一種基于soc芯片的安全型視頻監控系統及監控方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于SOC芯片的安全型視頻監控系統及監控方法，包括監控主機、及若干個監控設備，監控設備包括攝像頭、全方位電動云臺、系統級芯片SOC和電源模塊；監控主機分別與各監控設備相連，各監控設備的系統級芯片SOC將接收到監控主機發送的加密特征圖像與攝像頭拍攝的圖像進行特征識別；當發現拍攝的圖像中有與加密特征圖像匹配的對象時，控制攝像頭對匹配的對象進行跟蹤拍攝；當發現攝像頭跟蹤拍攝的目標對象不在該跟蹤拍攝區域時，控制其他監控設備對目標對象繼續進行跟蹤拍攝，再通過系統級芯片SOC把實時拍攝的圖像進行數據級加密后發送給監控主機。本發明安全性高，設備利用率高，排除錯漏關鍵信息的可能，工作效率高，節約了人力成本。
【專利說明】
一種基于SOC芯片的安全型視頻監控系統及監控方法
技術領域
[0001]本發明涉及視頻監控應用領域，具體是一種安全型視頻監控系統及監控方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展，不管公路系統、公安系統、電力系統以及智能小區車庫等各個區域都安裝有視頻監控系統，視頻監控已深入了人們的日常生活。
[0003]當前的視頻監控系統大部分為一臺主控制器連接許多攝像頭，通過一臺主控制器接收多個攝像頭實時拍攝的圖像，通過監控人員監控拍攝的圖像，監控人員發現有特殊情況時，才能針對具體情況進行區別處理。由于所有的圖像都要傳送到主控制器由監控人員進行處理，不僅需要耗費大量的人力，而且常常會因為一些人為因素錯漏關鍵信息;再者由于主控制器連接許多攝像頭，其處理的實時性勢必會受到一定的影響。
[0004]目前市場上已有的視頻監控設備所傳輸的圖像均為明碼傳輸，這樣視頻圖像一旦被不法分子截取，就會給企業或者個人帶來不可估量的損失。因此，本發明提出來一種安全型視頻監控設備，在圖像的傳輸過程中，所有的數據都是經過加密的，這樣就大大提高了設備的安全性。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種基于SOC芯片的安全型視頻監控系統及監控方法，其能夠提高視頻監控效率，并能夠提高視頻傳輸的安全性。
[0006]本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。
[0007]一種基于SOC芯片的安全型視頻監控系統，包括:
[0008]監控主機，以及監控主機連接的若干個監控設備;其中:
[0009]監控主機，用于發送加密后的特征圖像至各監控設備的系統級芯片S0C，并控制搭載有攝像頭的全方位電動云臺尋找匹配的特征圖像，并接收該圖像；
[0010]監控設備包括:
[0011 ]攝像頭，用于尋找特征圖像并對匹配對象進行跟蹤拍攝；
[0012]系統級芯片S0C，用于將監控主機發送的特征圖像進行解密，并將該解密的特征圖像通過攝像頭進行尋找拍攝;對獲取的拍攝圖像進行加密后并發送至監控主機；
[0013]全方位電動云臺，用于攜帶攝像頭尋找特征圖像，并對匹配對象進行跟蹤拍攝；
[0014]電源模塊，用于給監控設備供電；
[0015]所述監控主機分別與各監控設備相連，各監控設備的系統級芯片SOC分別與搭載全方位電動云臺的攝像頭相連，將接收到監控主機發送的加密特征圖像與攝像頭拍攝的圖像進行特征識別；當監控主機發現攝像頭拍攝的圖像中有與加密特征圖像匹配的對象時，控制全方位電動云臺搭載攝像頭通過圖像跟蹤對匹配的對象進行跟蹤拍攝；當監控主機發現攝像頭跟蹤拍攝的目標對象不在該跟蹤拍攝區域時，控制其他監控設備對目標對象繼續進行跟蹤拍攝，再通過系統級芯片SOC把實時拍攝到的圖像進行數據級加密后，發送給監控主機。
