控系统、汉王智能视频分析系统等等，都针对不同的领域，制定了相应的解决方案。但由于智能分析产品的环境适应性是一个制约产品工程化应用的瓶颈问题，而目前大部分智能视频监控系统的核心算法技术仍然掌握在美国以及欧洲地区等先进国家手中，市面上的所谓智能监控设备缺乏针对性，不能很好解决环境适应性问题，实用性不强。中国专利文献公开号CN203482326U公开了名称为《智能视频监控报警装置》的专利技术专利申请技术，该专利技术专利申请技术的技术方案是：包括DSP模块、无线模块、视频存储模块和图像传感器。图像传感器获取视频信号；DSP模块控制整个装置，并且能够对视频进行实时处理，监测异常事件；视频存储模块存储存在有异常事件的视频段；无线模块可以通过无线网络发送图像和报警信息给服务器，也可以向用户手机发送报警短信。在《智能视频监控报警装置》的专利技术专利中采用单一的DSP模块（常用的DM642模块）完成整个装置控制、视频实时处理、监测异常事件等多项工作，对复杂场景异常事件监测实际计算量需求来说，DSP处理能力有限，影响其报警准确度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有DSP视频分析产品难以适应复杂场景应用，智能视频监控的实现算法复杂、软件体系日益庞大，提供一种异常事件报警高清视频智能处理器。本专利技术的异常事件报警高清视频智能处理器包括视频A/D处理单元、智能视频分析单元DSP、H.264视频编码单元、中央处理单元ARM以及多个外设和总线接口，视频A/D处理单元与智能视频分析单元DSP相连接，智能视频分析单元DSP分别与H.264视频编码单元、中央处理单元ARM相连接，H.264视频编码单元中央处理单元ARM相连接，异常事件报警高清视频智能处理器数据传输及处理程序步骤为：S1：高清视频通过HD-SDI接口接入视频A/D处理单元，实现数字化处理，输出数字化的视频数据流到智能视频分析单元DSP；S2：智能视频分析单元DSP实现对数字图像的分析，实现目标检测和特征提取功能；S3：H.264视频编码单元接收智能视频分析单元DSP输出的叠加了分析数据的视频流，实现数字视频的编码压缩；S4：中央处理单元ARM实现设备各组成部分协调运行控制、设备各类接口的管理、视频的本地显示、数据的网络化传输，同时结合预警规则、异常事件模型，实现异常事件判定。本专利技术的异常事件报警高清视频智能处理器采用分布式混合架构模式，基于ARM+DSP硬件平台，充分利用DSP和ARM的硬件处理特性，降低了DSP图像处理分析压力及对DSP的性能要求，避免了由此带来的硬件成本大幅增加。在DSP上实现基本的背景建模、目标检测等通用算法，不同的应用场合的时间判断、预测逻辑在ARM上实现，这样针对不同应用领域只需定制修改ARM上的业务逻辑，使得DSP上图像处理算法具有重用性。同时进行基于业务规则的异常事件建模。通过深入分析反恐处突领域典型应用场景的业务规则模型，实现模型的形式化语义表达，针对典型监控场景建立丰富的先验知识库，利用视频图像处理得到的目标属性语义化处理，实现模型的匹配与判定。对事件的判定结果进行分析，总结出发展规律和趋势，在此基础上实现对事件的预测，根据事件判断发出报警，大大降低了误报率。附图说明图1为本专利技术的异常事件报警高清视频智能处理器的结构示意图；图2为本专利技术的LINK链接示意图；图3为本专利技术的工作流程图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术的异常事件报警高清视频智能处理器，基于TMS320DM8168实现。TMS320-DM8168是TIDavinci系列数字多媒体处理芯片，集成了4个内核和多个外设和总线接口。主要包括视频A/D处理单元11、智能视频分析单元DSP12、H.264视频编码单元13、中央处理单元ARM14。各处理单元由软件包装为LINK链接。外围高清视频采集设备15采集的高清视频通过HD-SDI接口接入视频A/D处理单元11。外设和总线接口包括：支持2路HDMI视频输入接口，或4路8BITHD-SDI视频输入，可接收多达16个通道的标清视频输入；1个1或2通道PCIe接口；2个千兆以太网接口；2个SATA接口和1个SD接口；1个HDMI输出，1个数字视频输出，1个模拟视频输出；1个GPMC接口，可连接NANDFLASH；3个UART，1个SPI，3个McASP；2个USB接口。视频A/D处理单元11采用TI公司的VPSSM3，用于视频的捕获、显示、缩放、转换滤波等。