基于PCIE的智能驾驶汽车脱敏视频数据旁路采集系统及方法与流程

本发明涉及智能驾驶汽车，具体涉及基于pcie的智能驾驶汽车脱敏视频数据旁路采集系统及方法。

背景技术：

1、随着智能驾驶技术的发展，车载摄像头数据作为智能驾驶算法训练的数据来源，各大汽车制造厂商在产品开发阶段都会采集大量的车载摄像头数据。一方面，这些数据可以用于改进汽车的设计和性能，以提高驾驶体验和安全性。另一方面，这些数据还可以用于研究和开发智能驾驶技术，以实现更加自主和智能的汽车。同时，为了符合法律监管要求，采集的车载摄像头数据必须进行脱敏处理。数据脱敏是指对某些敏感信息通过脱敏规则进行数据的变形，实现敏感隐私数据的可靠保护，比如车牌和人脸信息等。

2、现有技术普遍在车载数据传输时进行脱敏，或者在采集时进行直接脱敏，由于车端硬件资源紧张、算力有限，两种方式都会出现数据处理硬件要求较高，处理能力浪费，传输延迟等问题。

技术实现思路

1、本发明意在提供基于pcie的智能驾驶汽车脱敏视频数据旁路采集系统，用来解决现有车载数据脱敏技术所需硬件和算力要求高导致数据脱敏效率低的技术问题。

2、本发明提供的基础方案为：基于pcie的智能驾驶汽车脱敏视频数据旁路采集系统，作用于具有车载相机和车载ecu的智能驾驶汽车，其特征在于，所述采集系统和车载ecu的输入端分别连接车载相机的输出端，以使车载相机输出的原始相机数据通过两条独立传输路径分别传输至采集系统和车载ecu；所述采集系统包括下位机子系统和上位机子系统，传输具有时间戳的数据流；

3、所述下位机子系统包括数采主机以及与数采主机连接的pcie视频采集卡和网络附属存储设备；所述数采主机内设有视频脱敏算法模块、视频编码处理模块和系统状态模块；所述pcie视频采集卡用于接收并处理原始相机数据，形成yuv数据；所述视频脱敏算法模块用于接收yuv数据并进行脱敏处理，形成脱敏数据；所述视频编码处理模块用于接收脱敏数据同步进行第一编码封装和第二编码，其中通过第一编码封装形成第一数据并发送至网络附属存储设备，通过第二编码形成第二数据并发送至上位机子系统；所述系统状态模块用于采集系统状态数据并发送至上位机子系统和网络附属存储设备；

4、所述上位机子系统包括数据通信模块和事件触发模块；所述数据通信模块用于接收和处理下位机子系统发送的第二数据和系统状态数据；所述事件触发模块用于根据第二数据和系统状态数据进行事件标注，形成标注信息，并将标注信息传输至网络附属存储设备；

5、所述网络附属存储设备用于接收并存储具有时间戳关联的第一数据、系统状态数据和标注信息，并实时上传至服务器。

6、本发明的工作原理及优点在于：通过上位机子系统和下位机子系统的交互，进行车载相机数据的同步采集、脱敏、编码和封装，同时进行nas(网络附属存储设备)存储和上传服务器，实现数据的实时更新和共享，从而提高智能驾驶汽车的性能和安全性；可以有效地保护车主和其他道路用户的隐私，同时提供高质量的数据支持智能驾驶汽车的自主导航和决策。

7、与现有技术相比，本发明的优点有：

8、1)传统方式直接在车载相机和车载ecu之间进行数据脱敏处理，一方面，干扰相机与ecu之间的通信，进而影响车辆决策算法的运行，造成安全事故隐患；另一方面，直接用车辆系统资源进行大量数据处理，增加了车机系统的负载和运行资源占用。

9、而本发明，从相机输出端对相机数据进行一分二旁路采集，在不干扰车辆正常的运行状态，能对车身数据进行脱敏、编码、封装和存储后，直接上传至云端，供算法研发团队进行算法优化和系统升级；分支布局，可降低车载本身的算力和硬件要求，不占用ecu资源，提升了车机系统的鲁棒性和稳定性。