[0016]進一步，所述系統級芯片SOC包括RISC嵌入式內核，以及通過AHB數據總線連接的Flash存儲器、SRAM靜態隨機存取存儲器、A/D轉換器及USB、UART、CS1、12C外設接口模塊。
[0017]進一步，所述RISC嵌入式內核，包括系統定時器，以及通過AHB數據總線連接的中斷輸入和NVIC中斷控制器。
[0018]所述SRAM靜態隨機存取存儲器，包括兩個獨立的SRAM，以及通過AHB數據總線連接的DMA直接內存存取處理器。
[0019]本發明還進一步給出了一種基于SOC芯片的安全型視頻監控方法，該方法包括下述步驟:
[0020]I)監控主機將加密特征圖像發送至各個監控設備的系統級芯片S0C，各監控設備中系統級芯片SOC將監控主機發送的特征圖像采用flash模塊中的security網絡安全技術及其協議進行解密；
[0021]2)同時監控主機控制各監控設備中搭載有攝像頭的全方位電動云臺360°旋轉，尋找與該特征圖像相匹配的對象；
[0022]3)其中，各監控設備分別通過系統級芯片SOC中的SRAM靜態隨機存取存儲器內的DMA直接內存存取處理器快速對攝像頭拍攝的圖片與特征圖像進行特征匹配，確定是否為目標對象；
[0023]4)若與特征圖像相匹配，為目標對象，則攝像機由全方位電動云臺轉動角度對目標對象采用flash存儲器中的圖像跟蹤軟件對目標對象進行全方位跟蹤拍攝，并將該信息傳遞至監控主機；
[0024]5)同時，通過flash存儲器中的security網絡安全技術及其協議對跟蹤拍攝的目標對象進行加密，并實時把加密的目標對象圖片發送給后臺監控主機；
[0025]6)若目標對象在該監控設備的監控邊界，則該設備的系統及芯片SOC向監控主機發送到達邊界的信息；
[0026]7)監控主機根據獲取到達邊界的信息，對距離該目標對象最近的下一臺監控設備發送監控命令，繼續對目標對象進行跟蹤拍攝，重復步驟2)-6)，直至監控主機發送停止監控指令，視頻監控結束。
[0027]進一步，所述步驟3)中，通過系統級芯片SOC中的DMA直接內存存取處理器快速對攝像頭拍攝的圖片與特征圖像進行特征匹配，確定是否為目標對象，包括下述步驟:
[0028]3a)監控主機控制搭載有攝像頭的全方位電動云臺以預定轉動角度增量；
[0029]3b)獲取所述攝像機在每個轉動角度拍攝的監控圖像；
[0030]3c)采用flash存儲器中的圖像識別軟件來確定與特征圖像是否相匹配，進而確定目標對象。
[0031 ]進一步，所述步驟4)中，采用flash存儲器中的圖像跟蹤軟件對目標對象進行全方位跟蹤拍攝，包括下述步驟:
[0032]4a)根據攝像機的轉動角度與目標對象對應關系，確定全方位電動云臺的第一轉動角度；
[0033]4b)根據匹配對象的位置信息，確定目標對象與攝像機監控區域的邊界的最遠距離；
[0034]4c)根據最遠距離，確定攝像機監控區域的第一縮放倍數；
[0035]4d)根據第一轉動角度和第一縮放倍數，控制全方位電動云臺的轉動角度以及攝像機的焦距，對匹配目標對象進行跟蹤拍攝。
[0036]基于上述技術方案，本發明實施例的安全型視頻監控設備，根據獲取的加密特征圖像信息，能夠從攝像機監控區域的監控圖像中識別出與特征圖像相匹配的目標對象，并通過圖像加密把跟蹤拍攝的目標對象的圖像實時發送給后臺監控系統。本發明不僅安全性很高，而且極大地提高了設備的利用率，排除了因人為因素而錯漏關鍵信息的可能，大大地提高了工作效率，節約了人力成本。
【附圖說明】
[0037]為了更清楚的說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1基于SOC芯片的安全型視頻監控系統硬件部分的框圖。
[0039]圖2是系統及芯片SOC的內部功能框圖。
[0040]圖3是RISC功能框圖。
[0041 ] 圖4是flash功能框圖。
[0042]圖5是SRAM功能框圖。
[0043]圖6圖像識別方法示意性流程圖。
