CN112261417B - 视频推送方法及系统、设备及可读存储介质 - Google Patents

视频推送方法及系统、设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种多路视频推送方法及系统、设备及可读存储介质，获取第一路视频流和第二路视频流；将第一路视频流和第二路视频流按视频帧分别转化为图像，从第一帧开始，每隔i帧对每一路视频流中的图像进行特征点提取，用于特征点提取的帧为提取帧，对第一路视频流和第二路视频流中对应帧提取的特征点进行匹配获得特征矩阵并保存，当前提取帧至下一提取帧之间的图形基于当前提取帧的特征矩阵进行拼接形成拼接图像，压缩编码后传输。根据本申请实施例提供的技术方案，通过将多路视频流拼接进行推送，其中对获取的视频流进行单帧处理，每几帧图像进行一次特征提取和特征匹配，这样既可以保证视频拼接的效果，又不会影响视频的实时性。

Description

视频推送方法及系统、设备及可读存储介质
技术领域
本发明一般涉及视频推送领域，尤其涉及一种视频推送方法及系统、设备及可读存储介质。
背景技术
在视频采集端，多个摄像头同时采集视频内容，采集好视频以后，将每个摄像头采集的视频拼接起来，并将拼接好的视频推送到服务端。在这个过程中，最主要的就是视频的实时拼接过程，目前普遍通过图像的拼接步骤进行视频的拼接，在图像拼接的过程中需要进行特征点的提取和匹配，需要对视频的每一帧图像均进行特征点的提取和匹配，消耗时间较多。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种视频推送方法及系统、设备及可读存储介质。
第一方面，提供一种视频推送方法，包括：
获取第一路视频流和第n路视频流，所述n为大于1的整数；
对所述第一路视频流和第二路视频流进行拼接形成第一目标视频流，将所述第一目标视频流进行压缩编码后传输；
所述对所述第一路视频流和所述第二路视频流进行拼接形成第一目标视频流具体为：
将所述第一路视频流和所述第二路视频流按视频帧分别转化为图像，
从第一帧开始，每隔i帧对每一路视频流中的图像进行特征点提取，用于特征点提取的帧为提取帧，所述i为大于1的整数，
对所述第一路视频流和所述第二路视频流中对应帧提取的特征点进行匹配获得特征矩阵并保存，
当前提取帧至下一提取帧之间的图形基于当前提取帧的特征矩阵进行拼接形成拼接图像。
第二方面，提供一种视频推送系统，包括：
视频采集模块，用于获取第一路视频流和第n路视频流，所述n为大于1的整数；
图像转换模块，用于将每一路视频流按视频帧分别转化为图像；
特征提取模块，用于从第一帧开始，每隔i帧对每一路视频流中的图像进行特征点提取，用于特征点提取的帧为提取帧，所述i为3或4或5；
匹配模块，用于对所述第一路视频流和第二路视频流中对应帧提取的特征点进行匹配获得特征矩阵并保存，
拼接模块，用于将当前提取帧至下一提取帧之间的图形基于当前提取帧的特征矩阵进行拼接形成拼接图像；
压缩模块，用于对全部拼拼接图像进行压缩编码；
传输模块，用于将压缩编码后的视频流进行传输。
第三方面，提供一种设备，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个活多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行上述视频推送方法。
第四方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现如上述视频推送方法。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过将多路视频流拼接进行推送，其中对获取的视频流进行单帧处理，每几帧图像进行一次特征提取和特征匹配，这样既可以保证视频拼接的效果，又不会影响视频的实时性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实施例中的视频推送方法流程图；
图2为本实施例中的视频推送系统结构图；
图3为本实施例中的设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，本实施例提供一种视频推送方法，包括：
获取第一路视频流和第n路视频流，所述n为大于1的整数；
对所述第一路视频流和第二路视频流进行拼接形成第一目标视频流，将所述第一目标视频流进行压缩编码后传输；
所述对所述第一路视频流和所述第二路视频流进行拼接形成第一目标视频流具体为：
将所述第一路视频流和所述第二路视频流按视频帧分别转化为图像，
从第一帧开始，每隔i帧对每一路视频流中的图像进行特征点提取，用于特征点提取的帧为提取帧，所述i为大于1的整数，
