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一种视频监控系统及视频大规模调度方法

阅读:1213发布:2020-08-04

IPRDB可以提供一种视频监控系统及视频大规模调度方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及一种视频监控系统及视频大规模调度方法,该系统包括多个视频采集装置、视频编码装置以及视频显示装置;所述视频采集装置用于采集预设地理位置处的视频信息并将所述视频信息发送给所述视频编码装置;所述视频编码装置用于对所述多个视频采集装置采集的视频信息进行分层编码,得到与每个视频采集装置对应的多个编码后分层视频信息;所述视频编码装置还用于在接收到视频请求信息之后,向所述视频显示装置发送分层视频信息;所述视频显示装置用于根据视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。本发明提高了视频显示装置解码显示视频的规模。,下面是一种视频监控系统及视频大规模调度方法专利的具体信息内容。

1.一种视频监控系统,其特征在于,包括:

多个视频采集装置、视频编码装置以及视频显示装置;

所述视频显示装置用于运行三维地理信息系统;

所述视频采集装置用于采集预设地理位置处的视频信息并将所述视频信息发送给所述视频编码装置;

所述视频编码装置用于对所述多个视频采集装置采集的视频信息进行分层编码,得到与每个视频采集装置对应的多个编码后分层视频信息;

所述视频显示装置用于根据所述视频采集装置的采集范围向所述视频编码装置发送视频请求信息;

所述视频编码装置还用于在接收到所述视频请求信息之后,向所述视频显示装置发送与所述视频请求信息对应的分层视频信息;

所述视频显示装置用于根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。

2.根据权利要求1所述的视频监控系统,其特征在于,

所述视频显示装置用于根据视椎体内的视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积或虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离向所述视频编码装置请求相应分辨率和帧率的分层视频信息。

3.根据权利要求1所述的视频监控系统,其特征在于,

所述视频显示装置用于分层解码所述分层视频信息为单帧图像,并将单帧图像纹理映射到与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。

4.根据权利要求1所述的视频监控系统,其特征在于,

所述视频显示装置还用于根据虚拟三维摄像机的参数,剔除视椎体外的视频图元;

所述虚拟三维摄像机的参数包括位置、朝向和/或视域,所述虚拟三维摄像机的位置为视椎体的顶点。

5.根据权利要求4所述的视频监控系统,其特征在于,

所述视频显示装置具体用于依次将所述视频图元顶点坐标代入视椎体的六个面的平面方程,若所述视频图元的各顶点均在所述视椎体的各平面指向视椎体内部的一侧,则相应顶点在所述视椎体的内部,否则相应顶点在所述视椎体的外部,剔除所述视椎体外的视频图元。

6.一种基于上述权利要求1~5任一所述的视频监控系统的视频大规模调度方法,其特征在于,包括:所述多个视频采集装置采集预设地理位置处的视频信息并将所述视频信息发送到视频编码装置;

所述视频编码装置对所述每个视频采集装置采集的视频信息进行分层编码,得到与所述每个视频采集装置对应的多个编码后的分层视频信息;

所述视频显示装置根据所述视频采集装置的采集范围向视频编码装置发送视频信息请求信息;

所述视频编码装置向所述视频显示装置发送与所述视频请求信息对应的分层视频信息;

所述视频显示装置根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。

7.根据权利要求6所述的视频大规模调度方法,其特征在于,所述视频显示装置根据所述视频采集装置的采集范围向视频编码装置发送视频信息请求信息包括:S301:判断虚拟三维摄像机的参数是否发生变化,如果发生变化,执行S302,否则执行S303;

S302:根据虚拟三维摄像机的参数,剔除视椎体外的视频图元;

S303:计算视椎体内的视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积或虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离;

S304:根据所述视椎体内的视频图元映射到视频视频显示装置的显示器中的像素面积或虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离向所述视频编码装置请求相应分辨率和帧率的分层视频信息。

8.根据权利要求7所述的视频大规模调度方法,其特征在于,所述视频显示装置根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中包括:所述视频显示装置分层解码所述分层视频信息为单帧图像,并将单帧图像纹理映射到与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。

