CN111147865B - 一种视频编码前的预解码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种视频编码前的预解码方法,包括以下步骤，S1、利用视频输入装置获取视频原始数据；S2、对S1中获取的视频原始数据进行预处理；S3、对S3中得到的单通道灰度图像进行一级离散小波变换，并得到LL1、LH1、HL1以及HH1四个子带，仅保留低频子带LL1；S4、选取监控区域背景初始图像b1；S5、根据S4中背景初始图像b1选用最佳背景图像bi，计算变化值ki，所述ki＝fi‑bi，其中fi为S3中获得的最新的低频子带LL1的视频帧；S6、根据S5中ki判断是否需要将最新fi传输至用户端，当ki大于预设阈值M，将最新ki或fi编码传输至用户端，否则重复S5，本发明先对视频进行处理和判断，然后进行视频帧的编码传输，提高了对后续视频图像解码的效率。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控数据解码技术领域，尤其涉及一种视频编码前的预解码方法。
背景技术
随着数字媒体技术和计算机技术的发展，视频信号以其直观性和高效性等优势成为人们日常生活中获取信息最主要的方式之一，目前广泛应用于各个领域，如移动通信、网络监控、网络电视等。
由于视频信号的数据量非常大，如果以未压缩形式存储或传输视频数据，则存储或传输带宽要求将是巨大的，因此，视频信号通常使用视频编码技术压缩编码后进行存储或传输。视频编码以
C.E.Shannon提出的信息论为理论基础，目的是有效去除视频信号间的冗余信息，最大限度地提高压缩效率。在接收到编码后的视频数据后，需要采用解码器进行解码后才可以还原视频画面进行播放。
随着硬件性能和屏幕分辨率的提高，用户对高清视频的需求日益强烈，分辨率高达1080P、4K、8K等的高清视频越来越多，其码率也非常高，由于高清视频的解码需要庞大的处理器和内存开销，这对于处理能力稍差的设备如手机、配置稍差的电脑等带来了巨大的负荷，经常发生播放卡顿、手机发烫等问题。
目前国内采用的定点视频实时监控，主要采用短波通信，在采用数字摄像机的录制过程中，采用D1格式(704x576),25FPS的视频流，按照YCbCr4:2:2格式进行8bit量化，每帧图像的数据量为162.2Mb/s,同时采用JPEG2000编码标准对视频进行压缩比为128:1的压缩网，则其压缩码流速降为1.267Mb/s，仍然远远达不到短波小于20Kb/s的要求,而且随着视频图像获取单元技术的快速发展，对视频解码的算法有了越来越高的要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种视频编码前的预解码方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种视频编码前的预解码方法，包括以下步骤：
S1、利用视频输入装置获取视频原始数据，将视频原始数据存储于第一存储器内；
S2、对S1中获取的视频原始数据进行预处理，其中预处理包括图像去噪和图像灰度化处理，将视频原始数据转变为单通道灰度图像；
S3、对S3中得到的单通道灰度图像进行一级离散小波变换，并得到LL1、LH1、HL1以及HH1四个子带，仅保留低频子带LL1；
S4、选取监控区域背景初始图像b1；
S5、根据S4中背景初始图像b1选用最佳背景图像bi，计算变化值ki，所述ki＝fi-bi，其中fi为S3中获得的最新的低频子带LL1的视频帧；
S6、根据S5中ki判断是否需要将最新fi传输至用户端，当ki大于预设阈值M，将最新ki或fi编码传输至用户端，否则重复S5。
优选的，所述S2中图像灰度化处理采用如下公式：I＝aR+bG+cB，所述R、G、B为视频原始数据视频帧序列图像对应的RGB值，所述a、b、c为经验系数。
优选的，所述a为0.2989，b为0.5870，c为0.1140。
优选的，所述S5中选取最佳背景初始图像bi的方法如下：判断上一个低频子带LL1的视频帧fi-1是否传输至用户端，若是，则选用fi-1作为新的最佳背景初始图像bi，若否，则用bi-1作为bi。
优选的，所述用户端具有第二存储器，用于存储接收到的最新fi，并将fi于显示器上持续显示，直至接收到更新的fi+1，然后将fi+1于显示器上显示。
优选的，所述S2得到的单通道灰度图像与视频原始数据之间存在唯一映射K1，S5得到的最新的低频子带LL1的视频帧fi与视频原始数据之间存在唯一映射K2。
优选的，所述S6中根据S5中ki判断是否需要将最新fi对应的视频原始数据视频帧编码传输至用户端，当ki大于预设阈值M，将最新fi对应的视频原始数据视频帧编码传输至用户端，否则重复S5。
本发明的有益效果是：
1、本发明在视频获取端对原始的视频数据进行处理，通过预处理减少了视频数据的视觉冗余，同时减少了视频后续编码的计算量和编码比特率，提高了对后续视频图像解码的效率。
2、本发明将获取的最新的低频子带LL1的视频帧fi与最佳背景图像bi差分计算变化值ki，并与预设阈值M比较，仅当ki大于预设阈值M，再将fi进行编码传输，可以有效减少帧间冗余，加强对变化区域的图像质量，提高了视频图像编码的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种视频编码前的预解码方法的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种视频编码前的预解码方法，包括以下步骤：