对所述第一路视频流和所述第二路视频流中对应帧提取的特征点进行匹配获得特征矩阵并保存，
当前提取帧至下一提取帧之间的图形基于当前提取帧的特征矩阵进行拼接形成拼接图像。
本实施例中将视频采集设备中的视频流进行拼接合并后在进行传输，其中首先将每一路视频流按照视频帧转化为图像，随后对每一个视频流的每一帧图像进行处理，处理后进行不同路视频流的图像拼接，具体为将每一路视频流中相同的视频帧的图像进行拼接，
图1中给出了两路视频流进行拼接的流程，在进行拼接之前，需要先对相同视频帧的图像进行特征点的提取和特征点的匹配，本实施例中不对每个视频帧的图像均进行特征点提取和特征点匹配的工作，通过对特定帧的图像进行特征点的提取和匹配，进一步的获取相应的特征矩阵，进一步的通过该特征矩阵将其他帧的图像进行特征点的确定，可选的，可以确定每一路视频流中间隔i帧的图像作为特征矩阵确定的图像，该i优选的为3或4或5，以i等于5为例，第一次对第一帧的图像进行特征点提取和特征点的匹配，进一步的确定特征矩阵，随后第2、3、4、5帧的图像均不进行特征点提取，直接采用第一帧图像确定的特征矩阵进行特征点的确定，进一步的根据确定的特征点进行拼接，随后对第6帧的图像进行特征点的提取和特征点的匹配，进一步再次确定特征矩阵，随后的第7、8、9、10帧图像均不进行特征点提取，直接采用第6帧图像确定的特征矩阵进行特征点的确定，以此每隔5帧进行一次特征点的提取和匹配，直接所有的图像均被拼接，上述方法能够减少图像拼接过程中的计算量，同时还能保证视频拼接的效果，并且不影响视频的实时性。
上述过程中i值的确定可以根据视频流中人物或者景物的变化程度进行选定，例如人物和景物的变化不大，相邻帧的图像差异不会很大，则可以设定i值大一点；例如人物和景物的变化较大，例如人物运动较快等情况，则相邻帧的图像会有较大的差异，则可以设定i值小一点，保证多路视频流拼接的效果。
进一步的，当n大于2时，所述第一视频流至第n-1路视频流进行所述拼接，形成的为第二目标视频流，
所述第n路视频流与所述第二目标视频流进行所述拼接拼接，形成第三目标视频流，将所述第三目标视频流进行压缩编码后传输。
若有三路的视频流进行拼接，则分别需要对第一路视频流和第二路视频流进行拼接，拼接好后的视频流再与第三路视频流进行拼接，形成最后的目标视频流；若有四路视频流进行拼接，则需要将上述与第三路视频流拼接好后的视频流与第四路视频流进行拼接，形成最后的目标视频流，视频流的路数增加时，则依次进行叠加拼接即可。
进步的，拼接具体为：确定某一路视频流的图像为基准图像；
根据所述特征矩阵对其他路视频流的图像进行映射，形成映射图像；
将所述映射图像和所述基准图像进行合成形成拼接图像。
本实施例中通过确定的特征矩阵进行不同路视频流的拼接，以两路视频流的拼接为例：具体可以将某一路视频流的图像作为基准图像，利用特征矩阵对第二路视频流的图像进行映射，形成映射图像，随后将映射图像和基准图像进行合成，形成拼接图像。
进一步的，第一目标视频流进行压缩编码后传输前还包括：
对所述拼接图像进行加权融合处理。
上述拼接后的图像会有裂缝的产生，因此，还需要进行加权融合计算，将拼接后图像的裂缝去除；或者，上述拼接后的图像会有重影的产生，可以设定多个图像采集设备的焦距相同，不会单独的进行自动对焦，若需要进行对焦，对焦后的焦距也相同。
进一步的，所述特征点提取具体包括：
选取图像中的任意一个像素点，若选取的像素点的灰度值与周边至少六个像素点的灰度值的差值大于设定值，则确定选取的像素点为特征点；
将确定的特征点的转换为特征向量：在以当前特征点为圆心，设定r值为半径做圆，在该圆内任意选择m个像素点，若选取的像素点的灰度值小于特征点的灰度值，则生成1，否则生成0，生成的m个结果则为当前特征点的特征向量。
本实施例中采用上述方法进行特征点的提取，该方法精度较高，计算量相对较小，符合本方案的时间要求，不影响视频的流畅性，还获得了较好的视频拼接效果。
具体的，主要包括特征点提取与特征点描述两部分内容，前者通过改进的FAST方法进行检测特征点，后者通过改进的BRIEF方法实现特征点的描述。特征点提取的主要是取一个点与周围其他点进行比较，如果该点和其中大多数的点都不同，则认为该点是一个特征点；本实施例中设定将选取的像素点的灰度值与周边至少六个像素点的灰度值进行比较，若比较的灰度值之间的差值大于设定值，则判断该选取的像素点为特征点；该设定值可以选择一个合适的阈值，根据希望选定的特征点的数量来决定，若希望选点的特征点的数量多一点，则可以将该设定值设置的小一点。
在提取特征点之后使用矩法估计来确定特征点的方向，即通过矩来计算特征点以r为半径范围内的质心，特征点坐标到质心形成一个向量作为该特征点的方向。特征描述的主要是将提取到的特征点转换成特征向量，即一个二进制串的特征描述符。它是在一个特征点的领域内选择m个像素点，然后比较每个点对的灰度值的大小，如果选取的像素点的灰度值小于特征点的灰度值则生成二进制串中的1，否则为0，所有点对都进行比较，则生成长度为m的二进制串。