9.根据权利要求7所述的视频大规模调度方法,其特征在于,所述虚拟三维摄像机的参数包括位置、朝向和/或视域,所述虚拟三维摄像机的位置为视椎体的顶点。

10.根据权利要求7所述的视频大规模调度方法,其特征在于,所述剔除视椎体外的视频图元包括:依次将所述视频图元顶点坐标代入视椎体的六个面的平面方程,若所述视频图元的各顶点均在所述视椎体的各平面指向视椎体内部的一侧,则相应顶点在所述视椎体的内部,否则相应顶点在所述视椎体的外部,剔除所述视椎体外的视频图元。

说明书全文

一种视频监控系统及视频大规模调度方法

技术领域

[0001] 本发明涉及三维地理信息领域,尤其涉及一种视频监控系统及视频大规模调度方法。

背景技术

[0002] 计算机视觉领域涉及视频的编解码和数据的传输。视频编解码是指对数字视频进行压缩或者解压缩。可分层视频编解码(Scaled Video Coding,SVC)是一种能将视频流分割为多个分辨率、帧率的技术,是当今大多数视频会议设备所采用的H264视频编解码标准的扩展。SVC可大大提高误码弹性和视频质量,而且对带宽没有很高的要求。SVC广泛应用于视频传输显示中,能提高视频的传输效率,从而提高监控视频系统的整体效果。
[0003] 传统的视频监控以二维为主,在一块显示器中以网格形式显示多个视频监控内容,缺乏相应的地理信息,很难让使用者将空间信息和二维视频信息结合成来,空间位置感较差。另外在一块显示器中能够显示的二维视频数是有限的,无法显示成千上万路的视频。
[0004] 随着地理信息系统(Geographic Information System,GIS)在工程领域的普及,传统的视频监控方式发生了巨大的变化。GIS是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
[0005] 现有技术中的视频显示装置只能加载几路到几十路的二维实时视频,不能满足用户对全局情况的掌控。
[0006] 因此,如何提高视频显示装置解码显示视频的规模成为亟待解决的问题。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的技术问题是:现有技术中视频显示装置只能加载几路到几十路的二维视频、解码显示视频的规模较小的问题。
[0008] 为解决上述技术问题,本发明一方面提出了一种视频监控系统,该系统包括:
[0009] 多个视频采集装置、视频编码装置以及视频显示装置;
[0010] 所述视频显示装置用于运行三维地理信息系统;
[0011] 所述视频采集装置用于采集预设地理位置处的视频信息并将所述视频信息发送给所述视频编码装置;
[0012] 所述视频编码装置用于对所述每个视频采集装置采集的视频信息进行分层编码,得到与所述每个视频采集装置对应的多个编码后的分层视频信息;
[0013] 所述视频显示装置用于根据所述视频采集装置的采集范围向所述视频编码装置发送视频请求信息;
[0014] 所述视频编码装置还用于在接收到所述视频请求信息之后,向所述视频显示装置发送与所述视频请求信息对应的分层视频信息;
[0015] 所述视频显示装置用于根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。
[0016] 可选地,所述视频显示装置用于根据视椎体内的视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积或虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离向所述视频编码装置请求相应分辨率和帧率的分层视频信息。
[0017] 可选地,所述视频显示装置用于分层解码所述分层视频信息为单帧图像,并将单帧图像纹理映射到与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。
