CN111491166A - 基于内容分析的动态压缩系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于内容分析的动态压缩系统，包括：截流处理设备，用于抓取所述直播终端当前采集到的各个直播视频图像，所述各个直播视频图像具有连续不同的时间戳；动态压缩设备，用于将存在主播对象的直播视频图像作为对应的动态处理图像，将不存在主播对象的直播视频图像执行MPEG‑4标准的压缩处理以获得对应的动态处理图像；信号发送设备，用于将各个直播视频图像分别对应的各个动态处理图像发送给直播服务器。本发明还涉及一种基于内容分析的动态压缩方法。本发明的基于内容分析的动态压缩系统及方法结构定制、应用广泛。由于能够对直播画面中是否存在主播对象进行差别式的压缩处理，从而更充分地利用现有的有限的网络带宽资源。
Description
技术领域
本发明涉及压缩编码领域，尤其涉及一种基于内容分析的动态压缩系统及方法。
背景技术
多媒体数据的压缩编码技术是在C.E.Shannon信息理论的基础发展起来的。编码方法可以分为三类：(1)根据信息源的统计特性，采用预测编码、变换编码、矢量量化编码、子带编码、神经网络编码等方法(第一代编码方法)。(2)根据人眼视觉特性，采用基于方向滤波的图像编码、基于图像轮廓一伦理编码，基于小波分析的编码等方法(第二代编码方法)。(3)根据传递景物特征：采用分形编码、基于模型的编码等方法(第二代编码方法)。
熵编码在解压缩过程中重新构造出与原始数据完全一致的数据，因此是一种无损压缩方法。它把已压缩的数据流看做是简单的数字序列，而忽略该数据的语义，因此熵编码适用于不考虑其自身具体特点的媒体。源编码用于把原始数据中的相关数据与不相关数据分开的场合。该方法要考虑原始数据的语义，通过消除不相关数据以达到对初始数据流的压缩。源编码常常是有损方法，其原始数据流与已编码的数据流相似但不相同。混合编码是熵编码和源编码技术的组合，通常是几种不同的熵编码和源编码技术组织在一起构成一种新的混合编码方法。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种基于内容分析的动态压缩系统及方法，能够采用基于图像内容的自适应压缩编码机制实现对不同内容的直播图像的差别式压缩处理，从而能够在有限的带宽内传输更多有效的直播数据。
为此，本发明至少具备以下两处重要的发明点：
(1)对于直播图像中是否存在主播对象决定对不同的直播图像执行不同的压缩策略，从而避免关键数据被压缩，非关键数据被未压缩式无线传送；
(2)基于直播终端对应主播的脸部特征检测每一个直播视频图像中是否存在主播对象，将存在主播对象的直播视频图像打上存在主播标识。
根据本发明的一方面，提供了一种基于内容分析的动态压缩系统，所述系统包括：
截流处理设备，用于抓取所述直播终端当前采集到的各个直播视频图像，所述各个直播视频图像具有连续不同的时间戳；
动态压缩设备，用于将存在主播对象的直播视频图像不执行压缩处理以获得对应的动态处理图像，将不存在主播对象的直播视频图像执行MPEG-4标准的压缩处理以获得对应的动态处理图像；
信号发送设备，通过网络与远端的直播服务器连接，还与所述动态压缩设备连接，用于将各个直播视频图像分别对应的各个动态处理图像发送给远端的直播服务器；
数据增强设备，与所述截流处理设备连接，用于对接收到的每一个直播视频图像执行数据增强处理，以获得数据增强图像；
实时校正设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行伽马校正处理，以获得相应的伽马校正图像；
信号锐化设备，与所述伽马校正设备连接，用于对接收到的伽马校正图像执行高通滤波锐化处理，以获得现场锐化图像；
人物鉴别设备，与所述信号锐化设备连接，用于接收各个直播视频图像分别对应的各个现场锐化图像，并基于所述直播终端对应主播的脸部特征检测每一个现场锐化图像中是否存在主播对象；
其中，在所述人物鉴别设备中，将存在主播对象的现场锐化图像对应的直播视频图像打上存在主播标识；
其中，所述信号发送设备还与所述人物鉴别设备连接，用于将打上存在主播标识的现场锐化图像发送给远端的直播服务器。
根据本发明的另一方面，还提供了一种基于内容分析的动态压缩方法，所述方法包括：
使用截流处理设备，用于抓取所述直播终端当前采集到的各个直播视频图像，所述各个直播视频图像具有连续不同的时间戳；
使用动态压缩设备，用于将存在主播对象的直播视频图像不执行压缩处理以获得对应的动态处理图像，将不存在主播对象的直播视频图像执行MPEG-4标准的压缩处理以获得对应的动态处理图像；
