CN103957423A - 一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法，包括以下步骤：步骤1、初始化算法，从前端获取一帧图像作为背景图像B，并将背景图像B传输到移动终端；步骤2、周期性从前端获取一帧图像F，与背景图像B进性对比分析；步骤3、如果两幅图像一致，则继续步骤2，如果不同进入步骤4；步骤4、将分析结果进性压缩并传输到移动终端；步骤5、更新背景图像为F。本发明的积极效果是：本发明通过在摄像头前端对视频进行深度分析，计算视频的变化属性和规律，抛弃大量冗余视频数据，并在终端对视频进行重建复原，减少了网络传输中的数据量，改变了传统视频数据对网络带宽的高需求的现状，降低了视频监控在移动互联网行业的使用门槛。

Description

一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法

技术领域

本发明涉及一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法。

背景技术

视频技术一直信息领域的研究重点，从视频采集到编码压缩和播放，一直都有新的成果出现。视频技术也是应用的最广泛的技术之一，从安防监控到游戏娱乐，无处不在，特别在互联网技术越来越普及和不断提速的今天，视频技术更是得到了更广泛的推广，各种高清摄像头也越来越多。而智能终端和移动互联网的普及，市场对能通过智能终端实时观看一些监控视频，特别小范围的视频监控需求越来越强烈。不过，在用智能终端实时观看监控视频时，仍然有很大的限制：

虽然3G/4G正在逐渐普及，移动网络速度有所提升，不过资费仍然比较贵，通过移动网络观看视频仍然是一种奢侈行为。

虽然网速提升上来了，但视频也越来越清晰，数据量也在不断增大，用户体验仍然不上去。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出了一种新的基于计算机视觉的视频压缩和重建方法，让用户可以使用用极少的带宽的智能终端观看实时查看摄像头的视频。

为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：

一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法，包括以下步骤：

步骤1、初始化算法，从前端获取一帧图像作为背景图像B，并将背景图像B传输到移动终端；

步骤2、周期性从前端获取一帧图像F，与背景图像B进性对比分析；

步骤3、如果两幅图像一致，则继续步骤2，如果不同进入步骤4；

步骤4、将分析结果进性压缩并传输到移动终端；

步骤5、更新背景图像为F。

本发明的积极效果是：本发明通过在摄像头前端对视频进行深度分析，计算视频的变化属性和规律，抛弃大量冗余视频数据，并在终端对视频进行重建复原，减少了网络传输中的数据量，改变了传统视频数据对网络带宽的高需求的现状，降低了视频监控在移动互联网行业的使用门槛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明的一个实施例中视频压缩和重建系统图。

图2是本发明的一个实施提供的视频压缩流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明针对现有视频监控系统的高带宽需求，设计了一套基于计算机视觉的视频压缩和重建算法，使得用户可以使用较少的带宽，即可通过智能终端实时观看高清摄像头的视频内容。由于在网络上传输的视频数据减少了，用户观看视频时，受网络波动的影响也降低了，提高了用户体验。

如图1所示，本发明所述的一种基于计算机视觉的视频压缩和重建系统，包括摄像头和智能终端：摄像头包括相互电联的视频数据采集前端1和视频分析和压缩后端2，智能终端包括视频重建和播放终端3，摄像头和智能终端通过互联网连接。其中，本发明所述的一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法主要下述第二和第三部分存在。

由于视频数据采集前端1属于本发明的数据输入部分，所以这里就赘述。

第一、视频分析和压缩整体流程：

与传统视频编码和压缩算法采用的数字信号处理机制的思想不同，本发明采用了类似模拟信号处理思想，不将前端采集到的所有信号进行直接压缩并传递到终端，而是先对传感器的数据进性分析，将分析结果进行描述和归纳，再将描述信息传递到终端。整个分析和压缩流程如图2所示：