S1、利用视频输入装置获取视频原始数据，将视频原始数据存储于第一存储器内，第一存储器用于对在一定时间段内的视频原始数据进行存档，一方面便于后续需要调取，另一方面可以留待后续算法判断后，将相应的视频原始数据视频帧通过编码传输至用户端，这样可以尽可能地保留用户端接收到的视频图像的完整性；
S2、对S1中获取的视频原始数据进行预处理，其中预处理包括图像去噪和图像灰度化处理，将视频原始数据转变为单通道灰度图像，这样可以减少数据处理的强度，提高效率，尽可能地减少干扰因素；
S3、对S3中得到的单通道灰度图像进行一级离散小波变换，并得到LL1、LH1、HL1以及HH1四个子带，仅保留低频子带LL1，由于用于监控的图像具有对比度低和纹理细节少的特点，可以将高频子带去除，且之后的处理都是在上述保留的低频子带LL1上进行的；
S4、选取监控区域背景初始图像b1选取的，对于最初的背景初始图像b1选取，可以选用视频帧的初始帧，也可以通过人工获取后进行设置；
S5、根据S4中背景初始图像b1选用最佳背景图像bi，计算变化值ki，所述ki＝fi-bi，其中fi为S3中获得的最新的低频子带LL1的视频帧；
S6、根据S5中ki判断是否需要将最新fi传输至用户端，当ki大于预设阈值M，将最新ki或fi编码传输至用户端，否则重复S5，即只要根据预设阈值M判断出监控区域具有较大的变化，则将最新的低频子带LL1的视频帧编码传输至客户端，或者将上述计算变化值ki传输至客户端后，利用客户端上的视频帧加上变化值ki，进而得到最新的视频帧。
进一步的，所述S2中图像灰度化处理采用如下公式：I＝aR+bG+cB，所述R、G、B为视频原始数据视频帧序列图像对应的RGB值，所述a、b、c为经验系数。
进一步的，所述a为0.2989，b为0.5870，c为0.1140。
进一步的，所述S5中选取最佳背景初始图像bi的方法如下：判断上一个低频子带LL1的视频帧fi-1是否传输至用户端，若是，则选用fi-1作为新的最佳背景初始图像bi，若否，则用bi-1作为bi，即当判断上一个视频帧fi-1变化较原背景较大时，选用上一个视频帧fi-1作为新的最佳背景初始图像bi。
进一步的，所述用户端具有第二存储器，用于存储接收到的最新fi，并将fi于显示器上持续显示，直至接收到更新的fi+1，然后将fi+1于显示器上显示，第二存储器是用于将一段视频帧进行存储，在没有接受到新的视频帧的情况下，在用户端持续播放上述存储的视频。
进一步的，所述S2得到的单通道灰度图像与视频原始数据之间存在唯一映射K1，S5得到的最新的低频子带LL1的视频帧fi与视频原始数据之间存在唯一映射K2，方便根据S2得到的单通道灰度图像或者S5得到的最新的低频子带LL1的视频帧fi对视频原始数据进行调取，适用于用户端需要原始数据信息度较高的情况。
进一步的，所述S6中根据S5中ki判断是否需要将最新fi对应的视频原始数据视频帧编码传输至用户端，当ki大于预设阈值M，将最新fi对应的视频原始数据视频帧编码传输至用户端，否则重复S5，即此时编码传输的是对应的视频原始数据视频帧，信息量较为丰富，适用于对原始视频信息量要求高的用户。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种视频编码前的预解码方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用视频输入装置获取视频原始数据，将视频原始数据存储于第一存储器内；
S2、对S1中获取的视频原始数据进行预处理，其中预处理包括图像去噪和图像灰度化处理，将视频原始数据转变为单通道灰度图像；
S3、对S3中得到的单通道灰度图像进行一级离散小波变换，并得到LL1、LH1、HL1以及HH1四个子带，仅保留低频子带LL1；
S4、选取监控区域背景初始图像b1；
S5、根据S4中背景初始图像b1选用最佳背景图像bi，计算变化值ki，所述ki＝fi-bi，其中fi为S3中获得的最新的低频子带LL1的视频帧；
S6、根据S5中ki判断是否需要将最新fi传输至用户端，当ki大于预设阈值M，将最新ki或fi编码传输至用户端，否则重复S5；
其中，所述S5中选取最佳背景初始图像bi的方法如下：判断上一个低频子带LL1的视频帧fi-1是否传输至用户端，若是，则选用fi-1作为新的最佳背景初始图像bi，若否，则用bi-1作为bi。
2.根据权利要求1所述的一种视频编码前的预解码方法，其特征在于，所述S2中图像灰度化处理采用如下公式：I＝aR+bG+cB，所述R、G、B为视频原始数据视频帧序列图像对应的RGB值，所述a、b、c为经验系数。
3.根据权利要求2所述的一种视频编码前的预解码方法，其特征在于，所述a为0.2989，b为0.5870，c为0.1140。
4.根据权利要求1所述的一种视频编码前的预解码方法，其特征在于，所述用户端具有第二存储器，用于存储接收到的最新fi，并将fi于显示器上持续显示，直至接收到更新的fi+1，然后将fi+1于显示器上显示。
5.根据权利要求1所述的一种视频编码前的预解码方法，其特征在于，所述S2得到的单通道灰度图像与视频原始数据之间存在唯一映射K1，S5得到的最新的低频子带LL1的视频帧fi与视频原始数据之间存在唯一映射K2。
6.根据权利要求1所述的一种视频编码前的预解码方法，其特征在于，所述S6中根据S5中ki判断是否需要将最新fi对应的视频原始数据视频帧编码传输至用户端，当ki大于预设阈值M，将最新fi对应的视频原始数据视频帧编码传输至用户端，否则重复S5。
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