CN102497540A - 一种视频信息自适应调整与传输方法 - Google Patents
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Abstract
一种视频信息自适应调整与传输方法。该方法在利用三维空间唯一标识号(ID)和区域统一时间标签(TS)对前端摄像机获取的视频进行重新编码形成序列化视频数据体的基础上，将向远程客户端传输信息的通道分为应急传输通道、正常传输通道和备用传输通道，根据远程客户端对视频的需求以及网络带宽情况利用视频输出关注度指标因子、输出质量因子和输出关注时空窗口自适应调整序列化视频数据体中每一个前端摄像机视频的帧率和序列化视频数据体的传输帧率。该方法实现了将大规模的前端摄像机视频数据以更加灵活的传输方式传送到远程客户端，突破了传统的视频源线路与信息传输通道一一绑定所带来的数据处理与数据传输的技术瓶颈。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控与视频传输技术，尤其涉及一种视频信息自适应调整与传输方法，用于对监控区域内的多路视频按照客户端的输出需求进行自适应调整并始终在线传输。
背景技术
随着各类自然灾害、公众安全事故、刑事治安案件频频发生，社会治安状况日益复杂，建立健全城市公共安全体系成为社会城市化发展的必然趋势。一方面单一个体的视频监控系统的容量逐步加大；另一方面以“平安城市”和“平安中国”为代表的大型联网视频监控系统对分散的社会视频监控资源进行整合，实现各系统的互联、互通和互控。而且对公共活动区域或重点安防区域进行实时监控的要求越来越高，例如对关乎经济命脉的重点设施或区域(核电站，水电站，银行、高速公路和机场等)的安全运行和防护、名胜古迹以及文物博物馆(文字博物馆和故宫博物院等)的安防、重点军事目标和区域(如军械库)的安全防护等。
对这些目标和区域进行安全防护、预警与巡视等的一种重要手段就是视频监控与传输，而传统的视频监控与传输需要将视频源线路(通道)与数据传送(通道)进行一一绑定。但随着视频源和视频检测器数量的急剧增加，传统的视频监控与传输对数据传送带宽和可靠性要求越来越高，从而导致数据传送带宽和可靠性与监控任务的需要之间产生很大的差异，特别是有突发事件发生时，远程的客户端很难实现对不同关注程度的视频进行浏览和显示，难以获得所需要的信息情况。
传统的视频处理与传输的不足之处在于：需要将视频传输线路与数据传处理通道进行一一绑定。但随着视频源和视频检测器数量急剧增加以及对传统视频监控和数据系统的性能和可靠性要求越来越高，从而导致在数据传送带宽和系统处理可靠性与监控任务的需要之间产生很大的差异。特别是有突发事件发生时，经常会出现客户端无法及时获取关注程度高的现场视频信息的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种视频信息自适应调整与传输方法，以克服现有系统对视频处理与传输的不足，根据网络带宽和客户端输出需求自适应调整视频的输出质量，实现视频的在线传输与处理。
本发明的技术方案为：
一种视频信息自适应调整与传输方法，在利用三维空间唯一标识号(ID)和区域统一时间标签(TS)重新对前端摄像机获取的视频进行重新编码形成序列化视频数据体的基础上，将向远程客户端传输信息的通道分为应急传输通道、正常传输通道和备用传输通道，根据远程客户端对视频的需求以及网络带宽情况利用视频输出关注度指标因子α、视频输出质量因子β和视频输出关注时空窗口w自适应调整序列化视频数据体中每一个前端摄像机视频的帧率和序列化视频数据体的传输帧率；具体实现步骤为：
(1)对信息传输通道进行分类：
将视频传输的网络通道分为应急传输通道、正常传输通道和备用传输通道，而且应急传输通道、正常传输通道、备用传输通道既可以是物理的网络传输通道，也可以是虚拟的网络传输通道；
(2)设置视频信息调整与传输控制参数：
所述控制视频信息调整与传输的参数主要有视频输出关注度指标因子α、视频输出质量因子β和视频输出关注时空窗口w；其中，
视频输出关注度指标因子α是指输出端对输入端任意一路视频的关注程度，有相对关注度指标因子和绝对关注度指标因子，相对关注度指标因子按占全部输入信息的加权比例来表示，绝对关注度指标因子按提取的输入端任意一路视频信息的帧分辨率来表示；