步骤1、获取新图像，初始化算法，从前端获取一帧图像作为背景图像B，并将背景图像B传输到移动终端；

步骤2、周期性从前端获取一帧图像F，与背景图像B进性对比分析；

步骤3、如果两幅图像一致，则继续步骤2，如果不同进入步骤4；

步骤4、将分析结果进性压缩并传输到移动终端；

步骤5、更新背景图像为F。

优选的，详细步骤如下所示，

1.获取新图像，从视频传感器抓取一帧图像

2.对图像进行边缘检测，作为分析的主要特征

3.与老图像的边缘检测结果进行对比，判断是否有新目标出现

4.如果有新目标出现，则计算新目标的位置

5.将新目标从图像中删除

6.计算新图像的属性

7.计算IFDDO

第二、视频压缩算法

本发明在对背景图像和最新的图像进性分析时，将分析如下属性：亮度差异值、饱和度差异值、灰度差异、直方图差异、变化区域(ROC)的位置，范围、移动物体(MT)的范围，移动方向和移动速度。

在获取到上述属性后，使用IFDDL(InterFrame Difference DescriptionLanguage)语言描述成IFDDO(InterFrame Difference Description Object)，最后使用压缩算法对IFDDO进性压缩，并传递给终端。

第三、视频重建算法

终端在收到对方发送过来的IFDDO后，首先进行解压获取IFDD。再根据IFDD中的描述对现在的背景图像进行变换和处理，在终端重建数据采集放的完整视频。

详细的重建流程如下：

如果差异只属于色彩和敏感度等图像相关属性，则直接根据IFDD，对背景图像进行变换，并更新背景图像；

如果差异中包含有运动物体，且有相关速度和方位数据，则按本地视频的播放速度，重建该运动物体的所有图像，并更新到播放缓存中，按预设速度进行播放；

如果差异中包含了全新区域，则按区域的位置和大小，对背景图像进行更新。

本发明的积极效果：

本发明中所述的视频分析和压缩算法，在BabyMonitor的摄像头处应用，可以极大的降低BabyMonitor的网络带宽需求，提高了用户的观看视频的实时性和便利性。

本发明所述的视频重建算法，在BabyMonitor的APP应用端使用，在APP接收到BabyMonitor的视频相关数据后，使用重建算法，对视频进行复原。

为了举例说明本发明的实现，描述了上述的具体实施方式。但是本发明的其他变化和修改，对于本领域技术人员是显而易见的，在本发明所公开的实质和基本原则范围内的任何修改/变化或者仿效变换都属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (5)

1.一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、初始化算法，从前端获取一帧图像作为背景图像B，并将背景图像B传输到移动终端；

步骤2、周期性从前端获取一帧图像F，与背景图像B进性对比分析；

步骤3、如果两幅图像一致，则继续步骤2，如果不同进入步骤4；

步骤4、将分析结果进性压缩并传输到移动终端；

步骤5、更新背景图像为F。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法，其特征在于，具体的包括以下步骤：

获取新图像，从视频传感器抓取一帧图像；

对图像进行边缘检测，作为分析的主要特征；

与老图像的边缘检测结果进行对比，判断是否有新目标出现；

如果有新目标出现，则计算新目标的位置；

将新目标从图像中删除；

计算新图像的属性；

计算IFDDO。

3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法，其特征在于，还包括以下步骤：使用IFDDL语言描述成IFDDO，最后使用压缩算法对IFDDO进性压缩，并传递给终端。

4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法，其特征在于，还包括以下步骤：

终端在收到对方发送过来的IFDDO后，首先进行解压获取IFDD；再根据IFDD中的描述对现在的背景图像进行变换和处理，在终端重建数据采集放的完整视频。

5.根据权利要求4所述的一种基于计算机视觉的视频压缩和重建方法，其特征在于，具体的还包括以下步骤：

如果差异只属于色彩和敏感度等图像相关属性，则直接根据IFDD，对背景图像进行变换，并更新背景图像；

如果差异中包含有运动物体，且有相关速度和方位数据，则按本地视频的播放速度，重建该运动物体的所有图像，并更新到播放缓存中，按预设速度进行播放；

如果差异中包含了全新区域，则按区域的位置和大小，对背景图像进行更新。