基本信息
- 項目名稱：
- 基于視覺質量的移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過充分挖掘人體視覺模型的特性，采用無線通信技術，自適應變幀率編碼及內容安全認證，將被監(jiān)控點實時采集的視頻數(shù)據(jù)壓縮編碼后，以流式傳輸?shù)姆绞絺鬏斀o監(jiān)控中心，以在低速率、高誤碼的無線信道環(huán)境下,盡可能地保證視頻監(jiān)控圖像的視覺質量和提高視頻通信的安全性。
- 詳細介紹：
- 本移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過充分挖掘人體視覺模型的特性，采用無線通信技術，自適應變幀率編碼及內容安全認證，將被監(jiān)控點實時采集的視頻數(shù)據(jù)壓縮編碼后，以流式傳輸?shù)姆绞絺鬏斀o監(jiān)控中心，以在低速率、高誤碼的無線信道環(huán)境下,盡可能地保證視頻監(jiān)控圖像的視覺質量和提高視頻通信的安全性。在系統(tǒng)設計實現(xiàn)過程中，項目組取得了如下研究成果： ①設計并實現(xiàn)了一種快速的視覺中心濾波算法，以實時的實現(xiàn)對用戶關注點附近的宏塊分配較多的碼字，而對其他的宏塊則分配較少的碼字，以在低速率的無線通信環(huán)境下，獲得較好的監(jiān)控圖像效果； ②設計并實現(xiàn)了一種實時的自適應變幀率編碼算法，達到了自動對運動較慢的鏡頭按較低的幀率編碼，而對于運動劇烈的鏡頭，則按較高的幀率編碼的目的，以在保證視頻視覺質量的前提下，節(jié)省寶貴的視頻碼流用于視頻的差錯控制，以盡可能的保證監(jiān)控圖像的視覺質量； ③設計并實現(xiàn)了一種可用于視頻內容安全認證和差錯控制的視頻數(shù)字水印算法，該水印算法提高了監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 1．設計、發(fā)明的目的 隨著社會信息化程度的不斷提高，社會各行各業(yè)需要實施無線視頻監(jiān)控的范圍迅速增加。此外，無線網絡的窄帶高噪聲的特性對于需要持續(xù)穩(wěn)定的較大帶寬的流式視頻服務顯得“力不從心”，為此，如何提高移動視頻通信的監(jiān)控圖像的視覺質量，是本設計的研究的重點。 2．基本思路 本作品設計和實現(xiàn)的移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)是在低速率、高誤碼的無線網絡環(huán)境下,通過充分挖掘人體視覺模型的特性，采用無線通信技術，自適應變幀率編碼及內容安全認證，將被監(jiān)控點實時采集的視頻數(shù)據(jù)壓縮編碼后，以流式傳輸?shù)姆绞絺鬏斀o監(jiān)控中心，從而使監(jiān)控中心可依據(jù)實際需要實時動態(tài)地獲得被監(jiān)控點的情況,并在監(jiān)控圖像質量可接受的條件下,盡可能地提高視頻監(jiān)控的效果及視頻通信的安全性和可靠性。 3．創(chuàng)新點 ①設計并實現(xiàn)了一種快速的視覺中心濾波算法。 ②設計并實現(xiàn)了一種實時的自適應變幀率編碼算法。 ③設計并實現(xiàn)了一種可用于視頻內容安全認證和差錯控制的視頻數(shù)字水印算法。 4．技術關鍵和主要的技術指標 針對在視頻信號處理與視頻碼流傳輸方面，移動設備處理能力較弱，存儲容量不足和無線網絡帶寬有限且誤碼率較高等問題，在很大程度上阻礙了視頻監(jiān)控業(yè)務的發(fā)展。本系統(tǒng)融合了高級Foveation和自適應幀率調節(jié)等技術，從而即使在低速率的無線信道環(huán)境下，監(jiān)控圖像質量仍可接受。
科學性、先進性
