一种支持并行预处理的视频采集系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种支持并行预处理的视频采集系统，该视频采集系统的硬件实现装置包括数据采集端和数据处理端。数据采集端包括图像传感器模组和在线预处理器两个SOC片上系统，用于采集监控视频信息并对数据进行实时分析和预处理。数据处理端各模块集成在一个SOC片上系统上，用于对接收到的数据进一步运算处理并存储。本发明对采样数据实时进行预处理、并行高效，各模块集成在SOC片上系统上，增加了数据高速运算性能，可减少对总线和存储器资源的占用、以及微处理器的负担，降低系统的成本和功耗，可同时应用于智慧路灯、可穿戴设备、智慧眼镜、智能医疗、智能家居、增强现实设备等场景。
【专利说明】
一种支持并行预处理的视频采集系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种支持并行预处理器的视频采集系统，是一种具有在线并行预处理功能的视频采集系统，包括数据采集端和数据处理端。
【背景技术】
[0002]近年来监控设备遍布大街小巷，监控系统是安防系统中应用最多的系统之一，视频监控现在是主流。从最早模拟监控到前些年火热的数字监控再到现在方兴未艾的网络视频监控，监控设备的发展现状已经发生了翻天覆地变化。但这些设备往往功能较为单一，通常只有记录而没有分析处理功能。在忙忙碌碌的工作环境，人们往往要通过查看众多的监控数据才能找到自己想要的信息，并且很难得到预警作用。随着人们与公司的安全意识和管理意识的提高，功能传统单一的监控设备已不足以满足社会日渐提高的需求。
[0003]目前，中国专利，其专利号为201220298053.2“视频监控终端设备”，公开了一种可以发送无线实时视频、参数设置、录像记录查询等工作的监控终端设备，该设备主要基于一个包含一个ARM核和一个DSP核的双核主芯片，具有保密性好、安全可靠、免布线、维护费用低等优点。但是该设备没有预处理模块，所有的信息发送到主芯片处理，加大了数据传输量以及主芯片负担，并且选用ARM核运算速度慢，不适用于较复杂的运算。
[0004]此外，中国专利，其专利号为201310432316.3“一种智能视频监控系统”，公开了一种基于单片的现场可编程逻辑阵列FPGA嵌入式系统的监控装置，支持很好的二次开发，具有智能的自定义规则算法，有效地控制了成本和功耗。但是FPGA正常工作时，每次加电需重新从外围专用存储芯片中获得配置数据，并且不适用大规模并行计算。
[0005]此外，中国专利，其专利号为201510234735.5“一种运动轨迹的视频监控系统”，公开了一种包括监测部分、处理部分和监控部分的视频监控系统，可以在事故发生前提供安全预警和处置对策提醒，减少监控数据存储量，降低存储成本。同样具有FPGA程序固化的问题，内部逻辑根据实际需要进行相应的改变。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种支持并行预处理的视频采集系统，该系统利用图像传感器模组等外部设备接受视频信息，利用并行处理器或者神经网络等对接收到的信息进行预处理，并通过嵌入式微处理器对处于总线上的信息进行进一步处理，不仅能够提高运算速度、实时高效，提高系统的集成度，还能准确计算并降低监测系统的能量消耗、在某些特定场景发出报警通知。
[0007]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:一种支持并行预处理的视频采集监控系统，它包括数据采集端I和数据处理端2，其特征在于:上述数据采集端I用于采集监控视频信息、并进行数据实时分析和预处理，包括图像传感器模组10、第一数据接口 11、在线数据预处理器12、数据压缩模块13、第二数据接口 14，图像传感器模组10为一个SOC片上系统I，第一数据接口 11、在线数据预处理器12、数据压缩模块13、第二数据接口 14集成在另一个SOC片上系统J上。