[0018] 可选地,所述视频显示装置还用于根据虚拟三维摄像机的参数,剔除视椎体外的视频图元;
[0019] 所述虚拟三维摄像机的参数包括位置、朝向和/或视域,所述虚拟三维摄像机的位置为视椎体的顶点。
[0020] 可选地,所述视频显示装置具体用于依次将所述视频图元顶点坐标代入视椎体的六个面的平面方程,若所述视频图元的各顶点均在所述视椎体的各平面指向视椎体内部的一侧,则相应顶点在所述视椎体的内部,否则相应顶点在所述视椎体的外部,剔除所述视椎体外的视频图元。
[0021] 另一方面,本发明还提出了一种视频大规模调度,该方法包括:
[0022] 多个视频采集装置采集预设地理位置处的视频信息并将所述视频信息发送到视频编码装置;
[0023] 视频编码装置对所述每个视频采集装置采集的视频信息进行分层编码,得到与所述每个视频采集装置对应的多个编码后的分层视频信息;
[0024] 视频显示装置根据所述视频采集装置的采集范围向视频编码装置发送视频信息请求信息;
[0025] 视频编码装置向视频显示装置发送与所述视频请求信息对应的分层视频信息;
[0026] 视频显示装置根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。
[0027] 可选地,所述视频显示装置根据所述视频采集装置的采集范围向视频编码装置发送视频信息请求信息包括:
[0028] S301:判断虚拟三维摄像机的参数是否发生变化,如果发生变化,执行S302,否则执行S303;
[0029] S302:根据虚拟三维摄像机的参数,剔除视椎体外的视频图元;
[0030] S303:计算视椎体内的视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积或虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离;
[0031] S304:根据所述视椎体内的视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积或虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离向所述视频编码装置请求相应分辨率和帧率的分层视频信息。
[0032] 可选地,所述视频显示装置根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中包括:
[0033] 视频显示装置分层解码所述分层视频信息为单帧图像,并将单帧图像纹理映射到与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。
[0034] 可选地,所述虚拟三维摄像机的参数包括位置、朝向和/或视域,所述虚拟三维摄像机的位置为视椎体的顶点。
[0035] 可选地,所述剔除视椎体外的视频图元包括:
[0036] 依次将所述视频图元顶点坐标代入视椎体的六个面的平面方程,若所述视频图元的各顶点均在所述视椎体的各平面指向视椎体内部的一侧,则相应顶点在所述视椎体的内部,否则相应顶点在所述视椎体的外部,剔除所述视椎体外的视频图元。
[0037] 本发明的视频监控系统及方法解决了现有技术中视频显示装置只能加载几路到几十路的二维视频、解码显示视频的规模较小的问题,应用可分层视频编解码技术,提高了视频显示装置解码显示视频的规模。本发明采用可以进行分层编码的视频编码装置,将视频采集装置采集的视频进行分层编码,得到多个编码后的分层视频信息,因此使得视频显示装置可以根据需要从多个编码后的分层视频中选择一个分层视频进行显示,比如,分辨率较低的分层视频,从而可以有效提高视频显示装置的视频显示规模。应用本发明提出的视频监控系统,能同时解码实时显示大于500路的视频。