本实施例中在读取视频流后，每隔几帧进行特征提取并获取特征矩阵，而其余帧只需进行图像配准即可。但由于特征矩阵影响单帧图像的拼接结果和图像大小，当特征矩阵固定后，后续帧只需进行图像配准即可，此时这些帧拼接好后的图像分辨率是一致的；而当特征矩阵更新后(即再次进行特征提取时)，由于特征矩阵发生了变化，因此拼接后的图像分辨率也会随之发生变化，所以需要拼接好后再进行初始化。间隔帧图像分辨率会略有差异，但不会影像整个视频流的视觉效果。需要在推流之前进行的初始化工作，编码数据入口必须为YUV型数据，如果采集的数据是RGB，先要进行数据类型的转换。此时就开始实时编码，把yuv数据经过帧内、帧间预测，压缩为可以传输的h264封装格式的数据码流，随后可以进行传输。
客户端拉流得到的数据是h264型的封装数据，拉流后需要进行解码过程，以GOP序列为单位进行数据恢复，一个GOP序列的第一帧可以根据自己压缩的数据直接恢复，后面的帧需要恢复出来的一帧和已经压缩的数据进行恢复；得到解码的数据就是yuv数据，可以直接进行显示，或者转为RGB数据显示。
如图2所示，本实施例中还给出了一种多路视频推送系统，包括：
视频采集模块，用于获取第一路视频流和第n路视频流，所述n为大于1的整数；
图像转换模块，用于将每一路视频流按视频帧分别转化为图像；
特征提取模块，用于从第一帧开始，每隔i帧对每一路视频流中的图像进行特征点提取，用于特征点提取的帧为提取帧，所述i为3或4或5；
匹配模块，用于对所述第一路视频流和第二路视频流中对应帧提取的特征点进行匹配获得特征矩阵并保存，
拼接模块，用于将当前提取帧至下一提取帧之间的图形基于当前提取帧的特征矩阵进行拼接形成拼接图像；
压缩模块，用于对全部拼拼接图像进行压缩编码；
传输模块，用于将压缩编码后的视频流进行传输。
本实施例中通过将多路视频流拼接进行推送，其中对获取的视频流进行单帧处理，每几帧图像进行一次特征提取和特征匹配，这样既可以保证视频拼接的效果，又不会影响视频的实时性。图2中给出了该系统的结构图，其中各个模块之间的连线仅仅表示各模块之间的数据或者信号传递，没有其他含义。
进一步的，所述拼接模块包括：
基准图像单元，用于确定第一路视频流的图像为基准图像；
映射图像单元，用于根据所述特征矩阵对其他路视频流的图像进行映射，形成映射图像；
合成单元，用于将所述映射图像和所述基准图像进行合成形成拼接图像。
本实施例中通过确定的特征矩阵进行不同路视频流的拼接，以两路视频流的拼接为例：具体可以将第一路视频流的图像作为基准图像，利用特征矩阵对第二路视频流的图像进行映射，形成映射图像，随后将映射图像和基准图像进行合成，形成拼接图像。
进一步的，还包括后处理单元，用于对所述拼接图像进行加权融合处理。
上述拼接后的图像会有裂缝的产生，因此，还需要进行加权融合计算，将拼接后图像的裂缝去除；或者，上述拼接后的图像会有重影的产生，可以设定多个图像采集设备的焦距相同，不会单独的进行自动对焦，若需要进行对焦，对焦后的焦距也相同。
下面参考图3，其示出了适于用来实现本申请实施例的装置的计算机系统300的结构示意图。
如图3所示，计算机系统包括中央处理单元(CPU)301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口303也连接至总线304。
以下部件连接至I/O接口303：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口303。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图1描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请公开的屏幕亮度实时调控的实施例，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)301执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请显示设备屏幕亮度实时调控装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括第一获取模块、第二获取模块及计算模块。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的多路视频推送方法，具体执行以下步骤：获取第一路视频流和第n路视频流，所述n为大于1的整数；
