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        基本信息

        項目名稱:
        基于視覺質量的移動視頻監控系統
        小類:
        信息技術
        簡介:
        本移動視頻監控系統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,將被監控點實時采集的視頻數據壓縮編碼后,以流式傳輸的方式傳輸給監控中心,以在低速率、高誤碼的無線信道環境下,盡可能地保證視頻監控圖像的視覺質量和提高視頻通信的安全性。
        詳細介紹:
        本移動視頻監控系統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,將被監控點實時采集的視頻數據壓縮編碼后,以流式傳輸的方式傳輸給監控中心,以在低速率、高誤碼的無線信道環境下,盡可能地保證視頻監控圖像的視覺質量和提高視頻通信的安全性。在系統設計實現過程中,項目組取得了如下研究成果: ①設計并實現了一種快速的視覺中心濾波算法,以實時的實現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境下,獲得較好的監控圖像效果; ②設計并實現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,以盡可能的保證監控圖像的視覺質量; ③設計并實現了一種可用于視頻內容安全認證和差錯控制的視頻數字水印算法,該水印算法提高了監控系統的安全性。

        作品圖片

        • 基于視覺質量的移動視頻監控系統
        • 基于視覺質量的移動視頻監控系統
        • 基于視覺質量的移動視頻監控系統
        • 基于視覺質量的移動視頻監控系統

        作品專業信息

        設計、發明的目的和基本思路、創新點、技術關鍵和主要技術指標

        1.設計、發明的目的 隨著社會信息化程度的不斷提高,社會各行各業需要實施無線視頻監控的范圍迅速增加。此外,無線網絡的窄帶高噪聲的特性對于需要持續穩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 本作品設計和實現的移動視頻監控系統是在低速率、高誤碼的無線網絡環境下,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,將被監控點實時采集的視頻數據壓縮編碼后,以流式傳輸的方式傳輸給監控中心,從而使監控中心可依據實際需要實時動態地獲得被監控點的情況,并在監控圖像質量可接受的條件下,盡可能地提高視頻監控的效果及視頻通信的安全性和可靠性。 3.創新點 ①設計并實現了一種快速的視覺中心濾波算法。 ②設計并實現了一種實時的自適應變幀率編碼算法。 ③設計并實現了一種可用于視頻內容安全認證和差錯控制的視頻數字水印算法。 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控業務的發展。本系統融合了高級Foveation和自適應幀率調節等技術,從而即使在低速率的無線信道環境下,監控圖像質量仍可接受。

        科學性、先進性

        本系統與現有的技術相比,科學性先進性體現在以下方面: 1.系統整體結構 整個系統主要由采集監控、編碼服務、和內容認證和移動監控終端四部分組成。 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。即人體視覺系統對關注點附近的圖像質量要求較高,而對其它的區域則要求較低。 3.自適應的幀率調整 4.監控視頻的認證 為了確保監控內容的真實性,防止視頻監控數據在傳輸過程中遭到惡意的攻擊和篡改。為此,本作品實現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健性。

        獲獎情況及鑒定結果

        根據研究結果,在2010年《電子技術》雜志10期發表了論文《基于視覺質量的無線視頻通信系統》。

        作品所處階段

        測試階段

        技術轉讓方式

        作品可展示的形式

        實物、產品和現場演示

        使用說明,技術特點和優勢,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 本系統分為采集編碼系統和解碼系統兩部分。 2.技術特點和優勢 本系統與傳統視頻監控系統相比具有:安裝方便,可實現快速覆蓋,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 本監控系統具有覆蓋范圍廣、移動性好、抗干擾和抗衰落能力強、穩定性和可靠性突出等顯著優點,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、無線實時傳輸的理想無線通訊平臺,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 視頻監控市場正快速發展,傳統的模擬視頻監控市場逐步萎縮,而數字化移動視頻監控逐步成為主流。一般的,無線網絡視頻監控業務的高端需求趨勢較為平穩,而低端需求應用則趨于旺盛。本項目預期目標是到2011年,該系統在電力、電信、城市交通、水利和小區治安等領域推廣應用,預計創造直接經濟效益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以下方面: 1.研究方向上 大多數研究是基于“固網”的模擬或數字視頻監控系統,而針對移動網絡的視頻監控系統還很少,并且現有的移動視頻監控系統,在低速率、高誤碼的無線網絡環境下,很難獲得好的監控效果。 2.視頻中心濾波編碼技術 一般的,根據人體視覺的非均一性,給用戶關注點附近的區域分配較多的編碼數據,而對其它的區域則分配較少的編碼數據。以在低速率的無線信道環境下,獲得盡可能好的監控圖像質量。 3.可變幀率編碼 傳統的視頻編碼時,通常整個視頻節目都按相同的幀率編碼。然而,根據人體視覺的特性,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,系統根據對視頻圖像的運動估計,實現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 移動視頻監控處在一個開放的環境中,為了防止在傳輸過程中可能遭到惡意的攻擊和篡改,提高監控圖像的可信度,系統運用視頻數字水印技術對監控圖像進行安全認證。
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