CN1541377A - 将视频内容分析扩展到多个频道的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种视频内容分析系统将一个系统的内容分析能力扩展到多个频道，提供多个频道在空间上的多路复用并且适当地分析经空间多路复用的视频信号。所得的系统可以降低现有系统的成本，并使得这种系统能够与监视设备例如摄像机配合工作。该系统还能保留多个源信号中固有的实时信息。

Description

将视频内容分析扩展到 多个频道的方法和装置
本发明涉及到诸如安全系统的多频道视频系统，具体涉及到能执行视频内容分析的系统。
在许多场合需要用计算机系统来自动分析视频而不是由人监视视频。例如在一个安全系统中，观察人员往往没有足够的注意力捕捉到长时间维持不变的场景中的突然变化。由一个观察人员解析多个场景也是有益的。例如一个保卫人员可以观察由不同摄像机拍摄的多个场景中的动向。
在本地应用中，可以接收并且分析来自多个来源于例如多个频道的视频内容以便自动推荐去改变频道。例如，用户在观看一个频道的同时能在另一个频道中查找被打印出的所喜爱的演员的姓名。
视频内容分析的普遍领域是一个包含用于分析视频内容的许多不同动机的广泛领域。但是一般来说，“简单的”监视设备(例如视频运动检测器和VCR)就是为多频道输入而设计和配置的。这样能减少用户必须购买的设备数量以免多花钱。然而，更加成熟的视频处理(例如可得到的PC软件或是高端的运动检测器模块)是按照每一时刻只能处理单一频道来设计的。例如在先进的安全系统中，内容分析设备是按照每一时刻只能处理单一频道来设计的，用户需要购买多个设备，每个设备“分析”一个频道。
参见图1，例如在一个典型的先进的安全系统中，视频数据是由一个视频源100例如是摄像机接收的数据。在数据环中的某处有一个辅助设备195，例如是视频记录器。内容分析程序110(按照所示的那样并行或串行地)接收数据进行分析，并且将结果提供给一些其它程序例如是报警程序。
有一种系统可以用来按循环方式扫描多个频道进行分析，但是这样做可能会丢失实时信息，例如依赖运动数据所计算出的数据。造成这种延迟的主要原因在于各个模拟视频信号在进行数字处理之前需要数字化。在数字转换器尝试与新信号源的同步信号同步的过程中，从一个信号到另一信号的切换会造成长达一帧时间的延迟。因此对于四个视频信号，帧速率不会只是一个信号的四分之一而是要更低一些；可能要低到八分之一。还有，如果在循环中插入一件监视设备例如是视频记录器，一个循环中多个频道的轮回会造成监视设备无法使用该数据。
对于现有技术需要提供这样的内容分析方式，它无需购买多个用于提供内容分析的系统，并且能提供精确的实时信息。
通过提供多个频道的空间多路复用并且适当地分析空间多路复用的视频信号，视频内容分析系统将一个系统的内容分析能力扩展到多个频道。所得到的系统可以降低现有系统的成本，并使得这种系统能够与监视设备例如是摄像机配合工作。该系统还能保留多个源信号中固有的实时信息。
按照一个实施例，本发明提供的一种视频数据内容分析方法包括以下步骤：将视频数据多路复用，以使多个场景的视频分布在一个视频流中，各个视频数据的至少一部分被分配给由所产生的经多路复用的运动图像所限定的一个运动图像中各自的一部分中；分析多路复用视频图像的内容，以便忽略各个视频数据中其它视频数据中的数据，从而产生对于多个场景中特定的一个的分析结果。
按照另一个实施例，本发明提供的一种多个视频频道的分析方法，包括以下步骤：在多路复用器上对多个视频数据组多路复用以产生在空间上经多路复用的运动图像；分析空间上多路复用运动图像的至少第一部分，该第一部分对应着第一频道，分析步骤包括忽略多路复用运动图像中对应着第一频道以外其它频道的数据。