[0044]圖7圖像跟蹤方法示意性流程圖。
【具體實施方式】
[0045]為使本發明實施例的目的、技術優點和方案更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0046]請參閱圖1，本發明實施例中，一種基于SOC芯片的安全型視頻監控系統，包括硬件部分，硬件部分包括攝像頭鏡頭、系統級芯片S0C、全方位電動云臺、電源模塊以及視頻監控主機。系統級芯片SOC設計安裝在前端設備上，圖像識別軟件和圖像跟蹤軟件也設計在攝像頭BLl立而O
[0047]具體包括:
[0048]監控主機，以及監控主機連接的若干個監控設備;其中:
[0049]監控主機，用于發送加密后的特征圖像至各監控設備的系統級芯片S0C，并控制搭載有攝像頭的全方位電動云臺尋找匹配的特征圖像，并接收該圖像；
[0050]監控設備包括:攝像頭，用于尋找特征圖像并對匹配對象進行跟蹤拍攝；
[0051]系統級芯片S0C，用于將監控主機發送的特征圖像進行解密，并將該解密的特征圖像通過攝像頭進行尋找拍攝;對獲取的拍攝圖像進行加密后并發送至監控主機；
[0052]全方位電動云臺，用于攜帶攝像頭尋找特征圖像，并對匹配對象進行跟蹤拍攝；
[0053]電源模塊，用于給監控設備供電；
[0054]監控主機分別與各監控設備相連，各監控設備的系統級芯片SOC分別與搭載全方位電動云臺的攝像頭相連，將接收到監控主機發送的加密特征圖像與攝像頭拍攝的圖像進行特征識別；當監控主機發現攝像頭拍攝的圖像中有與加密特征圖像匹配的對象時，控制全方位電動云臺搭載攝像頭通過圖像跟蹤對匹配的對象進行跟蹤拍攝；當監控主機發現攝像頭跟蹤拍攝的目標對象不在該跟蹤拍攝區域時，控制其他監控設備對目標對象繼續進行跟蹤拍攝，再通過系統級芯片SOC把實時拍攝到的圖像進行數據級加密后，發送給監控主機。
[0055]如圖2所示，系統級芯片SOC包括RISC嵌入式內核，以及通過AHB數據總線連接的內置有64K字節的Flash存儲器、還集成有16K字節的SRAM靜態隨機存取存儲器、A/D轉換器及USB、UART、CS 1、12C等豐富的外設接口模塊。AHB系統總線與嵌入式內核RI SC，SRAM ,flash相連。AHB-APB總線分別與內置的A/D轉換模塊及各種外設接口相連接。
[0056]如圖3所示，本發明實例中，嵌入式內核RISC內核具備強大的32位處理能力，采用Harvard總線結構，提供獨立的1-Code總線、D-Code總線以及System總線。運行至最高50MHz的高性能RISC內核，支持低功耗睡眠模式;包括內置24位系統定時器，用于管理操作系統任務；以及通過AHB數據總線連接的中斷輸入和支持32個中斷輸入和4級優先級選擇的NVIC中斷控制器。
[0057]如圖4所示，系統級芯片SOC內置有64K字節的Flash存儲器，用于存放用戶程序及專用數據;支持ISP程序代碼升級;具有數據傳輸過程中加密功能的security網絡安全技術及其協議模塊。
[0058]如圖5所示，集成有16K字節的SRAM靜態隨機存取存儲器，由兩個獨立的SRAM(SRAMO，SRAMl)構成，SRAMO連接Cortex_M3 內核的1-Code總線或D-Code總線，SRAMl連接Cortex-M3內核的System總線;分別為8K字節，以及通過AHB數據總線連接的DMA直接內存存取處理器。
[0059]如圖6所示，下面給出本發明一種SOC芯片的安全型視頻監控方法，包括下述步驟:
[0060]I)監控主機將加密特征圖像發送至各個監控設備的系統級芯片S0C，各監控設備中系統級芯片SOC將監控主機發送的特征圖像采用flash模塊中的security網絡安全技術及其協議進行解密；
[0061]2)同時監控主機控制各監控設備中搭載有攝像頭的全方位電動云臺360°旋轉，尋找與該特征圖像相匹配的對象；