其中，所述图像传感器模组10采集监控视频数据，采集的监控视频信息通过图像视频接口发送至第一数据接口 11;其中，所述第一数据接口 11读取图像传感器模组10的数据，输出给在线数据预处理器12;其中，所述在线数据预处理器12用于读取第一数据接口 11输出的监控视频数据，采用并行处理器、神经网络或者其他微处理器架构可实时、在线进行数据预处理，可并行高效地完成图像背景提取、内容识别、模式匹配、图像增强、信号滤波等功能，并将分析结果输出到数据压缩模块13;其中，所述的数据压缩模块13将接收到的信息压缩，压缩后的数据输出到第二数据接口 14;其中，所述第二数据接口 14将接收到的预处理结果输出到数据处理端2，通过有线通信方式或无线通信方式进行数据交换，其中，所述的无线通信方式为Wif 1、Blue tooth、ZigBee、红外线数据传输(IrDA)、超宽带(UWB)、EnOcean、Z-Wave或其他无线方式;其中，所述的有线通信方式为以太网、光纤通信、工业接口 485/232/UART/USB或者其他长距离或矩距离方式。
[0008]上述数据处理端2，包括第三数据接口20、嵌入式微处理器21、存储控制器22、数据传输模块23、外部运算中心24、第一总线25，集成在一个SOC片上系统K上。其中，所述的第三数据接口 20接收第二数据接口 14的数据，通过第一总线25传输给嵌入式微处理器21处理；所述的嵌入式微处理器21用于对接收到的数据进行交互分析处理，处理得到的数据经第一总线25输出给存储控制器22;所述的存储控制器22包含第一存储器控制器221、第二存储器控制器222、易失性存储器223、非易失性存储器224，所述第一存储器控制器221和第二存储器控制器222用于读写易失性存储器223和非易失性存储器224;易失性存储器223用于存储嵌入式微处理器21的数据空间；所述非易失性存储器224用于存储嵌入式微处理器21的程序空间;所述的数据传输模块23包括无线数据传输模块231、有线数据传输模块232，无线数据传输模块231用于以无线通信方式连接系统外部运算中心24;有线数据传输模块232用于以有线通信方式连接系统外部运算中心24;无线数据传输模块231和有线数据传输模块232至少包括其中一个;所述的外部运算中心24用于将数据传输模块23输出的数据做运算处理，得到监控视频的运动状态数据;所述的第一总线25承载视频采集监控系统各部件之间的数据传输。
[0009]上述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，所述数据采集端I还包含运动状态传感器15，用于采集图像传感器模组10的运动状态数据，其中，所述运动状态传感器15包括加速度计151、陀螺仪152、磁传感器153，加速度计151输出至少一个空间维度的加速度值;陀螺仪152输出至少一个空间维度的角速度值;磁传感器153输出图像传感器模组10轴线与地球磁场的夹角；加速度计151、陀螺仪152、磁传感器153数据信息通过有线或无线通信方式传输到第一数据接口 11、传输给在线数据预处理器12。
[0010]上述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，所述数据分析端2还包含电源管理模块26，电源管理模块26与嵌入式微处理器21连接，用于在空闲时间切断系统外部运动状态传感器15、在线数据预处理器12、存储器控制器22、数据传输模块23的电源。
[0011]上述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，所述数据分析端2还包含直接存储控制器27，用于在系统内部直接传输数据，所述直接存储控制器27根据在线数据预处理器12、存储控制器22、数据传输模块23中先进先出存储器的水限值来控制数据传输，当水限值达到预设值后，将数据取走，保证先进先出、存储器的数据不会溢出。
[0012]上述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，所述数据分析端2还包含显示器28用于显示监控结果，显示器28至少是液晶显示器、有机发光显示器、发光二极管显示器、电子墨水屏、柔性显示器中的一种。
[0013]上述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，所述数据分析端2还包括中断控制器29，用于当图像传感器模组10、在线数据预处理器12、运动状态传感器15、存储控制器22、数据传输模块23发出中断信号，通知嵌入式微处理器21做出响应。
[0014]上述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，所述数据分析端2还包括报警器210，用于在某些特定场景下报警提示，当在线数据预处理器12或嵌入式微处理器21发出有效报警信号时，通知报警器210做出相应的响应。报警器210可选用警示灯、爆闪灯、警报喇口八、汽笛等报警设备。