使用信号发送设备，通过网络与远端的直播服务器连接，还与所述动态压缩设备连接，用于将各个直播视频图像分别对应的各个动态处理图像发送给远端的直播服务器；
使用数据增强设备，与所述截流处理设备连接，用于对接收到的每一个直播视频图像执行数据增强处理，以获得数据增强图像；
使用实时校正设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行伽马校正处理，以获得相应的伽马校正图像；
使用信号锐化设备，与所述伽马校正设备连接，用于对接收到的伽马校正图像执行高通滤波锐化处理，以获得现场锐化图像；
使用人物鉴别设备，与所述信号锐化设备连接，用于接收各个直播视频图像分别对应的各个现场锐化图像，并基于所述直播终端对应主播的脸部特征检测每一个现场锐化图像中是否存在主播对象；
其中，在所述人物鉴别设备中，将存在主播对象的现场锐化图像对应的直播视频图像打上存在主播标识；
其中，所述信号发送设备还与所述人物鉴别设备连接，用于将打上存在主播标识的现场锐化图像发送给远端的直播服务器。
本发明的基于内容分析的动态压缩系统及方法结构定制、应用广泛。由于能够对直播画面中是否存在主播对象进行差别式的压缩处理，从而更充分地利用现有的有限的网络带宽资源。
具体实施方式
下面将对本发明的基于内容分析的动态压缩系统及方法的实施方案进行详细说明。
视频是连续的图像序列，由连续的帧构成，一帧即为一幅图像。由于人眼的视觉暂留效应，当帧序列以一定的速率播放时，我们看到的就是动作连续的视频。由于连续的帧之间相似性极高，为便于储存传输，我们需要对原始的视频进行编码压缩，以去除空间、时间维度的冗余。
视频压缩技术是计算机处理视频的前提。视频信号数字化后数据带宽很高，通常在20MB/秒以上，因此计算机很难对之进行保存和处理。采用压缩技术通常数据带宽降到1-10MB/秒，这样就可以将视频信号保存在计算机中并作相应的处理。常用的算法是由ISO制订的，即JPEG和MPEG算法。JPEG是静态图像压缩标准，适用于连续色调彩色或灰度图像，它包括两部分：一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码，一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法，前者压缩比很小，主要应用的是后一种算法。在非线性编辑中最常用的是MJPEG算法，即Motion JPEG。它是将视频信号50帧/秒(PAL制式)变为25帧/秒，然后按照25帧/秒的速度使用JPEG算法对每一帧压缩。通常压缩倍数在3.5-5倍时可以达到Betacam的图像质量。MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法，它除了对单幅图像进行编码外还利用图像序列中的相关原则，将冗余去掉，这样可以大大提高视频的压缩比。前MPEG-I用于VCD节目中，MPEG-II用于VOD、DVD节目中。
现有技术中，对本地设备直播图像的压缩采用简单粗糙的方式进行，即对所有的直播图像都进行统一标准的压缩处理，然后将压缩处理后的图像通过网络发送给远端的直播服务器，而没有考虑到不同直播图像中的内容差异，导致没有充分利用有限的网络带宽。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于内容分析的动态压缩系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的基于内容分析的动态压缩系统包括：
截流处理设备，用于抓取所述直播终端当前采集到的各个直播视频图像，所述各个直播视频图像具有连续不同的时间戳；
动态压缩设备，用于将存在主播对象的直播视频图像不执行压缩处理以获得对应的动态处理图像，将不存在主播对象的直播视频图像执行MPEG-4标准的压缩处理以获得对应的动态处理图像；
信号发送设备，通过网络与远端的直播服务器连接，还与所述动态压缩设备连接，用于将各个直播视频图像分别对应的各个动态处理图像发送给远端的直播服务器；
数据增强设备，与所述截流处理设备连接，用于对接收到的每一个直播视频图像执行数据增强处理，以获得数据增强图像；
实时校正设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行伽马校正处理，以获得相应的伽马校正图像；