[0062]3)其中，各監控設備分別通過系統級芯片SOC中的SRAM靜態隨機存取存儲器內的DMA直接內存存取處理器快速對攝像頭拍攝的圖片與特征圖像進行特征匹配，確定是否為目標對象；
[0063]具體的，包括下述步驟:
[0064]3a)監控主機控制搭載有攝像頭的全方位電動云臺以預定轉動角度增量；
[0065]3b)獲取所述攝像機在每個轉動角度拍攝的監控圖像；
[0066]3c)采用flash存儲器中的圖像識別軟件來確定與特征圖像是否相匹配，進而確定目標對象；
[0067]4)若與特征圖像相匹配，為目標對象，則攝像機由全方位電動云臺轉動角度對目標對象采用flash存儲器中的圖像跟蹤軟件對目標對象進行全方位跟蹤拍攝，并將該信息傳遞至監控主機；
[0068]具體的，見圖7所示，包括下述步驟:
[0069]4a)根據攝像機的轉動角度與目標對象對應關系，確定全方位電動云臺的第一轉動角度；
[0070]4b)根據匹配對象的位置信息，確定目標對象與攝像機監控區域的邊界的最遠距離；
[0071 ] 4c)根據最遠距離，確定攝像機監控區域的第一縮放倍數；
[0072]4d)根據第一轉動角度和第一縮放倍數，控制全方位電動云臺的轉動角度以及攝像機的焦距，對匹配目標對象進行跟蹤拍攝；
[0073]5)同時，通過flash存儲器中的security網絡安全技術及其協議對跟蹤拍攝的目標對象進行加密，并實時把加密的目標對象圖片發送給后臺監控主機；
[0074]6)若目標對象在該監控設備的監控邊界，則該設備的系統及芯片SOC向監控主機發送到達邊界的信息；
[0075]7)監控主機根據獲取到達邊界的信息，對距離該目標對象最近的下一臺監控設備發送監控命令，繼續對目標對象進行跟蹤拍攝，重復步驟2)-6)，直至監控主機發送停止監控指令，視頻監控結束。
[0076]因此，本發明實施例的安全視頻監控系統，確定與特征圖像匹配的目標對象，對攝像機監控區域的目標對象進行跟蹤拍攝，判斷目標對象到達監控邊界，監控主機更具監控畫面命令下一臺監控設備繼續對目標對象進行跟蹤拍攝，由此能夠提高操作效率和監控的有效性。
[0077]安全型視頻監控設備在工作時，電源模塊提供不間斷的電源，保證了整個設備的正常運行;系統級芯片SOC接收后臺攝像監控系統推送的加密特征圖像，通過圖像識別軟件實時將加密特征圖像與攝像頭拍攝的圖像進行特征識別，無需由監控人員進行監控識別，排除了因人為因素而錯漏關鍵信息的可能，大大提高了工作效率，節約了人力成本;當發現攝像頭拍攝的圖像中有與加密特征圖像匹配的對象時，采用全方位電動云臺并通過圖像跟蹤軟件對匹配的對象進行跟蹤拍攝，再通過系統級芯片SOC實時把拍攝到的圖像進行數據級加密后，發送給后臺攝像監控系統，極大地提高了設備的利用率。在設備整個工作過程中，圖像信息的接收和發送都是經過加密處理的，保證了數據傳送過程中的安全性。
[0078]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
[0079]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種基于SOC芯片的安全型視頻監控系統，其特征在于，包括: 監控主機，以及監控主機連接的若干個監控設備;其中: 監控主機，用于發送加密后的特征圖像至各監控設備的系統級芯片S0C，并控制搭載有攝像頭的全方位電動云臺尋找匹配的特征圖像，并接收該圖像； 監控設備包括: 攝像頭，用于尋找特征圖像并對匹配對象進行跟蹤拍攝； 系統級芯片S0C，用于將監控主機發送的特征圖像進行解密，并將該解密的特征圖像通過攝像頭進行尋找拍攝;對獲取的拍攝圖像進行加密后并發送至監控主機； 全方位電動云臺，用于攜帶攝像頭尋找特征圖像，并對匹配對象進行跟蹤拍攝； 電源模塊，用于給監控設備供電； 所述監控主機分別與各監控設備相連，各監控設備的系統級芯片SOC分別與搭載全方位電動云臺的攝像頭相連，將接收到監控主機發送的加密特征圖像與攝像頭拍攝的圖像進行特征識別；當監控主機發現攝像頭拍攝的圖像中有與加密特征圖像匹配的對象時，控制全方位電動云臺搭載攝像頭通過圖像跟蹤對匹配的對象進行跟蹤拍攝；當監控主機發現攝像頭跟蹤拍攝的目標對象不在該跟蹤拍攝區域時，控制其他監控設備對目標對象繼續進行跟蹤拍攝，再通過系統級芯片SOC把實時拍攝到的圖像進行數據級加密后，發送給監控主機。