按照一个实施例，本发明提供的一种用来分析多个频道视频内容的装置，它包括：适合接收经空间上多路复用的视频数据的一个输入端，被编程成用于选择视频数据中在空间上不同的部分的一个控制器，这些部分中的每一部分对应于一个特定的视频数据频道，控制器进一步被编程成用于分析在空间上不同的部分的内容，使得来自一部分的数据不会干扰对其它部分的分析。
以下要参照附图结合具体的最佳实施例来描述本发明，以便于更完整地理解。通过参照附图，需要强调的是，具体的说明仅仅是为了讨论本发明的最佳实施例而提出的一些例子，是为了便于理解本发明的原理和概念而提供的。从这一点来看，并不追求为理解本发明的基本原理所需内容之外更加具体地描述本发明的结构细节，本领域的技术人员参照附图的说明就能在实践中实现本发明的多种形式。
图1是按照现有技术的一种视频内容分析系统的示意图。
图2是用来说明在空间上多路复用视频数据流的显示图像。
图3是按照本发明一个实施例的数据流程图。
图4是可以用来实现本发明的一种硬件环境的示意图。
参见图2，本发明包括对视频信号进行空间多路复用。空间多路复用的一种简单形式是将来自多个频道的各个图像压缩成一个图像中的不同部分。图中的各帧150，155，160和165中包括四个频道的视频。尽管有可能按任意方式按空间来多路复用这种图像，例如直接观看在一帧的不同位置上由多个二次采样场景布置而成的象素，但最好的方式还是制成可供观察人员观看的图像。例如，如果用监视设备记录并传送多路复用的视频流，其结果仍然能达到预期目的。这种结构往往意味着来自各个场景的相邻象素在合成图像中仍是相邻的。这种结构通常还便于在计算机上处理，因为合成图像能被装载到存储器中，而相邻象素处在相邻的存储器位置，并且高速缓冲存储器能被有效地利用。
参见图3，用来实现本发明的一种系统包括各种视频数据源101，102，103和104。尽管图中所示数据源的数量是四个，该数量是随意的。视频数据被提供给一个空间多路复用器270。后者按照用传统设备来重放视频数据时该视频数据能够被理解的方式来组合该视频数据。例如优选地是按照多路复用的图像的各帧中空间上独立的图像的形式来显示视频，让数据源的各帧对应着经多路复用的视频的一帧。图2表示一个例子。
经多路复用的图像可以提供给监视设备395，例如是摄像机、广播系统、显示器或能够重放或变换视频数据的其它通用设备。图示的监视设备395是串联的，也可以并联连接或是处在系统中其它位置上。多路分解器275也从多路复用器270接收经多路复用的视频信号。多路分解器可以是一个软件程序的软件前端，用来分析视频数据的多个频道。或者可以是在多个物理通道上输出独立视频数据的硬件设备。多路分解器275基本上将多路复用流中的数据分配给相应的内容分析程序211，212，213和214，以便在不受其它数据源101-104干扰的情况下对视频数据进行分析。注意某种分析程序例如运动检测是可以在原始的多路复用图像上执行的。各个独立的程序211-214能够产生各自的结果221，222，223和224。
注意，可以在单独一个硬件例如是计算机或嵌入式系统上产生图3的程序。这些程序可以通过多任务或多线程或是任何适当的软件技术来实现。数据可以根据所执行的分析的类型在这些程序间共享。还可以增加另外的内容分析程序(未表示)，它对多路复用的视频数据进行运算来执行独立的内容分析程序(212-214)，以避免必须执行可能要向独立的内容分析程序212-214传送数据的程序。例如，这种程序可以对多路复用数据执行运动检测。
参见图4，可以用来支持本发明程序的一例硬件环境包括分别从多个场景接收视频输入的摄像机310。可以是嵌入式系统或模拟多路复用器的一个计算机340接收视频数据并且使其多路复用。如上所述可以将多路复用的图像串行或并行地提供给监视设备390。可以通过Internet网络330传送多路复用的视频数据。或是可以通过模拟线路或电话网这样的交换网传送数据。可以用附加的监视设备395接收数据并且由适当的系统例如是计算机350执行多路分解。后者也可以执行内容分析。