信号锐化设备，与所述伽马校正设备连接，用于对接收到的伽马校正图像执行高通滤波锐化处理，以获得现场锐化图像；
人物鉴别设备，与所述信号锐化设备连接，用于接收各个直播视频图像分别对应的各个现场锐化图像，并基于所述直播终端对应主播的脸部特征检测每一个现场锐化图像中是否存在主播对象；
其中，在所述人物鉴别设备中，将存在主播对象的现场锐化图像对应的直播视频图像打上存在主播标识；
其中，所述信号发送设备还与所述人物鉴别设备连接，用于将打上存在主播标识的现场锐化图像发送给远端的直播服务器。
接着，继续对本发明的基于内容分析的动态压缩系统的具体结构进行进一步的说明。
所述基于内容分析的动态压缩系统中还可以包括：
湿度测量设备，设置在所述数据增强设备的外壳上，用于测量所述数据增强设备的外壳位置上的湿度。
所述基于内容分析的动态压缩系统中还可以包括：
即时加湿设备，与所述湿度测量设备连接，用于基于接收到的湿度实现相应的加湿动作。
所述基于内容分析的动态压缩系统中：
所述信号锐化设备与所述数据增强设备、所述实时校正设备共用同一用户控制接口，所述用户控制接口由CPLD芯片来实现。
所述基于内容分析的动态压缩系统中：
所述信号锐化设备内置有计数器，用于实时累计所述信号锐化设备的加法级别的运算次数。
根据本发明实施方案示出的基于内容分析的动态压缩方法包括：
使用截流处理设备，用于抓取所述直播终端当前采集到的各个直播视频图像，所述各个直播视频图像具有连续不同的时间戳；
使用动态压缩设备，用于将存在主播对象的直播视频图像不执行压缩处理以获得对应的动态处理图像，将不存在主播对象的直播视频图像执行MPEG-4标准的压缩处理以获得对应的动态处理图像；
使用信号发送设备，通过网络与远端的直播服务器连接，还与所述动态压缩设备连接，用于将各个直播视频图像分别对应的各个动态处理图像发送给远端的直播服务器；
使用数据增强设备，与所述截流处理设备连接，用于对接收到的每一个直播视频图像执行数据增强处理，以获得数据增强图像；
使用实时校正设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行伽马校正处理，以获得相应的伽马校正图像；
使用信号锐化设备，与所述伽马校正设备连接，用于对接收到的伽马校正图像执行高通滤波锐化处理，以获得现场锐化图像；
使用人物鉴别设备，与所述信号锐化设备连接，用于接收各个直播视频图像分别对应的各个现场锐化图像，并基于所述直播终端对应主播的脸部特征检测每一个现场锐化图像中是否存在主播对象；
其中，在所述人物鉴别设备中，将存在主播对象的现场锐化图像对应的直播视频图像打上存在主播标识；
其中，所述信号发送设备还与所述人物鉴别设备连接，用于将打上存在主播标识的现场锐化图像发送给远端的直播服务器。
接着，继续对本发明的基于内容分析的动态压缩方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述基于内容分析的动态压缩方法还可以包括：
使用湿度测量设备，设置在所述数据增强设备的外壳上，用于测量所述数据增强设备的外壳位置上的湿度。
所述基于内容分析的动态压缩方法还可以包括：
使用即时加湿设备，与所述湿度测量设备连接，用于基于接收到的湿度实现相应的加湿动作。
所述基于内容分析的动态压缩方法中：
所述信号锐化设备与所述数据增强设备、所述实时校正设备共用同一用户控制接口，所述用户控制接口由芯片来实现。
所述基于内容分析的动态压缩方法中：
所述信号锐化设备内置有计数器，用于实时累计所述信号锐化设备的加法级别的运算次数。
另外，CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(MC，Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中MC结构较复杂，并具有复杂的I/O单元互连结构，可由用户根据需要生成特定的电路结构，完成一定的功能。由于CPLD内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连，所以设计的逻辑电路具有时间可预测性，避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。
最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。
所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于内容分析的动态压缩系统，设置在直播终端，所述系统包括：