10、2)传统视频数据的脱敏处理方式，处理流程如图1所示，传统方式相机是直接接入ecu，如果在传输过程中对数据进行脱敏和压缩，增加了视频数据传输到ecu的时间，影响车辆的正常运行，所以只能先进行了视频数据编码存储，后续采集完成后再进行脱敏处理。yuv数据进行存储时，需要进行编码存储，h264/h.265编码会对uv分量进行一定程度的压缩，以减少码流的大小，由于uv分量可以反映颜色的饱和度和色调，所以压缩过程会造成视频的颜色失真或模糊。现有方式在对落盘后的视频数据进行脱敏之前，需先将视频文件解码到yuv图像数据，此时的yuv图像数据中uv分量已经过落盘处理的压缩处理，对脱敏后的数据编码成h264/h265并封装到mp4视频文件的过程中，再次对uv分量进行压缩，造成图像的二次伤害；这种方式进行了两次yuv数据的编码操作，影响了脱敏算法识别的准确性和鲁棒性，导致存储的图像质量严重下降。

11、而本方案，设计了相机一分二旁路采集，相机数据可以同时传输到ecu和数采主机，数采主机可以异步对相机数据进行脱敏和编码处理，同时不干扰车辆的正常运行从相机获取到yuv数据，直接进行数据脱敏处理，完成后直接进行编码、存储，如图2所示，整个流程只进行了一次编码操作。一方面，精简了数据脱敏、存储流程，另一方面，避免了uv分量在压缩过程中颜色失真或模糊，提高了脱敏算法的准确度和鲁棒性，提高视频质量。

12、3)目前大部分厂商是通过离线算法进行相关的场景提取，一是，需要搭载算力比较高的服务器，成本比较大。二是，算法本身的准确度无法保证，对不同天气、环境的识别有待提高。传统采集模式并未对采集过程中的相机运行情况、车辆行驶路况、天气情况等信息进行标记，不利于算法研发团队对数据进行分析筛选。

13、而本方案，对脱敏数据进行一分二双分支处理，一路进行视频文件存储，另一路进行实时预览，对车辆运行过程中的各种场景进行事件标注，实现采集数据与场景的关联，方便研发团队选择对应的场景数据进行算法训练。

14、本发明根据基于pcie的智能驾驶汽车脱敏视频数据旁路采集系统，还提供基于pcie的智能驾驶汽车脱敏视频数据旁路采集方法，用来解决现有车载数据脱敏技术所需硬件和算力要求高导致数据脱敏效率低的技术问题。

15、所述方法包括如下步骤：

16、s1：车载相机输出的原始相机数据通过两条独立传输路径分别传输至pcie视频采集卡和车载ecu；

17、s2：pcie视频采集卡接收原始相机数据并解串形成yuv数据，传输至数采主机；数采主机通过时间同步设备给pcie视频采集卡授时；

18、s3：数采主机接收yuv数据并进行脱敏，形成脱敏数据；数采主机对脱敏数据进行第一编码封装，形成第一数据；

19、s4：数采主机对脱敏数据同步进行第二编码，形成第二数据；数采主机采集系统状态数据，并将第二数据和系统状态数据同步发送至上位机子系统；

20、s5：上位机子系统接收第二数据和系统状态数据，并进行实时预览显示和事件触发标注，并将事件触发标注形成的标注信息发送至数采主机；

21、s6：第一数据、系统状态数据与标注信息同步通过数采主机存储到网络附属存储设备，并通过网络附属存储设备实时上传至服务器。

22、有益效果：突破车载数据测试采集和车载应用同路的常规搭载思路，以独立分支传输的方式降低车载算力和硬件的需求，同时还保证了两路数据的互不干扰，大大降低了车端进行数据具体内容的辨识需求，提高了传输速度，同时还提升了车机系统的鲁棒性和稳定性；精简了数据脱敏到存储流程，避免数据压缩，提高数据质量；构建了数据和场景的关联，有利于算法研发团队对数据进行分析筛选，提高数据使用价值；对系统和采集实现时间同步，有利于采集的数据用于目标融合等相关算法训练。