[0015]上述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，所述数据分析端2还包括数据解压缩模块211，所述的数据解压缩模块211接收第三数据接口 20传输的数据，根据数据压缩模块13的压缩协议，对应的进行解压缩，解压缩后数据传输到第一总线25。
[0016]本发明提供的一种支持并行预处理的视频采集系统与现有技术相比较，具有如下实质性特点和显著优点:
一、本发明视频采集系统可以连续实时地在线监测视频对象的运动状态信息，从而精确地计算视频对象的运动特征，还能准确地计算监测对象的能量消耗；
二、在线预处理模块采用并行处理器、神经网络或其他微处理器架构，对采样数据实时进行处理，增加了数据高速运算性能，减少微处理器的负担，减少对总线以及存储器资源的占用，降低系统的成本和功耗；
三、神经网络并行运算速度快，功耗低，具有很好的硬件容错性，较易硬件实现，有利于大规模的应用；
四、实时在线预处理模块、压缩模块与数据接口自成一个SOC系统，当嵌入式处理器出现故障不能正常运行时，在线预处理器也能独立工作，实时安全，提高了应对各种突发状况和不利因素的能力。
[0017]五、由于采用了SOC片上系统架构，将嵌入式微处理器、存储器控制器、数据传输模块整合在一块芯片上，使整个系统更加紧凑，集成度高；
六、通过电源管理模块，可以切断系统空闲时的电源，更进一步地降低系统功耗，延长续航时间。
[0018]七、通过加入报警器，可以在某些特定场景下发出报警通知，能更及时的应对突发状况。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的一种支持并行预处理的视频采集系统的结构示意图。
[0020]图2为本发明的一个较佳实施例二的一种支持并行预处理的视频采集系统中并行处理器结构示意图。
[0021]图3为本发明的一个较佳实施例三的一种支持并行预处理的视频采集系统中神经网络架构示意图。
[0022]图4为本发明的一个较佳实施例四的一种支持并行预处理的视频采集系统结构示意图。
[0023]图5为本发明的一个较佳实施例五的一种支持并行预处理的视频采集系统结构示意图。
[0024]图6为本发明的一个较佳实施例六的一种支持并行预处理的视频采集系统结构示意图。
[0025]图7为本发明的一个较佳实施例七的一种支持并行预处理的视频采集系统结构示意图。
[0026]图8为本发明的一个较佳实施例八的一种支持并行预处理的视频采集系统结构示意图。
[0027]图9为本发明的一个较佳实施例九的一种支持并行预处理的视频采集系统结构示意图。
[0028]图10为本发明的一个较佳实施例九的一种支持并行预处理的视频采集系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本发明的优选实施例作进一步描述:
实施例一:
参见图1，本支持并行预处理的视频采集系统，由一个数据采集端连接一个数据处理端构成，其特征在于:所述数据采集端用于采集监控视频信息并进行数据实时分析和预处理，由一个图像传感器模组依次经一个第一数据接口、一个在线数据预处理器、一个数据压缩模块和一个第二数据接口构成;所述的图像传感器模组为一个SOC片上系统，用于采集监控视频数据，采集的监控视频信息通过其图像视频接口发送至第一数据接口 ；所述第一数据接口、在线数据预处理器、数据压缩模块、第二数据接口集成在另一个SOC片上系统上，所述第一数据接口读取图像传感器模组的监控数据，输出给在线数据预处理器;所述在线数据预处理器用于读取第一数据接口输出的监控设备数据，并行高效地完成图像背景提取、内容识别、模式匹配、图像增强、信号滤波等功能，并将分析结果经数据压缩模块降低数据量，输出到第二数据接口；所述第二数据接口将接收到的预处理结果输出到数据处理端；
所述数据处理端，由一个第三数据接口经第一总线连接一个嵌入式微处理器、一个存储控制器和一个数据传输模块构成，数据传输模块无线连接一个外部运算中心，集成在一个SOC片上系统上;所述的第三数据接口接收第二数据接口输出的数据，通过第一总线传输给嵌入式微处理器处理;所述的嵌入式微处理器用于对接收到的数据进行交互分析处理，处理得到的数据经第一总线输出给存储控制器;所述的外部运算中心用于将数据传输模块输出的数据做运算处理，得到监控视频的运动状态数据;所述的第一总线承载视频采集监控系统各模块之间的数据传输。