将接入并实现数字化处理，输出数字化视频数据流到智能视频分析单元DSP12。智能视频分析单元DSP12采用TI公司的C674xDSP，主频可达1GHz，处理能力可达8000/6000MIPS/MFLOPS。对数字化视频流进行数字图像分析、目标检测和特征功能提取，将叠加了分析数据的视频流传送给H.264视频编码单元13，将提取的参数数据和目标及特征数据传输给中央处理单元ARM14并接收其传输的智能预警规则信息。H.264视频编码单元13采用TI公司的VIDEOM3，进行数字视频的编码压缩，可用于MPEG、H264、VC-1、AVS等格式的编解码。中央处理单元ARM14采用TI公司的CortexA8ARM，主频可达1.2GHz，会接收来自H.264视频编码单元13的视频编码流，从外部IP网络接收智能预警规则和异常事件模型参数并向其传输编码、数据、报警流，实现设备各组成部分协调运行控制、设备各类接口管理、视频本地显示、数据网络化传输、预警规则、异常事件模型管理及异常事件判定等功能。中央处理单元ARM14运行于linux系统下，而视频A/D处理单元11、智能视频分析单元DSP12、H.264视频编码单元13运行于TI的BIOS系统下，各核共享DDR内存，相互之间可通过信号量和邮箱、内存共享机制进行同步控制和数据传递。如图2所示，本专利技术的LINK链接示意图。本专利技术应用开发基于TI公司的DVRRDK开发工具包，目前使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异常事件报警高清视频智能处理器，其特征在于：所述的异常事件报警高清视频智能处理器包括视频A/D处理单元（11）、智能视频分析单元DSP（12）、H.264视频编码单元（13）、中央处理单元ARM（14）以及多个外设和总线接口；视频A/D处理单元（11）与智能视频分析单元DSP（12）相连接，智能视频分析单元DSP（12）分别与H.264视频编码单元（13）、中央处理单元ARM（14）相连接，H.264视频编码单元（13）中央处理单元ARM（14）相连接；所述的异常事件报警高清视频智能处理器中的数据传输及处理程序步骤为： S1：外围高清视频通过HD‑SDI接口接入视频A/D处理单元（11），实现数字化处理，输出数字化的视频数据流到智能视频分析单元DSP（12）；S2：智能视频分析单元DSP（12）实现对数字图像的分析，实现目标检测和特征提取功能；S3：H.264视频编码单元（13）接收智能视频分析单元DSP（12）输出的叠加了分析数据的视频流，实现数字视频的编码压缩；S4：中央处理单元ARM（14）实现设备各组成部分协调运行控制、设备各类接口的管理、视频的本地显示、数据的网络化传输，同时结合预警规则、异常事件模型，实现异常事件威胁度判定。...

【技术特征摘要】
1.一种异常事件报警高清视频智能处理器，其特征在于：所述的异常事件报警高清视频智能处理器包括视频A/D处理单元（11）、智能视频分析单元DSP（12）、H.264视频编码单元（13）、中央处理单元ARM（14）以及多个外设和总线接口；视频A/D处理单元（11）与智能视频分析单元DSP（12）相连接，智能视频分析单元DSP（12）分别与H.264视频编码单元（13）、中央处理单元ARM（14）相连接，H.264视频编码单元（13）中央处理单元ARM（14）相连接；所述的异常事件报警高清视频智能处理器中的数据传输及处理程序步骤为：S1：外围高清视频通过HD-SDI接口接入视频A/D处理单元（11），实现数字化处理，输出数字化的视频数据流到智能视频分析单元DSP（12）；S2：智能视频分析单元DSP（12）实现对数字图像的分析，实现目标检测和特征提取功能；S3：H.264视频编码单元（13）接收智能视频分析单元DSP（12）输出的叠加了分析数据的视频流，实现数字视频的编码压缩；S4：中央处理单元ARM（14）实现设备各组成部分协调运行控制、设备各类接口的管理、视频的本地显示、数据的网络化传输，同时结合预警规则、异常事件模型，实现异常事件威胁度判定；其中，异常事件威胁度判定步骤如下：S1：设定异常事件分析与预警贝叶斯网络特征层、中间层及事件层，特征层元素{，，…，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洁，刘治红，程虹霞，陈伟，吕卫强，雷雨能，陈阳，章百宝，
申请(专利权)人：四川省绵阳西南自动化研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51