- 本系統(tǒng)與現(xiàn)有的技術相比，科學性先進性體現(xiàn)在以下方面： 1.系統(tǒng)整體結構 整個系統(tǒng)主要由采集監(jiān)控、編碼服務、和內容認證和移動監(jiān)控終端四部分組成。 2.Foveation濾波技術 生理學研究表明，人體視覺具有選擇注意的能力。即人體視覺系統(tǒng)對關注點附近的圖像質量要求較高，而對其它的區(qū)域則要求較低。 3.自適應的幀率調整 4．監(jiān)控視頻的認證 為了確保監(jiān)控內容的真實性，防止視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)在傳輸過程中遭到惡意的攻擊和篡改。為此，本作品實現(xiàn)了一種基于視頻壓縮域的半脆弱水印認證方案。該水印方案對視頻內容惡意篡改敏感，對視頻轉碼等操作有較好的穩(wěn)健性。
獲獎情況及鑒定結果
- 根據(jù)研究結果，在2010年《電子技術》雜志10期發(fā)表了論文《基于視覺質量的無線視頻通信系統(tǒng)》。
作品所處階段
- 測試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產品和現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 1．使用說明 本系統(tǒng)分為采集編碼系統(tǒng)和解碼系統(tǒng)兩部分。 2.技術特點和優(yōu)勢 本系統(tǒng)與傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比具有：安裝方便，可實現(xiàn)快速覆蓋，靈活性高，擴展性強等特點。 3.適用范圍及推廣前景分析說明 本監(jiān)控系統(tǒng)具有覆蓋范圍廣、移動性好、抗干擾和抗衰落能力強、穩(wěn)定性和可靠性突出等顯著優(yōu)點，可為指揮、搶險、演習等移動通信應用提供點對多點、自由組網、無縫漫游、遠距離、高質量、高速率、無線實時傳輸?shù)睦硐霟o線通訊平臺，也可廣泛應用于武警、消防、邊防等軍事部門和交通、海關、電力、電信、金融等國家重要部門。 4.市場分析和經濟效益預測 視頻監(jiān)控市場正快速發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控市場逐步萎縮，而數(shù)字化移動視頻監(jiān)控逐步成為主流。一般的，無線網絡視頻監(jiān)控業(yè)務的高端需求趨勢較為平穩(wěn)，而低端需求應用則趨于旺盛。本項目預期目標是到2011年，該系統(tǒng)在電力、電信、城市交通、水利和小區(qū)治安等領域推廣應用，預計創(chuàng)造直接經濟效益200萬以上。
同類課題研究水平概述
- 通過調研，當前國內外同類研究水平主要體現(xiàn)以下方面： 1.研究方向上 大多數(shù)研究是基于“固網”的模擬或數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，而針對移動網絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還很少，并且現(xiàn)有的移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在低速率、高誤碼的無線網絡環(huán)境下，很難獲得好的監(jiān)控效果。 2.視頻中心濾波編碼技術 一般的，根據(jù)人體視覺的非均一性，給用戶關注點附近的區(qū)域分配較多的編碼數(shù)據(jù)，而對其它的區(qū)域則分配較少的編碼數(shù)據(jù)。以在低速率的無線信道環(huán)境下，獲得盡可能好的監(jiān)控圖像質量。 3.可變幀率編碼 傳統(tǒng)的視頻編碼時，通常整個視頻節(jié)目都按相同的幀率編碼。然而，根據(jù)人體視覺的特性，慢速運動的鏡頭并不需要與快速運動的鏡頭一樣高的幀率。如果僅僅強調保證視頻的幀率，那么在低速率的無線信道環(huán)境下，勢必會降低每幀視頻圖像的質量，并產生有害的“瑪賽克”效應。這里，系統(tǒng)根據(jù)對視頻圖像的運動估計，實現(xiàn)了對運動較慢的鏡頭按較低的幀率編碼，而對于運動劇烈的鏡頭，則按較高的幀率編碼的可變幀率編碼技術。 4.安全認證 移動視頻監(jiān)控處在一個開放的環(huán)境中，為了防止在傳輸過程中可能遭到惡意的攻擊和篡改，提高監(jiān)控圖像的可信度，系統(tǒng)運用視頻數(shù)字水印技術對監(jiān)控圖像進行安全認證。