视频输出质量因子β是指在进行编码时，视频信息被压缩的程度，主要以时间分辨率和空间分辨率的压缩程度来表示；
视频输出关注时空窗口w是指输出端在k时刻对输入端任意一路或多路视频是否关注，时空窗口w开时表示输出端对输入端视频关注，时空窗口w为关时表示输出端对输入端视频不关注；
(3)对视频信息的传输进行自适应调整
首先对输入的序列化视频数据体，按照视频输出关注度指标因子α，进行优化调整，将视频输出关注度指标因子α由高到低进行排序；
其次，根据视频输出关注度指标因子α设计出应需的网络传输带宽，并根据已知的网络传输条件，测算出实际传输网络带宽；
然后根据视频输出关注时空窗口和视频输出关注度指标因子α，当要求进行信息传输的网络带宽小于实际传输网络带宽，可允许网络传输视频输出关注时空窗口w不关注的视频信息；当要求进行信息传输的网络带大于等于实际传输网络带宽时，只允许传输视频输出关注时空窗口w关注的视频，并自适应调整视频输出质量因子β，主要对视频图像帧率和图像分辨率进行实时调整，保证视频正常传输；
在无应急和其它传输需求时，将视频输出关注度指标因子α高的视频由正常传输通道传输，视频输出关注度指标因子α低的由应急传输通道和备用传输通道传输；当有应急或特殊传输需求时，应急传输通道只允许传输应急或特殊传输需求的视频信息，而且预留部分非应急传输通道供应急或特殊传输任务使用，非应急传输通道首选备用传输通道，其次是正常传输通道，在少数情况下，全部通道只为应急或特殊传输任务使用。
本发明的优点在于：
通过本项技术方法，使得大规模的前端视频信息能够以更加灵活的方式传输到远程客户端，而且保证远程客户端根据对视频关注度和关注质量的不同保证信息的实时传输，突破了传统的视频源通道、信息处理通道、信息传输通道一一绑定所带来的数据处理的技术瓶颈。与现有技术相比，根据网络带宽和远程客户端对视频的需求，通过视频输出关注度指标因子α、输出质量因子β和输出关注时空窗口w自适应调整序列化视频数据体中每一个前端摄像机视频帧率和序列化视频数据体的传输帧率，并通过应急传输通道、正常传输通道和备用传输通道实现了将大规模前端摄像机视频数据以更加灵活的传输方式传送到远程客户端，突破了传统视频源线路与信息传输通道一一绑定所带来的数据处理与数据传输的技术瓶颈。
附图说明
图1为本发明的一种视频信息自适应调整与传输方法的原理框图；
图2为本发明的一种视频信息自适应调整与传输方法的视频信息调整与传输控制参数设置示意图。
具体实施方式
如图1所示，在进行视频信息自适应调整与传输前首先利用三维空间唯一标识号(ID)和区域统一时间标签(TS)对前端摄像机获取的视频进行重新编码形成序列化视频数据体，本发明的具体实施方法如下：
(1)对信息传输通道进行分类：
将视频传输的网络通道分为应急传输通道、正常传输通道和备用传输通道，而且应急传输通道、正常传输通道、备用传输通道既可以是物理的网络传输通道，也可以是虚拟的网络传输通道；
(2)设置视频信息调整与传输控制参数：
控制视频信息调整与传输的参数主要有：视频输出关注度指标因子α、视频输出质量因子β和视频输出关注时空窗口w；其中，
视频输出关注度指标因子α是指输出端对输入端任意一路视频的关注程度，有相对关注度指标因子和绝对关注度指标因子，相对关注度指标因子按占全部输入信息的加权比例来表示，绝对关注度指标因子按提取的输入端任意一路视频信息的帧分辨率来表示，视频输出关注度指标因子α＝1为远程客户端对该前端摄像机视频关注度最高，α＝0为远程客户端对该前端摄像机视频关注度最低；
视频输出质量因子β是指在进行编码时，视频信息被压缩的程度，主要以时间分辨率和空间分辨率的压缩程度来表示，视频输出质量因子β＝1为该前端摄像机视频的质量最高，β＝0为该前端摄像机视频的质量最低；
视频输出关注时空窗口w是指输出端在k时刻对输入端任意一路或多路视频是否关注，时空窗口w开时表示输出端对输入端视频关注，时空窗口w为关时表示输出端对输入端视频不关注，具体实现时，视频输出关注时空窗口w＝1表示输出端对输入端视频关注，w＝0为表示输出端对输入端视频不关注；
(3)对视频信息传输进行自适应调整：