附图说明

[0038] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制,在附图中:
[0039] 图1示出了可分层视频编解码技术示意图;
[0040] 图2示出了本发明一个实施例的视频监控系统的结构示意图;
[0041] 图3示出了本发明一个实施例的视频监控方法的流程图;
[0042] 图4示出了剔除视椎体外的视频图元的方法示意图。

具体实施方式

[0043] 下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
[0044] 图1示出了本发明实施例采用的可分层编解码技术示意图。
[0045] 分层视频编码是把视频图像分割成一个基层和多个增强层来创建视频图像的,这些视频流分别搭载在网络上的不同数据包中,基层数据包丢失所造成的影响和非可分层编码的结果是一致的,而增强层是以基层而不是前帧图像为基础的,因此,增强层的数据包丢失不会引起图像质量的下降,从而大大提高视频的抗丢包能力。
[0046] 图2示出了本发明一个实施例的视频监控系统结构示意图。如图2所示,该视频监控系统包括:
[0047] 多个视频采集装置1、视频编码装置2以及视频显示装置3;
[0048] 多个视频采集装置1、视频编码装置2以及视频显示装置3通过网络相连;
[0049] 视频显示装置3用于运行三维地理信息系统;
[0050] 视频采集装置1用于采集预设地理位置处的视频信息并将所述视频信息发送给视频编码装置2;
[0051] 视频编码装置2用于对所述每个视频采集装置采集的视频信息进行分层编码,得到与所述每个视频采集装置对应的多个编码后的分层视频信息;
[0052] 视频显示装置3用于根据视频采集装置1的采集范围向视频编码装置2发送视频请求信息;
[0053] 视频编码装置2还用于在接收到所述视频请求信息之后,向视频显示装置3发送与所述视频请求信息对应的分层视频信息;
[0054] 视频显示装置3用于根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。
[0055] 具体地,三维地理信息系统存有与视频采集设备标识相对应的三维地理信息。
[0056] 本发明实施例应用可分层视频编解码技术,对于远距离拍摄的视频像素较低,在可分层解码时请求较低分辨率和帧率的增强层数据包,视频流码率低。其中,码率指特定分辨率和帧率的视频的传输速度。同时不会影响播放视频的效果,提高了视频显示装置解码显示视频的规模。应用本发明实施例提出的视频监控系统,能解码实时显示大于500路的视频,同时能够显示视频的三维地理位置信息。
[0057] 在一种可选的实施方式中,视频显示装置3用于根据视椎体内的视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积或虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离向视频编码装置2请求相应分辨率和帧率的分层视频信息。
[0058] 视频显示装置3用于分层解码所述分层视频信息为单帧图像,并将单帧图像纹理映射到与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。
[0059] 视频显示装置3还用于根据虚拟三维摄像机的参数,剔除视椎体外的视频图元;所述虚拟三维摄像机的参数包括位置、朝向和/或视域,所述虚拟三维摄像机的位置为视椎体的顶点。
[0060] 视频显示装置3具体用于依次将所述视频图元顶点坐标代入视椎体的六个面的平面方程,若所述视频图元的各顶点均在所述视椎体的各平面指向视椎体内部的一侧,则相应顶点在所述视椎体的内部,否则相应顶点在所述视椎体的外部,剔除所述视椎体外的视频图元。
[0061] 在实际应用中,视频采集装置2为高清摄像头,高清摄像头的推荐分辨率为1920×1080(其他亦可)。视频显示装置3为计算机或移动终端。视频编码装置2为IPTV分层编码器。
[0062] 图3示出了本发明一个实施例的视频监控方法流程图。如图3所示,该视频监控方法包括:
[0063] 多个视频采集装置采集预设地理位置处的视频信息并将所述视频信息发送到视频编码装置;
[0064] 视频编码装置对所述每个视频采集装置采集的视频信息进行分层编码,得到与所述每个视频采集装置对应的多个编码后的分层视频信息;
[0065] 视频显示装置根据所述视频采集装置的采集范围向视频编码装置发送视频信息请求信息;
[0066] 视频编码装置向视频显示装置发送与所述视频请求信息对应的分层视频信息;
[0067] 视频显示装置根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。三维地理信息系统存有与视频采集设备标识相对应的三维地理信息。
[0068] 本发明实施例应用可分层视频编解码技术,提高了视频显示装置解码显示视频的规模。应用本发明实施例提出的视频监控方法,能解码实时显示大于500路的视频。
[0069] 在一个可选的实施方式中,视频显示装置根据所述视频采集装置的采集范围向视频编码装置发送视频信息请求信息包括:
[0070] S301:判断虚拟三维摄像机的参数是否发生变化,如果发生变化,执行S302,否则执行S303;
[0071] S302:根据虚拟三维摄像机的参数,剔除视椎体外的视频图元;所述视椎体外的视频图元为所述视频采集装置的采集范围外的视频图元。即所述视椎体为所述视频采集装置的采集范围,或者称为视频采集装置可见的一个锥体范围。
