一種視頻質量診斷系統中視頻信號缺失檢測方法
2023-05-30 02:32:31 2
專利名稱：一種視頻質量診斷系統中視頻信號缺失檢測方法
技術領域：
本發明涉及網絡視頻監控系統，尤其涉及一種視頻質量診斷系統中視頻信號缺失檢測方法。
背景技術：
視頻信號在傳送過程中出現缺失時，客戶端會不顯示視頻信息或者顯示黑屏、藍屏等以某一色調為主的視頻信息。通過視頻質量診斷系統對前端攝像機碼流進行分析能夠有效地檢測視頻信號缺失情況。視頻質量診斷系統是一種智能化視頻故障分析與預警的網絡視頻監控系統，其採用計算機視覺算法對視頻圖像中出現的雪花、條紋、模糊、色偏、畫面凍結、雲臺控制、視頻信號缺失等常見的攝像頭故障及其因使用過程中出現的問題進行準確分析、判斷和報警。 而視頻信號缺失檢測是該系統的重要功能，它能有效檢測因前端攝像機工作異常、損壞或視頻傳輸環節故障而引起的間發性或持續性的視頻缺失，有利於幫助用戶快速掌控前端設備運行情況，及時發現故障和快速處理，保障系統正常運行。本發明的檢測方法主要是對YUV (顏色編碼方法)視頻信號進行分析。YUV主要用於優化彩色視頻信號的傳輸。YUV與RGB (red，green, blue紅綠蘭顏色表示法)視頻信號傳輸相比，它最大的優點在於只需佔用極少的頻寬(RGB要求三個獨立的視頻信號同時傳輸)。其中「Y」表示明亮度(Luminance或Luma)，也就是灰階值；而「U」和「V」表示的則是色度(Chrominance或Chroma)，作用是描述影像色彩及飽和度，用於指定像素的顏色。「亮度」是透過RGB輸入信號來建立的，方法是將RGB信號的特定部分疊加到一起。「色度」則定義了顏色的兩個方面色調與飽和度，分別用Cr和Cb來表示。其中，Cr反映了 RGB輸入信號紅色部分與RGB信號亮度值之間的差異。而Cb反映的是RGB輸入信號藍色部分與RGB 信號亮度值之間的差異。目前，經檢索尚未發現有關在視頻質量診斷系統中應用圖像處理對視頻信號缺失情況進行檢測的方法。
發明內容
本發明的目的就在於提供一種網絡視頻監控系統中視頻信號缺失檢測方法。本發明的目的是這樣實現的採用基於圖像色調的統計方法，統計視頻圖像中色調最多且像素值相同的像素點的個數，在YUV(顏色編碼方法)視頻流中不同色調像素的Y值一般不同，為了提高算法的效率和速度，本方法主要統計每幀圖像中Y值相同的像素點的個數。具體步驟如下①從前端攝像機獲取解碼後的YUV數據；②求出每幀視頻圖像中某一色調最多且像素值相同的像素點的個數，由於在YUV 視頻流中不同色調像素的Y值一般不同，因此統計該幀圖像中各個Y值出現的次數或頻率，記錄Y值出現次數最多的那一組像素點；③當像素點的個數與該幀圖像像素點總數的比例大於N時，則判定該幀視頻信號缺失，其中0 < N< 1 ；④統計一段時間內，視頻信號缺失幀佔該段時間內總幀數的比例，當該比例超過該段時間內總幀數的比例M時，則判定該設備視頻信號缺失，將診斷結果上報，其中0 < M < 1。本發明具有下列優點和積極效果1、性能穩定，速度快，效率高且誤報率低；2、通用性強，適用於各個廠家的設備；3、可移植性強，擴展性靈活；4、適用於各類網絡視頻監控系統。
圖1是視頻質量診斷系統結構方框圖；圖2是視頻信號缺失檢測方法流程圖。其中10-視頻監控平臺，11-第1視頻監控平臺，12-第2視頻監控平臺……IN-第N視頻監控平臺，N是自然數，N< 10 ；20-綜合接入網關；30-視頻質量診斷平臺；40-視頻診斷客戶端；50-視頻分析設備，51-第1視頻分析設備……5N-第N視頻分析設備。N 是自然數，N <100。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例詳細說明一、視頻質量診斷系統1、總體如圖1，本視頻質量診斷系統包括工作環境視頻監控平臺10、綜合接入網關20、 視頻質量診斷平臺30和視頻診斷客戶端40 ；設置有視頻分析設備50 ；其連接關係是視頻監控平臺10、綜合接入網關20、視頻質量診斷平臺30和視頻分析設備50依次連接；視頻診斷客戶端40和視頻質量診斷平臺30連接。2、功能部件1)視頻監控平臺10為用戶提供實時音視頻和各種報警信號的遠程採集、傳輸、存儲和處理等業務。2)綜合接入網關20實現視頻監控平臺的統計接入。