[0030]实施例二:
参考图1，本支持并行预处理的视频采集系统，包括数据采集端I和数据处理端2，其特征在于:上述的数据采集端I用于采集监控视频信息并进行数据实时分析和预处理，包括图像传感器模组10、第一数据接口 11、在线数据预处理器12、数据压缩模块13、第二数据接口
14。图像传感器模组10为一个SOC片上系统I，第一数据接口 11、在线数据预处理器12、数据压缩模块13、第二数据接口 14集成另一个SOC片上系统J上。
[0031]其中，所述图像传感器模组10采集监控视频数据，采集的监控视频信息通过有线通信方式或无线通信方式发送至第一数据接口 11;上述图像传感器模组10的接口与第一数据接口 11均为图像视频接口，如VGA、DV1、RGB、HDM1、MIP1、MDD1、其他类型的LVDS、SP1、IIC、USB、其他类型的串口、并口等。
[0032]其中，所述第一数据接口11读取图像传感器模组10的数据，输出给在线数据预处理器12;
其中，所述在线数据预处理器12用于读取第一数据接口 11输出的监控设备数据，采用并行处理器、神经网络或者其他微处理器对数据实时、在线预处理，并将分析结果输出给数据压缩模块13。
[0033]其中，所述数据压缩模块13接收在线数据预处理器12的数据，并进行压缩，压缩协议包括但不限于Huf f man、RLE、deflate、LZ77、LZW压缩算法，视频数据可以通过降低分辨率来减少数据量，压缩后的数据输出到第二数据接口 14。
[0034]其中，所述第二数据接口14将接收到的预处理结果输出到数据处理端2。上述数据采集端I和数据接收端2之间通过以无线通信方式或有线通信方式进行数据交换，其中，上述的无线通信方式为Wif1、Bluetooth、ZigBee、红外线数据传输(IrDA)、超宽带(UWB)、EnOcean、Z-Wave或其他无线方式;其中，所述的有线通信方式为以太网、光纤通信、工业接口 485/232/UART/USB或者其他长距离或矩距离方式。
[0035]上述数据处理端2，包括第三数据接口20、嵌入式微处理器21、存储控制器22、数据传输模块23、外部运算中心24、第一总线25，集成在一个SOC片上系统K上。
[0036]所述的第三数据接口20通过以无线通信方式或有线通信方式接收第二数据接口14的数据，通过第一总线25传输给嵌入式微处理器21处理；
所述的嵌入式微处理器21用于对接收到的数据进行交互分析处理，处理得到的数据经第一总线25输出给存储控制器22;
所述的存储控制器22包含第一存储控制器221、第二存储控制器222、易失性存储器223、非易失性存储器224，所述第一存储控制器221用于读写易失性存储器223，易失性存储器223用于存储嵌入式微处理器21的数据空间；所述第二存储控制器222用于读写非易失性存储器224，所述非易失性存储器224用于存储嵌入式微处理器21的程序空间；
所述的数据传输模块23包括无线数据传输模块231、有线数据传输模块232，无线数据传输模块231用于以无线通信方式连接系统外部运算中心24;有线数据传输模块232用于以有线通信方式连接系统外部运算中心24;无线数据传输模块231和有线数据传输模块232至少包括其中一个；
所述的外部运算中心24用于将数据传输模块23输出的数据做运算处理，得到监控视频的运动状态数据；
所述的第一总线25承载视频采集监控系统各部件之间的数据传输，例如，所述在线数据预处理器12、第三数据接口 20、嵌入式微处理器21、第一存储控制器221、第二存储控制器222、无线数据传输模块231、有线数据传输模块232通过总线互连，该内部总线承载了视频采集监控系统各模块之间的数据传输，第一总线25是一种并行或串行、流水或非流水、单层或多层、轮询或中断式总线。
[0037]实施例三: 本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