如图2所示，首先对输入的序列化视频数据体，按照视频输出关注度指标因子α，进行优化调整，将视频输出关注度指标因子α由高到低进行排序；
其次，根据视频输出关注度指标因子α设计出应需的网络传输带宽，并根据已知的网络传输条件，测算出实际传输网络带宽；
然后根据视频输出关注时空窗口和视频输出关注度指标因子α，当要求进行信息传输的网络带宽小于实际传输网络带宽，可允许网络传输视频输出关注时空窗口w不关注的视频信息；当要求进行信息传输的网络带大于等于实际传输网络带宽时，只允许传输视频输出关注时空窗口w关注的视频，并自适应调整视频输出质量因子β，主要控制视频图像帧率和图像分辨率的调整，保证视频正常传输；
在无应急和其它传输需求时，将视频输出关注度指标因子α高的视频由正常传输通道传输，视频输出关注度指标因子α低的由应急传输通道和备用传输通道传输；当有应急或特殊传输需求时，应急传输通道只允许传输应急或特殊传输需求的视频信息，而且预留部分非应急传输通道供应急或特殊传输任务使用，非应急传输通道首选备用传输通道，其次是正常传输通道，在少数情况下，全部通道只为应急或特殊传输任务使用。
Claims (3)
1.一种视频信息自适应调整与传输方法，在进行视频信息自适应调整与传输前首先利用三维空间唯一标识号ID和区域统一时间标签TS对前端摄像机获取的视频进行重新编码形成序列化视频数据体，其特征在于，该方法实现步骤包括：
(1)对信息传输通道进行分类：
将视频传输的网络通道分为应急传输通道、正常传输通道和备用传输通道，所述应急传输通道、正常传输通道、备用传输通道为物理的网络传输通道，或虚拟的网络传输通道；
(2)设置视频信息调整与传输控制参数：
所述控制视频信息调整与传输的参数主要有：视频输出关注度指标因子α、视频输出质量因子β以及视频输出关注时空窗口w；其中，
所述视频输出关注度指标因子α是指输出端对输入端任意一路视频的关注程度，有相对关注度指标因子和绝对关注度指标因子，相对关注度指标因子按占全部输入信息的加权比例来表示，绝对关注度指标因子按提取的输入端任意一路视频信息的帧分辨率来表示；
所述视频输出质量因子β是指在进行编码时，视频信息被压缩的程度，主要以时间分辨率和空间分辨率的压缩程度来表示；
所述视频输出关注时空窗口w是指输出端在k时刻对输入端任意一路或多路视频是否关注，时空窗口开时表示输出端对输入端视频关注，时空窗口为关时表示输出端对输入端视频不关注；
(3)对视频信息的传输进行自适应调整：
首先对输入的序列化视频数据体，按照视频输出关注度指标因子α，进行优化调整，将视频输出关注度指标因子α由高到低进行排序；
其次，根据视频输出关注度指标因子设计出应需的网络传输带宽，并根据已知的网络传输条件，测算出实际传输网络带宽；
然后根据视频输出关注时空窗口w和视频输出关注度指标因子α，当要求进行信息传输的网络带宽小于实际传输网络带宽，可允许网络传输视频输出关注时空窗口w不关注的视频信息；当要求进行信息传输的网络带大于等于实际传输网络带宽时，只允许传输视频输出关注时空窗口关注的视频，并自适应调整视频输出质量因子β，保证视频的正常传输。
2.根据权利要求1所述的一种视频信息自适应调整与传输方法，其特征在于：步骤(1)所述的设置视频信息调整与传输控制参数的过程为：通过视频输出质量因子β来控制视频输出质量的调整，主要控制视频图像的帧率和图像的分辨率的调整，即时间分辨率和空间分辨率，对网络带宽资源有限的情况下，可通过自适应调整输出质量因子β来保证输入端视频信息的正常传输。
3.根据权利要求1所述的一种视频信息自适应调整与传输方法，其特征在于：步骤(3)所述对视频信息传输进行自适应调整的过程为：在无应急和其它传输需求时，将视频输出关注度指标因子高的视频由正常传输通道传输，视频输出关注度指标因子低的由应急传输通道和备用传输通道传输；当有应急或特殊传输需求时，应急传输通道只允许传输应急或特殊传输需求的视频信息，而且预留部分非应急传输通道供应急或特殊传输任务使用，非应急传输通道首选备用传输通道，其次是正常传输通道，在少数情况下，全部通道只为应急或特殊传输任务使用。
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