2.根據權利要求1所述的基于SOC芯片的安全型視頻監控系統，其特征在于，所述系統級芯片SOC包括RISC嵌入式內核，以及通過AHB數據總線連接的Flash存儲器、SRAM靜態隨機存取存儲器、A/D轉換器及USB、UART、CS1、12C外設接口模塊。3.根據權利要求2所述的基于SOC芯片的安全型視頻監控系統，其特征在于，所述RISC嵌入式內核，包括系統定時器，以及通過AHB數據總線連接的中斷輸入和NVIC中斷控制器。4.根據權利要求2所述的基于SOC芯片的安全型視頻監控系統，其特征在于，所述SRAM靜態隨機存取存儲器，包括兩個獨立的SRAM，以及通過AHB數據總線連接的DMA直接內存存取處理器。5.一種基于SOC芯片的安全型視頻監控方法，其特征在于，該方法包括下述步驟: 1)監控主機將加密特征圖像發送至各個監控設備的系統級芯片S0C，各監控設備中系統級芯片SOC將監控主機發送的特征圖像采用flash模塊中的security網絡安全技術及其協議進行解密； 2)同時監控主機控制各監控設備中搭載有攝像頭的全方位電動云臺360°旋轉，尋找與該特征圖像相匹配的對象； 3)其中，各監控設備分別通過系統級芯片SOC中的SRAM靜態隨機存取存儲器內的DMA直接內存存取處理器快速對攝像頭拍攝的圖片與特征圖像進行特征匹配，確定是否為目標對象； 4)若與特征圖像相匹配，為目標對象，則攝像機由全方位電動云臺轉動角度對目標對象采用flash存儲器中的圖像跟蹤軟件對目標對象進行全方位跟蹤拍攝，并將該信息傳遞至監控主機； 5)同時，通過flash存儲器中的security網絡安全技術及其協議對跟蹤拍攝的目標對象進行加密，并實時把加密的目標對象圖片發送給后臺監控主機； 6)若目標對象在該監控設備的監控邊界，則該設備的系統及芯片SOC向監控主機發送到達邊界的信息； 7)監控主機根據獲取到達邊界的信息，對距離該目標對象最近的下一臺監控設備發送監控命令，繼續對目標對象進行跟蹤拍攝，重復步驟2)-6)，直至監控主機發送停止監控指令，視頻監控結束。6.根據權利要求5所述的基于SOC芯片的安全型視頻監控方法，其特征在于，所述步驟3)中，通過系統級芯片SOC中的DMA直接內存存取處理器快速對攝像頭拍攝的圖片與特征圖像進行特征匹配，確定是否為目標對象，包括下述步驟: 3a)監控主機控制搭載有攝像頭的全方位電動云臺以預定轉動角度增量； 3b)獲取所述攝像機在每個轉動角度拍攝的監控圖像； 3c)采用flash存儲器中的圖像識別軟件來確定與特征圖像是否相匹配，進而確定目標對象。7.根據權利要求5所述的基于SOC芯片的安全型視頻監控方法，其特征在于，所述步驟4)中，采用flash存儲器中的圖像跟蹤軟件對目標對象進行全方位跟蹤拍攝，包括下述步驟: 4a)根據攝像機的轉動角度與目標對象對應關系，確定全方位電動云臺的第一轉動角度； 4b)根據匹配對象的位置信息，確定目標對象與攝像機監控區域的邊界的最遠距離； 4c)根據最遠距離，確定攝像機監控區域的第一縮放倍數； 4d)根據第一轉動角度和第一縮放倍數，控制全方位電動云臺的轉動角度以及攝像機的焦距，對匹配目標對象進行跟蹤拍攝。
【文檔編號】H04N7/18GK106034230SQ201610566427
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年7月18日
【發明人】陳登峰, 薛啟啟, 肖海燕, 吳永江
【申請人】西安建筑科技大學