3)視頻質量診斷平臺30呈現視頻質量診斷系統所有功能，是用戶所有操作的入口。4)視頻診斷客戶端40作為用戶操作界面，便於用戶訪問視頻質量診斷系統的功能，啟動視頻分析任務， 接收報警提示，分析數據統計及生成報表。5)視頻分析設備50視頻分析設備50是視頻質量分析的功能實體，在物理分布上對應一臺伺服器。視頻分析設備50由多個VA (視頻分析單元)組成，每個VA可獨立完成一路視頻的診斷分析。主要功能為①實現視頻質量分析算法；②接入到視頻質量診斷平臺30，由視頻質量診斷平臺30集中管理；③接收視頻質量診斷平臺30的視頻診斷請求，從視頻監控平臺10獲取視頻並進行分析；④將診斷結果上報給視頻質量診斷平臺30。本發明的視頻信號缺失檢測方法實現於視頻分析設備50的VA模塊中。3、工作原理視頻分析設備50連接到視頻質量診斷平臺30，視頻分析設備50根據視頻質量診斷平臺30的IP (網際網路協議)和埠連接到視頻質量診斷平臺30 ；用戶請求視頻質量分析任務時，視頻診斷客戶端40將此請求發送到視頻質量診斷平臺30，視頻質量診斷平臺30 記錄下視頻分析設備50狀態，並將待檢測攝像頭列表均衡分配到空閒的視頻分析設備50， 視頻分析設備50輪巡設備，從攝像頭獲取實時視頻並解碼，得到YUV數據，然後對YUV數據進行檢測，並將檢測結果上報到視頻質量診斷平臺30，視頻質量診斷平臺30將結果保存下來，並轉發到相應的視頻診斷客戶端40，視頻診斷客戶端40根據設置實時刷新告警列表。 用戶也可根據告警類型和日期查詢報警，統計生成報表。二、視頻信號缺失檢測方法本方法是在視頻質量診斷系統的視頻分析設備50中實現的。該方法首先從攝像頭獲取解碼的實時視頻YUV數據，應用基於圖像色調的統計方法，檢測視頻信號缺失情況。如圖2，實現步驟如下①獲取YUV視頻信號-201 ；②獲取一幀圖像-202;③統計Y值相同的像素點的個數=Num(Yl)，Num(Y2)，...，Num(Yn)，其中Num(Yn) 表示Y值為η的像素點的個數-203 ；④取Num(Yl)，Num (Υ2)，. · ·，Num(Yn)中最大的值 MaxNum,其中 MaxNum = max [Num (Yl)，Num (Y2)，…，Num (Yn) ] -204 ；⑤判斷是否MaxNum > NX總像素點數目-205，其中0 < N < 1，是則進入步驟⑥， 否則進入步驟⑦；⑥本幀圖像存在缺失，缺失視頻幀數幀數加1-206 ；⑦判斷執行時間是否在規定時間段內-207，是則轉跳到步驟②，否則進入步驟
⑧判斷缺失總幀數除以規定時間段內的總幀數是否大於M-208，其中0 < M < 1， 是則視頻信號缺失-209，否則視頻信號正常-210。
權利要求
1.一種視頻質量診斷系統，包括工作環境視頻監控平臺(10)、綜合接入網關(20)、視頻質量診斷平臺(30)和視頻診斷客戶端GO)；其特徵在於設置有視頻分析設備(50)；其連接關係是視頻監控平臺(10)、綜合接入網關(20)、視頻質量診斷平臺(30)和視頻分析設備(50)依次連接；視頻診斷客戶端GO)和視頻質量診斷平臺(30)連接；所述的視頻分析設備(50)是視頻質量分析的功能實體，在物理分布上對應一臺伺服器，由多個VA組成。
2.基於權利要求1所述一種視頻質量診斷系統的視頻信號缺失檢測方法，其特徵在於①從前端攝像機獲取解碼後的YUV數據；②求出每幀視頻圖像中某一色調最多且像素值相同的像素點的個數，由於在YUV視頻流中不同色調像素的Y值一般不同，因此統計該幀圖像中各個Y值出現的次數或頻率，記錄 Y值出現次數最多的那一組像素點；③當像素點的個數與該幀圖像像素點總數的比例大於N時，則判定該幀視頻信號缺失，其中0 <N< 1 ；④統計一段時間內，視頻信號缺失幀佔該段時間內總幀數的比例，當該比例超過該段時間內總幀數的比例M時，則判定該設備視頻信號缺失，將診斷結果上報，其中0 < M < 1。
3.按權利要求2所述的視頻信號缺失檢測方法，其特徵在於工作流程是①獲取YUV視頻信號O01)；②獲取一幀圖像OO2)；③統計Y值相同的像素點的個數Num(Yl)，Num(Y2)，...，Num(Yn)，其中Num(Yn)表示 Y值為η的像素點的個數Q03)；④取Num(Yl)，Num (Υ2)，. · ·，Num(Yn)中最大的值 MaxNum,其中 MaxNum = max [Num(Yl)，Num (Y2)，· · ·，Num(Yn) ] (204)；⑤判斷是否MaxNum> NX總像素點數目O05)，其中0 < N < 1，是則進入步驟⑥，否則進入步驟⑦；⑥本幀圖像存在缺失，缺失視頻巾貞數幀數加1(206)；⑦判斷執行時間是否在規定時間段內007)，是則轉跳到步驟②，否則進入步驟⑧；⑧判斷缺失總幀數除以規定時間段內的總幀數是否大於MQ08)，其中0< M < 1，是則視頻信號缺失009)，否則視頻信號正常010)。
全文摘要
本發明公開了一種視頻質量診斷系統中視頻信號缺失檢測方法，涉及網絡視頻監控系統。本系統是視頻監控平臺(10)、綜合接入網關(20)、視頻質量診斷平臺(30)和視頻分析設備(50)依次連接；視頻診斷客戶端(40)和視頻質量診斷平臺(30)連接。所述的視頻分析設備(50)是視頻質量分析的功能實體，在物理分布上對應一臺伺服器，由多個VA組成。本發明性能穩定，速度快，效率高且誤報率低；通用性強，適用於各個廠家的設備；可移植性強，擴展性靈活；適用於各類網絡視頻監控系統。
文檔編號H04N17/00GK102413355SQ201110453308
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者萬晨, 串志強, 楊波 申請人:武漢烽火眾智數位技術有限責任公司