参考图2，所述的并行处理器由一个控制单元121经第二总线125连接η个处理器123和η个本地存储器124后，再经第三总线126连接FIFO缓存单元122;其中，所述的控制单元121从第一数据接口 11接收数据进行编译码，产生控制信号和操作数，以并行方式输送到η个处理器123和本地存储器124，η个处理器123在控制信号的控制下，并行或单独执行相关的存取、运算，并将处理结果输送到FIFO缓存单元122中；其中，所述η个本地存储器124存储控制单元121产生的控制信号和操作数、以及处理器123的处理结果；其中，所述的FIFO缓存单元122根据先进先出原则，将数据输送给数据压缩模块13。并行处理器架构可高效地完成图像背景提取、内容识别、模式匹配、图像增强、信号滤波等功能，该架构可以同时应用于智慧路灯、可穿戴设备、智慧眼镜、智能医疗、智能家居、增强现实设备等场景。
[0038] 实施例四:
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
参考图3，所述的神经网络包括输入模块M、中间模块N和输出模块L，其中，所述的输入模块M由X个输入神经元A组成，所述输入神经元A接受第一数据Al、输出第一数据序列A0;所述中间模块N由Y个中间神经元B组成，所述中间神经元B接受第一数据序列A0，完成径向基函数运算，运算过程中均使用概率数(即一段时间内数据序列中出现O或I的概率表示一个数值)，输出第二数据序列B0;所述输出模块L由Z个输出神经元C组成，所述输出神经元C接受第二数据序列B0，输出第二数据CO，其中X，Y，Z均为大于或等于I的整数。其中，所述的输入模块M与中间模块N、中间模块N与输出模块L之间的连接可采用全相连或者部分相连。[0039 ]所述中间模块N由η层模块组成，其中，第一层中间模块NI由YI个中间神经元BI组成，所述中间神经元BI接受第一数据序列Α0，输出第二数据序列Β01;第i层中间模块Ni由Yi个中间神经元Bi组成，所述中间神经元Bi接受第一数据序列BO(1-l)，输出第二数据序列BOi，第η层中间模块Nn由Yn个中间神经元Bn组成，所述中间神经元Bn接受第一数据序列BO(η-1)，输出第二数据序列ΒΟη。其中，η为大于或者等于I的整数，i为大于或等于I且小于或等于η的整数。
[0040]上述的径向基函数种类包括但不限于高斯函数、多二次函数、逆多二次函数、薄板样条函数、三次函数、线性函数。
[0041 ] 上述的神经网络算法可采用随机神经网络、半随机神经网络、BP神经网络、PNN神经网络、Hopf i e I d网络、SOM神经网络、LVQ神经网络等算法。
[0042]实施例五:
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
参考图4，本实施例中所述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，数据采集端I还包括运动状态传感器15，用于采集图像传感器模组10的运动状态数据，其中包括加速度计151、陀螺仪152、磁传感器152。加速度计151输出至少一个空间维度的加速度值;陀螺仪152输出至少一个空间维度的角速度值;磁传感器152输出图像传感器模组10轴线与地球磁场的夹角；加速度计151、陀螺仪152、磁传感器152的数据信息通过有线或无线通信方式传输到第一数据接口 11，传输给在线数据预处理器12进行分析预处理。
[0043]实施例六:
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下: 参考图5，本实施例中所述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，数据分析端2还包括电源管理模块26，电源管理模块26由嵌入式微处理器21连接控制，用于在空闲时间切断系统在线数据预处理器12、运动状态传感器15、存储器控制器22、数据传输模块23的电源。
[0044]实施例七:
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
参考图6，本实施例中所述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，数据分析端2还包括直接存储控制器27，用于在系统内部直接传输数据而不经过嵌入式微处理器21，所述直接存储控制器27根据在线数据预处理器12、存储控制器22、数据传输模块23中先进先出存储器的水限值来控制数据传输，当水限达到预设值后，就将数据取走，保证先进先出、存储器中的数据不溢出。
[0045]实施例八:
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
