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监控视频行业面临着数据存储和分析处理的巨大挑战,亟需针对监控视频的高效表示和编码处理方法。目前基于块的预测/变换编码框架不利于监控视频的检索分析处理,同时也面临着效率瓶颈问题,而实际上监控视频的很多先验知识特性还没有充分挖掘,比如前背景结构信息、场景对象特征信息等,利用这些信息能够进一步消除监控视频内部存在的背景冗余、知识冗余,提高编码效率。为此本项目提出研究基于结构信息特征的监控视频编码,即提取监控视频场景中的结构信息,包括前背景信息、对象特征信息如SIFT特征等,研究基于背景建模和对象特征的监控视频编码方法,通过分离前背景区域提高背景帧预测精度,编码对象特征提高对监控视频的检索分析支持,突破监控视频编码效率瓶颈,显著提高监控视频编码效率和处理效率。项目围绕基于结构特征的视频编码技术与原理开展研究,主要成果包括:针对监控视频内容的前背景结构特征、对象特征,提出了基于码率-准确率的优化编码方法,建立了一种面向行人检测的监控视频编码框架;针对视频内容的结构特性,提出非局部结构相似滤波、自适应预测划分和自适应运动矢量精度预测等编码技术,显著提升了编码效率;针对监控视频智能处理,提出一种视频纹理/特征联合编码方法,提高了视觉特征的编码效率以及视频检索分析效率。项目部分研究成果被AVS2国家标准采纳,与前一代AVS1标准相比,AVS2编码效率提升一倍,已广泛应用于数字电视广播、安防监控等领域。项目共发表论文39篇,其中IEEE Transactions on Image Processing, IEEE Transactions on Multimedia, IEEE Multimedia等重要国际期刊论文12篇,申请发明专利21项。项目获得IEEE VCIP 2016 前10%最佳论文奖、ICIP2018最佳学生论文奖。
监控视频行业面临着数据存储和分析处理的巨大挑战,亟需针对监控视频的高效表示和编码处理方法。目前基于块的预测/变换编码框架不利于监控视频的检索分析处理,同时也面临着效率瓶颈问题,而实际上监控视频的很多先验知识特性还没有充分挖掘,比如前背景结构信息、场景对象特征信息等,利用这些信息能够进一步消除监控视频内部存在的背景冗余、知识冗余,提高编码效率。为此本项目提出研究基于结构信息特征的监控视频编码,即提取监控视频场景中的结构信息,包括前背景信息、对象特征信息如SIFT特征等,研究基于背景建模和对象特征的监控视频编码方法,通过分离前背景区域提高背景帧预测精度,编码对象特征提高对监控视频的检索分析支持,突破监控视频编码效率瓶颈,显著提高监控视频编码效率(一倍以上)和处理效率,争取研究成果被下一代国际MPEG标准或国内AVS视频编码标准采纳。在成果产出方面,发表论文30篇以上,申请专利5项以上。
视频监控中的编码器作用是把摄像机的模拟信号转为数字信号。
视频编码器一般在前端,和摄像头连接,压缩数字信号。视频一般的后端,将数字信号转化为视频信号。
材料编码都是12位数。
基于FPGA的可重构视频编码器设计
针对现场可编程门阵列(FPGA)平台,提出可重构视频编码(RVC)的硬件实现方案.为提高系统吞吐量和功能单元(FU)的可重用及可扩性,提出分层的、多颗粒度并存的、可重用的功能单元设计方法;为重构的简单性及降低实现复杂度,提出在功能单元之间采用不同的存储结构作为数据连接方式.最终实现支持H.264/AVC和AVS的全I帧可重构视频编码器.结果表明,该编码器在Xilinx Virtex-5 330上能够分别实现H.264/AVC标准下25帧及AVS标准下37帧1 920×1 080视频的实时编码,比2个标准单独的设计实现代价降低了33%.
基于DSP平台的AVS视频编码器设计优化
介绍了在TMS320DM6446DSP平台上实现AVS视频编码器的算法设计与优化方法。在软件整体设计优化的基础上,重点对运动估计等算法进行了优化改进;同时针对平台特点给出结构优化方法,主要包括提高代码并行性及存储器和数据搬移的优化。测试结果表明,通过优化,在保证图像质量损失较小的情况下,编码器的编码速率有显著提高。
移动视频监控是移动视频图像在前端采集方式为动态形式;后端为传统安防行业紧密结合的专业级监控产品,可移动方式进行接收如:通过手机或电脑能实现监看远程实时动态画面的功能,为企业与家庭提供了更简单、更便利、更及时的监控解决方案。移动图像通过采集设备将图像信息进行采集编码,通过Hanhsx优化算法进行保真处理,通过CDMA/EDGE/3G多通道设备,Hanhsx超短波设备,移动卫星设备进行移动信号的空中传输,利用WiMAX,2.4G,5.8G等城市网络覆盖技术结合CMMB面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑多种移动终端的系统。组成移动发射,移动接收的移动视频监控网络。
要实现移动视频监控,需要具备三个最基本的条件:
一、有一定的网络带宽。目前中国移动EDGE的数据网络下行实测带宽能稳定在60kbps到80kbps,中国电信CDMA的数据网络下行实测带宽能稳定在40kbps。可以说,目前这两种的数据传输速度是非常接近是3G到来之前的最优解决方案。我们在PC机上,用MODEM上网,得到的图像效果,在手机上也能得到接近的图像效果。
二、手机厂商提供开发平台。手机产业发展非常迅速,为了产业发展以及鼓励第三方介入手机应用软件的开发,手机厂商把手机的开发平台公开,提供开放的开发平台,这样便于手机增值业务的开展,这也为非手机厂商开发手机视频监控提供了开发平台。手机处理器的能力足够强,能完成视频解码,还要便于开发。随着半导体技术的发展,手机处理器在低功耗的要求下,其处理能力也得到了迅速的提高,如ARM公司提供的ARM 9内核、TI公司的OMAP、INTEL公司的X-scale等,这些都具备视频的解码能力。
三、CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting (中国移动多媒体广播)技术的广泛应用,使移动视频监控具备以下特点:
(1)可提供数字广播电视节目、综合信息和紧急广播服务,实现卫星传输与地面网络相结合的无缝协同覆盖,支持公共服务。
(2)支持手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑以及在汽车、火车、轮船、飞机上的小型接收终端,接收视频、音频、数据等多媒体业务。
(3)采用具有自主知识产权的移动多媒体广播电视技术,系统可运营、可维护、可管理,具备广播式、双向式服务功能,可根据运营要求逐步扩展。
(4)支持中央和地方相结合的运营体系,具备加密授权控制管理体系,支持统一标准和统一运营,支持用户全国漫游。
(5)系统安全可靠,具有安全防范能力,具有良好的可扩展性,能够适应移动多媒体广播电视技术和业务的发展要求。
视频监控的基本业务功能是提供实时监视的手段,并对被监视的画面进行录像存储,以便事后回放。在此基础上,高级的视频监控系统可以对监控装置进行远程控制,并能接收报警信号,进行报警触发与联动。
成果名称 |
基于边缘计算的城市安全视频监控服务示范平台及应用 |
成果完成单位 |
安徽大学 |
批准登记单位 |
安徽省科学技术厅 |
登记日期 |
2020-06-30 |
登记号 |
2020F021Y003762 |
成果登记年份 |
2020 |