本发明并非仅限于上述实施例，这对于本领域的技术人员是显而易见的，本发明的原理或基本属性可以由其它具体形式来体现。因此所述的实施例完全是为了解释而并非限制，本发明的范围是由附属的权利要求书而不是说明书来限定的，所以属于权利要求书范围内的所有变更及其等效物都应该包括在内。

Claims (16)

1.一种分析视频数据内容的方法，包括以下步骤：
-对上述视频数据多路复用，以使多个场景的视频分布在一个视频流中，各个所述视频数据的至少一部分被分配给由所产生的多路复用运动图像所限定的一个运动图像中相应的一部分；
-分析上述经多路复用视频图像的内容，以忽略各个上述视频数据中其它视频数据的数据，从而产生对上述多个场景中一个的特定的分析结果。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于各个上述视频数据的上述至少一部分是经二次采样的运动图像。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于流程的上述第一步骤包括通过上述滤波器测量容量流量，并响应对上述容量流量的上述测量结果来确定上述第一间隔的持续时间。
4.按照权利要求3的方法，其特征是进一步包括记录上述经多路复用的运动图像。
5.按照权利要求2的方法，其特征是进一步包括记录上述经多路复用的运动图像。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于流程的上述第一步包括通过上述滤波器测量容量流量，并响应对上述容量流量的上述测量结果来确定上述第一间隔的持续时间。
7.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括记录上述经多路复用的运动图像。
8.一种分析多个视频频道的方法，包括以下步骤：
-在上述多路复用器上对多个视频数据组多路复用，以产生在空间上经多路复用的运动图像；
-分析上述空间上多路复用的运动图像的至少第一部分，该第一部分对应着上述第一频道；
-上述分析步骤包括忽略上述经多路复用的运动图像中对应着上述第一频道以外的其它频道的数据。
9.按照权利要求8的方法，其特征是进一步包括在视频记录器上记录上述经多路复用的运动图像。
10.按照权利要求9的方法，其特征是上述分析步骤包括对上述经多路复用的运动图像执行在空间上的多路分解来产生多个运动图像，所述多个运动图像各自对应着相应的一个上述频道。
11.按照权利要求10的方法，其特征是上述经空间上多路复用的运动图像包含多个帧，多个帧中的每个帧被划分成空间上独立的部分，每一部分对应着相应的一个上述频道。
12.按照权利要求9的方法，其特征是上述经空间上多路复用的运动图像包含多个帧，多个帧中的每个帧被划分成空间上独立的部分，每一部分对应着相应的一个上述频道。
13.按照权利要求8的方法，其特征是上述分析步骤包括对上述经多路复用的运动图像执行在空间上的多路分解来产生多个运动图像，多个运动图像中的每一个对应着相应的一个上述频道。
14.按照权利要求8的方法，其特征是上述空间上多路复用的运动图像包含多个帧，多个帧中的每一个帧被划分成空间上独立的部分，各部分对应着相应的一个上述频道。
15.一种用来分析多个频道的视频内容的装置，包括：
-适合接收在空间上多路复用的视频数据的一个输入端(330，195)；
-被编程成用于选择上述视频数据中在空间上不同的部分的一个控制器(395，110)，上述部分中的每一个部分对应着各自的一个特定视频数据频道；
-上述控制器进一步被编程成用于分析上述在空间上不同的部分的内容，以使得来自一部分的数据不会干扰对其它部分的分析。
16.按照权利要求15的装置，其特征是上述在空间上多路复用的视频数据包含多个帧，其中每一个帧划分成独立的子帧，各个所述子帧对应着由一个相应的摄像机成像的一个不同场景。
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