参考图7，本实施例中所述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，数据分析端2还包括显示控制器28，用于显示监控数据，显示器28至少是液晶显示器、有机发光显示器、发光二极管显示器、电子墨水屏、柔性显示器中的一种。
[0046]实施例九:
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
参考图8，本实施例中所述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，数据分析端2还包括中断控制器29用于控制中断，当图像传感器模组10、在线数据预处理器12、运动状态传感器15、存储控制器22或数据传输模块23发出有效中断信号时，所述中断控制器29及时通知嵌入式微处理器21做出响应。
[0047]实施例十:
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
参考图9，本实施例中所述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，数据分析端2还包括报警器210，用于在某些特定场景下报警提示，当在线数据预处理器12或嵌入式微处理器21发出有效报警信号时，通知所述报警器210做出相应的响应。报警器210可选用警示灯、爆闪灯、警报喇叭、汽笛等报警设备。
[0048]实施例^^一:
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
参考图10，本实施例中所述的一种支持并行预处理的视频采集系统中，所述数据分析端2还包括数据解压缩模块211，所述的数据解压缩模块211接收第三数据接口 20传输的数据，根据数据压缩模块13的压缩协议，对应的进行解压缩，解压缩后数据传输到第一总线25。
【主权项】
1.一种支持并行预处理的视频采集系统，由一个数据采集端(I)连接一个数据处理端(2)构成，其特征在于:所述数据采集端(I)用于采集监控视频信息并进行数据实时分析和预处理，由一个图像传感器模组(10)依次经一个第一数据接口(II)、一个在线数据预处理器(12)、一个数据压缩模块(13)和一个第二数据接口(14)构成；所述的图像传感器模组(10)为一个SOC片上系统(I)，用于采集监控视频数据，采集的监控视频信息通过其图像视频接口发送至第一数据接口( 11);所述第一数据接口( 11 )、在线数据预处理器(12)、数据压缩模块(13)、第二数据接口(14)集成在另一个SOC片上系统(J)上，所述第一数据接口(11)读取图像传感器模组(10)的监控数据，输出给在线数据预处理器(12);所述在线数据预处理器(12)用于读取第一数据接口(11)输出的监控设备数据，并行高效地完成图像背景提取、内容识别、模式匹配、图像增强、信号滤波等功能，并将分析结果经数据压缩模块(13)降低数据量，输出到第二数据接口(14);所述第二数据接口(14)将接收到的预处理结果输出到数据处理端(2); 所述数据处理端(2)，由一个第三数据接口(20)经第一总线(25)连接一个嵌入式微处理器(21)、一个存储控制器(22)和一个数据传输模块(23)构成，数据传输模块(23)无线连接一个外部运算中心(24)，集成在一个SOC片上系统(K)上;所述的第三数据接口(20)接收第二数据接口(14)输出的数据，通过第一总线(25)传输给嵌入式微处理器(21)处理;所述的嵌入式微处理器(21)用于对接收到的数据进行交互分析处理，处理得到的数据经第一总线(25)输出给存储控制器(22);所述的外部运算中心(24)用于将数据传输模块(23)输出的数据做运算处理，得到监控视频的运动状态数据;所述的第一总线(25)承载视频采集监控系统各模块之间的数据传输。2.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:在线数据预处理器(12)的实现架构为并行处理器、神经网络或其他微处理器，硬件实现方案可由FPGA、ASIC实现;所述并行处理器由一个控制单元(121)经第二总线(125)连接η个处理器(123)和η个本地存储器(124)后，再经第三总线(126)连接一个FIFO缓存单元(122);所述的控制单元(121)从第一数据接口( 11)接收数据进行编译码，产生控制信号和操作数，以并行方式输送到η个处理器(123)和本地存储器(124)，n个处理器(123)在控制信号的控制下，并行或单独执行相关的存取、运算，并将处理结果输送到FIFO缓存单元(122)中；其中，所述η个本地存储器(124)存储控制单元(121)产生的控制信号和操作数、以及处理器(123)的处理结果;其中，所述的FIFO缓存单元(122)根据先进先出原则，将数据输送给数据压缩模块(13)。