对所述第一路视频流和第二路视频流进行拼接形成第一目标视频流，将所述第一目标视频流进行压缩编码后传输；
所述对所述第一路视频流和所述第二路视频流进行拼接形成第一目标视频流具体为：
将所述第一路视频流和所述第二路视频流按视频帧分别转化为图像，
从第一帧开始，每隔i帧对每一路视频流中的图像进行特征点提取，用于特征点提取的帧为提取帧，所述i为大于1的整数，
对所述第一路视频流和所述第二路视频流中对应帧提取的特征点进行匹配获得特征矩阵并保存，
当前提取帧至下一提取帧之间的图形基于当前提取帧的特征矩阵进行拼接形成拼接图像。综上所示，本申请实施例提供的技术方案，通过确定的特征矩阵进行不同路视频流的拼接，以两路视频流的拼接为例：具体可以将第一路视频流的图像作为基准图像，利用特征矩阵对第二路视频流的图像进行映射，形成映射图像，随后将映射图像和基准图像进行合成，形成拼接图像。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种视频推送方法，其特征在于，包括：
获取第一路视频流和第n路视频流，所述n为大于1的整数；
对所述第一路视频流和第二路视频流进行拼接形成第一目标视频流，将所述第一目标视频流进行压缩编码后传输；
当n大于2时，所述第一路 视频流至第n-1路视频流进行所述拼接，形成的为第二目标视频流，
所述第n路视频流与所述第二目标视频流进行所述拼接，形成第三目标视频流，将所述第三目标视频流进行压缩编码后传输；
所述对所述第一路视频流和所述第二路视频流进行拼接形成第一目标视频流具体为：
将所述第一路视频流和所述第二路视频流按视频帧分别转化为图像，
从第一帧开始，每隔i帧对每一路视频流中的图像进行特征点提取，用于特征点提取的帧为提取帧，所述i为大于1的整数，
对所述第一路视频流和所述第二路视频流中对应帧提取的特征点进行匹配获得特征矩阵并保存，
当前提取帧至下一提取帧之间的图形基于当前提取帧的特征矩阵进行拼接形成拼接图像。
2.根据权利要求1所述的视频推送方法，其特征在于，所述拼接具体为：确定某一路视频流的图像为基准图像；
根据所述特征矩阵对其他路视频流的图像进行映射，形成映射图像；
将所述映射图像和所述基准图像进行合成形成拼接图像。
3.根据权利要求2所述的视频推送方法，其特征在于，所述将所述第一目标视频流进行压缩编码后传输前还包括：
对所述拼接图像进行加权融合处理。
4.根据权利要求1所述的视频推送方法，其特征在于，所述特征点提取具体包括：
选取图像中的任意一个像素点，若选取的像素点的灰度值与周边至少六个像素点的灰度值的差值大于设定值，则确定选取的像素点为特征点；
将确定的特征点的转换为特征向量：在以当前特征点为圆心，设定r值为半径做圆，在该圆内任意选择m个像素点，若选取的像素点的灰度值小于特征点的灰度值，则生成1，否则生成0，生成的m个结果则为当前特征点的特征向量。
5.根据权利要求1所述的视频推送方法，其特征在于，所述i为3或4或5。
6.一种视频推送系统，其特征在于，包括：
视频采集模块，用于获取第一路视频流和第n路视频流，所述n为大于1的整数；
图像转换模块，用于将每一路视频流按视频帧分别转化为图像；
特征提取模块，用于从第一帧开始，每隔i帧对每一路视频流中的图像进行特征点提取，用于特征点提取的帧为提取帧，所述i为3或4或5；
匹配模块，用于对所述第一路视频流和第二路视频流中对应帧提取的特征点进行匹配获得特征矩阵并保存，
拼接模块，用于将当前提取帧至下一提取帧之间的图形基于当前提取帧的特征矩阵进行拼接形成拼接图像，当n大于2时，所述第一路 视频流至第n-1路视频流进行所述拼接，形成的为第二目标视频流，
所述第n路视频流与所述第二目标视频流进行所述拼接，形成第三目标视频流；
压缩模块，用于对全部拼接图像进行压缩编码；
传输模块，用于将压缩编码后的视频流进行传输。
7.根据权利要求6所述的视频推送系统，其特征在于，所述拼接模块包括：
基准图像单元，用于确定第一路视频流的图像为基准图像；
映射图像单元，用于根据所述特征矩阵对其他路视频流的图像进行映射，形成映射图像；
合成单元，用于将所述映射图像和所述基准图像进行合成形成拼接图像。
8.根据权利要求6所述的视频推送系统，其特征在于，还包括后处理单元，用于对所述拼接图像进行加权融合处理。
9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或 多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的视频推送方法。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的视频推送方法。
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