截流处理设备，用于抓取所述直播终端当前采集到的各个直播视频图像，所述各个直播视频图像具有连续不同的时间戳；
动态压缩设备，用于将存在主播对象的直播视频图像不执行压缩处理以获得对应的动态处理图像，将不存在主播对象的直播视频图像执行MPEG-4标准的压缩处理以获得对应的动态处理图像；
信号发送设备，通过网络与远端的直播服务器连接，还与所述动态压缩设备连接，用于将各个直播视频图像分别对应的各个动态处理图像发送给远端的直播服务器；
数据增强设备，与所述截流处理设备连接，用于对接收到的每一个直播视频图像执行数据增强处理，以获得数据增强图像；
实时校正设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行伽马校正处理，以获得相应的伽马校正图像；
信号锐化设备，与所述伽马校正设备连接，用于对接收到的伽马校正图像执行高通滤波锐化处理，以获得现场锐化图像；
人物鉴别设备，与所述信号锐化设备连接，用于接收各个直播视频图像分别对应的各个现场锐化图像，并基于所述直播终端对应主播的脸部特征检测每一个现场锐化图像中是否存在主播对象；
其中，在所述人物鉴别设备中，将存在主播对象的现场锐化图像对应的直播视频图像打上存在主播标识；
其中，所述信号发送设备还与所述人物鉴别设备连接，用于将打上存在主播标识的现场锐化图像发送给远端的直播服务器。
2.如权利要求1所述的基于内容分析的动态压缩系统，其特征在于，还包括：
湿度测量设备，设置在所述数据增强设备的外壳上，用于测量所述数据增强设备的外壳位置上的湿度。
3.如权利要求2所述的基于内容分析的动态压缩系统，其特征在于，还包括：
即时加湿设备，与所述湿度测量设备连接，用于基于接收到的湿度实现相应的加湿动作。
4.如权利要求3所述的基于内容分析的动态压缩系统，其特征在于：
所述信号锐化设备与所述数据增强设备、所述实时校正设备共用同一用户控制接口，所述用户控制接口由CPLD芯片来实现。
5.如权利要求4所述的基于内容分析的动态压缩系统，其特征在于：
所述信号锐化设备内置有计数器，用于实时累计所述信号锐化设备的加法级别的运算次数。
6.一种基于内容分析的动态压缩方法，其特征在于，所述方法包括：
使用截流处理设备，用于抓取所述直播终端当前采集到的各个直播视频图像，所述各个直播视频图像具有连续不同的时间戳；
使用动态压缩设备，用于将存在主播对象的直播视频图像不执行压缩处理以获得对应的动态处理图像，将不存在主播对象的直播视频图像执行MPEG-4标准的压缩处理以获得对应的动态处理图像；
使用信号发送设备，通过网络与远端的直播服务器连接，还与所述动态压缩设备连接，用于将各个直播视频图像分别对应的各个动态处理图像发送给远端的直播服务器；
使用数据增强设备，与所述截流处理设备连接，用于对接收到的每一个直播视频图像执行数据增强处理，以获得数据增强图像；
使用实时校正设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行伽马校正处理，以获得相应的伽马校正图像；
使用信号锐化设备，与所述伽马校正设备连接，用于对接收到的伽马校正图像执行高通滤波锐化处理，以获得现场锐化图像；
使用人物鉴别设备，与所述信号锐化设备连接，用于接收各个直播视频图像分别对应的各个现场锐化图像，并基于所述直播终端对应主播的脸部特征检测每一个现场锐化图像中是否存在主播对象；
其中，在所述人物鉴别设备中，将存在主播对象的现场锐化图像对应的直播视频图像打上存在主播标识；
其中，所述信号发送设备还与所述人物鉴别设备连接，用于将打上存在主播标识的现场锐化图像发送给远端的直播服务器。
7.如权利要求6所述的基于内容分析的动态压缩方法，其特征在于，还包括：
使用湿度测量设备，设置在所述数据增强设备的外壳上，用于测量所述数据增强设备的外壳位置上的湿度。
8.如权利要求7所述的基于内容分析的动态压缩方法，其特征在于，还包括：
使用即时加湿设备，与所述湿度测量设备连接，用于基于接收到的湿度实现相应的加湿动作。
9.如权利要求8所述的基于内容分析的动态压缩方法，其特征在于：
所述信号锐化设备与所述数据增强设备、所述实时校正设备共用同一用户控制接口，所述用户控制接口由CPLD芯片来实现。
10.如权利要求9所述的基于内容分析的动态压缩方法，其特征在于：
所述信号锐化设备内置有计数器，用于实时累计所述信号锐化设备的加法级别的运算次数。
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