3.根据权利要求2所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述的神经网络架构包括输入模块(M)、中间模块(N)和输出模块(L);所述的输入模块(M)由X个输入神经元(A)组成，所述输入神经元(A)接受第一数据(Al)、输出第一数据序列(A0);所述中间模块(N)由Y个中间神经元(B)组成，所述中间神经元(B)接受第一数据序列(AO)，完成径向基函数运算，运算过程中均使用概率数(即一段时间内数据序列中出现O或I的概率表示一个数值)，输出第二数据序列(B0);所述输出模块(L)由Z个输出神经元(C)组成，所述输出神经元(C)接受第二数据序列(B0)、输出第二数据(CO)，其中X，Y，Z均为大于或等于I的整数；输入模块(M)与中间模块(N)、中间模块(N)与输出模块(L)之间的连接可采用全相连或者部分相连。4.根据权利要求3所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述中间模块(N)由η层模块组成，其中，第一层中间模块(NI)由YI个中间神经元(BI)组成，所述中间神经元(BI)接受第一数据序列(AO)，输出第二数据序列(BOl);第i层中间模块(Ni)由Yi个中间神经元(Bi)组成，所述中间神经元(Bi)接受第一数据序列(BO(1-l))，输出第二数据序列(BOi)，第η层中间模块(Nn)由Yn个中间神经元(Bn)组成，所述中间神经元(Bn)接受第一数据序列(BO(n-l))，输出第二数据序列(BOn);其中，η为大于或者等于I的整数，i为大于或等于I且小于或等于η的整数。5.根据权利要求3所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述的径向基函数种类包括但不限于高斯函数、多二次函数、逆多二次函数、薄板样条函数、三次函数、线性函数。6.根据权利要求3所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述神经网络包括但不限于随机神经网络、半随机神经网络、BP神经网络、PNN神经网络、Hopfield网络、SOM神经网络、LVQ神经网络。7.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述的存储控制器(22)包括含第一存储控制器(221)、第二存储控制器(222)、易失性存储器(223)、非易失性存储器(224)，所述第一存储控制器(221)用于读写易失性存储器(223)，易失性存储器(223)用于存储嵌入式微处理器(21)的数据空间；所述第二存储控制器(222)用于读写非易失性存储器(224)，所述非易失性存储器(224)用于存储嵌入式微处理器(21)的程序空间。8.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述的数据传输模块(23)包括无线数据传输模块(231)或有线数据传输模块(232)，无线数据传输模块(231)用于以无线通信方式连接系统外部运算中心(24);有线数据传输模块(232)用于以有线通信方式连接系统外部运算中心(24);无线数据传输模块(231)和有线数据传输模块(232)至少包括其中一个;外部运算中心(24)用于将数据传输模块(23)输出的数据做运算处理，得到监控设备的运动状态数据。9.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:数据压缩模块(13)将接收到的信息压缩，压缩协议包括但不限于!1时伽&11、1?1^、(1#1&如、1^77、1^￥压缩算法，视频数据可以通过降低分辨率来减少数据量。10.