[0072] S303:计算视椎体内的视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积;
[0073] S304:根据所述视椎体内的视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积向所述视频编码装置请求相应分辨率和帧率的分层视频信息。
[0074] 在另一个可选的实施方式中,视频显示装置根据所述视频采集装置的采集范围向视频编码装置发送视频信息请求信息包括:
[0075] S301:判断虚拟三维摄像机的参数是否发生变化,如果发生变化,执行S302,否则执行S303;
[0076] S302:根据虚拟三维摄像机的参数,剔除视椎体外的视频图元;所述视椎体外的视频图元为所述视频采集装置的采集范围外的视频图元。即所述视椎体为所述视频采集装置的采集范围,或者称为视频采集装置可见的一个锥体范围。
[0077] S303:计算虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离;
[0078] S304:根据虚拟三维摄像机至每个视频图元的距离向所述视频编码装置请求相应分辨率和帧率的分层视频信息。
[0079] 在实际应用中,所述视频显示装置根据所述分层视频信息中的视频采集设备标识,将所述分层视频信息显示在与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中包括:
[0080] 视频显示装置分层解码所述分层视频信息为单帧图像,并将单帧图像纹理映射到与所述视频采集设备标识对应位置的三维地理信息系统中。
[0081] 本实施方式中的视频图元为长方形视频图元。所述虚拟三维摄像机的参数包括位置、朝向、视域,所述虚拟三维摄像机的位置为视椎体的顶点。
[0082] 纹理既包括通常意义上物体表面的纹理,即物体表面呈现凹凸不平的沟纹,同时也包括在物体的光滑表面上的彩色图案。
[0083] 视椎体指场景中摄像机的可见的一个椎体范围。
[0084] 所述剔除视椎体外的视频图元包括:
[0085] 依次将所述视频图元顶点坐标代入视椎体的六个面的平面方程,若所述视频图元的各顶点均在所述视椎体的各平面指向视椎体内部的一侧,则相应顶点在所述视椎体的内部,否则相应顶点在所述视椎体的外部,剔除所述视椎体外的视频图元。为提高性能,只对与视椎体有交集的对象进行纹理映射。
[0086] 判断一个顶点E(x1,y1,z1)是否在视椎体内的过程为(如图4所示):
[0087] 设定所述视椎体为ABCD,A’B’C’D’,EFGH为视频图元,平面ABCD指向所述视椎体内部的法线为(a,b,c),平面ABCD的平面方程为ax+by+cz+d=0。将顶点E(x1,y1,z1)的坐标代入平面方程中。
[0088] 对于顶点E(x1,y1,z1),
[0089] 若ax1+by1+cz1+d=0,则顶点E在平面ABCD上;
[0090] 若ax1+by1+cz1+d>0,则顶点E在平面ABCD指向视椎体的一侧;
[0091] 若ax1+by1+cz1+d=0,则顶点E在平面ABCD指向视椎体的另一侧。
[0092] 进一步地,计算视椎体内的视频图元映射到显示器中的像素面积的过程如下:
[0093] 将长方形视频图元中的每个顶点转换为屏幕坐标。根据计算机图形学,已知三维地理信息空间中的一点,该点的齐次坐标为P(x,y,z,w),应用如下公式变换为屏幕坐标:
[0094] P’=P·MV·MP·MVP
[0095] 其中,MV指模型视图矩阵,MP指透视变换矩阵,MVP指视口变换矩阵。其中,计算视频图元映射到视频显示装置的显示器中的像素面积的过程如下:
[0096] 设定变换后屏幕中的四边形为ABCD,先将其变成2个三角形ABC和ACD,计算出两个三角形ABC和ACD的边长,然后通过海伦公式计算出长方形视频图元的像素面积。
[0097] 其中,设定三角形ABC的三个边长为a,b,c,设定p=(a+b+c)/2,则三角形ABC的面积
[0098] 进一步地,根据下表1向所述视频编码与分发服务器请求相应分辨率和帧率的视频流。其中,f是影响因子,推荐使用0.8。
[0099] 表1像素面积与请求分层视频信息的分辨率和帧率
[0100]
[0101] 可选地,根据下表2向所述视频编码与分发服务器请求相应分辨率和帧率的视频流。通过计算虚拟摄像机距视频图元个顶点的距离,计算虚拟摄像机距视频图元的距离。其中,F是距离影响因子,推荐使用1。
[0102] 表2距视频图元的距离与请求分层视频信息的分辨率和帧率
[0103]虚拟摄像机至每个视频图元的距离L 分辨率 帧率
L<500mm*F 1920×1080 24fps
500*F1000*F3000*F6000*F
[0104]8000*F10000*F12000*F14000*FL>16000*F 不请求 不请求
[0105] 本发明实施例解决了现有技术中视频显示装置只能加载几路到几十路的二维视频、解码显示视频的规模较小的问题,应用可分层视频编解码技术,提高了视频显示装置解码显示视频的规模。应用本发明提出的视频监控方法,能解码实时显示大于500路的视频。
[0106] 虽然结合附图描述了本发明的实施方式,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
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