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述SOC片上系统(I)和SOC片上系统(J)之间通过有线或无线通信方式传递数据，上述SOC片上系统(I)中图像传感器模组(10)的接口与SOC片上系统(J)中第一数据接口(11)均为图像视频接口，如VGA、DV1、RGB、HDM1、MIP1、MDD1、其他类型的LVDS、SP1、IIC、USB、其他类型的串口、并□ O11.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:上述SOC片上系统(J)中第二数据接口(14)和SOC片上系统(K)中第一总线(25)之间通过无线或有线通信方式进行数据交换。12.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述数据采集端(I)还包含运动状态传感器(15)，用于采集图像传感器模组(10)的运动状态数据，其中包括加速度计(I51)、陀螺仪(152)、磁传感器(152)，加速度计(I51)输出至少一个空间维度的加速度值;陀螺仪(I 52)输出至少一个空间维度的角速度值;磁传感器(I 52)输出图像传感器模组(10)轴线与地球磁场的夹角；加速度计(151)、陀螺仪(152)、磁传感器(152)的数据信息通过有线或无线通信方式传输到第一数据接口( 12)，传输给在线数据预处理器(12)进行分析预处理。13.根据权利要求11和权利要求12所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述的无线通信方式为Wif 1、Bluetooth、ZigBee、红外线数据传输(IrDA)、超宽带(UWB)、EnOcean、Z-Wave或其他无线方式;其中，所述的有线通信方式为以太网、光纤通信、工业接口 485/232/UART/USB或者其他长距离或矩距离方式。14.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述数据处理端(2)还包含电源管理模块(26)，电源管理模块(26)由嵌入式微处理器(21)控制，用于在空闲时间切断运动状态传感器(15)、在线数据预处理器(12)、存储器控制器(22)、数据传输模块(23)的电源。15.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述数据处理端(2)还包括直接存储控制器(27)，用于在系统内部直接传输数据，所述直接存储控制器(27)根据在线数据预处理器(12)、存储控制器(22)、数据传输模块(23)中先进先出存储器的水限值来控制数据传输，当水限值达到预设值后，将数据取走，保证先进先出、存储器的数据不会溢出。16.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述数据处理端(2)还包括显示器(28)用于显示监控处理数据，显示器(28)至少是液晶显示器、有机发光显示器、发光二极管显示器、电子墨水屏、柔性显示器中的一种。17.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述数据处理端(2)还包括中断控制器(29)用于对图像传感器模组(10)、在线数据预处理器(12)、运动状态传感器(15)、存储控制器(22)或数据传输模块(23)发出的中断信号响应，通知嵌入式微处理器(21)做出相关响应。18.根据权利要求1所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:数据分析端(2)还包括报警器(210)，用于在某些特定场景下报警通知，当在线数据预处理器(12)或嵌入式微处理器(21)发出有效报警信号时，通知所述的报警器(210)做出相应的响应;报警器(210)可选用警示灯、爆闪灯、警报喇叭、汽笛等报警设备。19.根据权利要求9所述的一种支持并行预处理的视频采集系统，其特征在于:所述数据分析端(2)还包括数据解压缩模块(211)，所述的数据解压缩模块(211)接收第三数据接口(20)传输的数据，根据数据压缩模块(13)的压缩协议，对应的进行解压缩，解压缩后数据传输到第一总线25。
【文档编号】G06F9/38GK105828041SQ201610216171
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】季渊, 满丽萍, 陈文栋, 王雪纯, 冉峰
【申请人】上海大学