CN112511823A - 低码流的视频编码传输系统和方法 - Google Patents

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CN112511823A CN202011391463.7A CN202011391463A CN112511823A CN 112511823 A CN112511823 A CN 112511823A CN 202011391463 A CN202011391463 A CN 202011391463A CN 112511823 A CN112511823 A CN 112511823A
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魏永彬
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Abstract

本发明提供了低码流的视频编码传输系统和方法，包括：视频数据采集模块、视频分析处理器、编码器、数据传输端和带宽检测端；视频数据采集模块采集视频数据；视频分析处理器将视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据，将静态数据和动态数据发送给编码器；编码器对静态数据和动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据，将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给数据传输端；带宽检测端检测数据传输端的带宽，如果数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许数据传输端将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给视频接收端；通过将视频数据识别为动态数据和静态数据，并进行压缩，从而在确保视频清晰度的情况下，也确保了流畅度。

Description

低码流的视频编码传输系统和方法
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其是涉及低码流的视频编码传输系统和方法。
背景技术
视频数据为连续的图像序列。随着用户需求的提高，对视频的清晰度和流畅度要求越来越高。而与视频清晰度和流畅度相关的是视频码率，视频码率是指数据传输时单位时间内传送的数据位数，一般单位为kbps。也可以理解为取样率，如果单位时间内的取样率越大，精度就越高，处理后的文件就越接近原始文件。
但是，文件体积与取样率成正比，当取样率较大时，文件体积也较大，此时会占用系统大量内存，在提高清晰度的同时，无法确保视频的流畅度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供低码流的视频编码传输系统和方法，通过将视频数据识别为动态数据和静态数据，并进行压缩，从而在确保视频清晰度的情况下，也确保了流畅度。
第一方面，本发明实施例提供了低码流的视频编码传输系统，所述系统包括：视频数据采集模块、视频分析处理器、编码器、数据传输端和带宽检测端；
所述视频数据采集模块、所述编码器和所述数据传输端分别与所述视频分析处理器相连接，所述带宽检测端分别与所述数据传输端和所述视频分析处理器相连接；
所述视频数据采集模块，用于采集视频数据，将所述视频数据发送给所述视频分析处理器；
所述视频分析处理器，用于将所述视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据，将所述静态数据和所述动态数据发送给所述编码器；
所述编码器，用于对所述静态数据和所述动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据，将所述压缩的静态数据和所述压缩的动态数据发送给所述数据传输端；
所述带宽检测端，用于检测所述数据传输端的带宽，如果所述数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许所述数据传输端将所述压缩的静态数据和所述压缩的动态数据发送给视频接收端。
进一步的，所述系统还包括本地视频存储器；
所述本地视频存储器，与所述视频分析处理器相连接，用于存储所述视频数据。
进一步的，所述视频分析处理器，用于在播放所述视频数据的过程中，读取所述视频数据中每帧的静态数据和动态数据；获取所有帧的静态数据，将所述所有帧的静态数据和每帧的动态数据均保存在所述本地视频存储器中。
进一步的，所述视频分析处理器，用于判断所述视频数据的当前帧中是否存在所述动态数据，如果存在，则将所述当前帧中的所述动态数据保存在所述本地视频存储器中；如果不存在，则继续判断下一帧中是否存在所述动态数据，直至每帧均被遍历。
进一步的，所述本地视频存储器包括多个存储区域，每个所述存储区域分别存储不同种类的视频数据；
所述本地视频存储器，用于在每个所述存储区域中，将同一种类的视频数据按照名称的首字母进行排序。
进一步的，在每个所述存储区域中，所述同一种类的视频数据的码流相同。
进一步的，所述系统还包括所述视频接收端；
所述视频接收端，与所述数据传输端相连接，用于接收所述数据传输端发送的所述压缩的静态数据和所述压缩的动态数据。
第二方面，本发明实施例提供了低码流的视频编码传输方法，应用于如上所述的低码流的视频编码传输系统，所述方法包括：
采集视频数据；
将所述视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据；
对所述静态数据和所述动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据；
检测数据传输端的带宽，如果所述数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许所述数据传输端将所述压缩的静态数据和所述压缩的动态数据发送给视频接收端。
第三方面，本发明实施例提供了电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行如上所述的方法。
本发明实施例提供了低码流的视频编码传输系统和方法，包括：视频数据采集模块、视频分析处理器、编码器、数据传输端和带宽检测端；视频数据采集模块、编码器和数据传输端分别与视频分析处理器相连接，带宽检测端分别与数据传输端和视频分析处理器相连接；视频数据采集模块用于采集视频数据，将视频数据发送给视频分析处理器；视频分析处理器用于将视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据，将静态数据和动态数据发送给编码器；编码器用于对静态数据和动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据，将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给数据传输端；带宽检测端用于检测数据传输端的带宽，如果数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许数据传输端将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给视频接收端；通过将视频数据识别为动态数据和静态数据，并进行压缩，从而在确保视频清晰度的情况下，也确保了流畅度。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例一提供的低码流的视频编码传输系统示意图；
图2为本发明实施例二提供的低码流的视频编码传输方法流程图。
图标：
1-视频数据采集模块；2-视频分析处理器；3-编码器；4-数据传输端；5-带宽检测端；6-视频接收端；7-本地视频存储器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。
实施例一：
图1为本发明实施例一提供的低码流的视频编码传输系统示意图。
参照图1，系统包括：视频数据采集模块1、视频分析处理器2、编码器3、数据传输端4和带宽检测端5；
视频数据采集模块1、编码器3和数据传输端4分别与视频分析处理器2相连接，带宽检测端5分别与数据传输端4和视频分析处理器2相连接；
视频数据采集模块1，用于采集视频数据，将视频数据发送给视频分析处理器2；
这里，视频数据采集模块1可以为摄像机、手机和电脑等，通过上述设备采集视频数据，并将视频数据发送给视频分析处理器2。
视频分析处理器2，用于将视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据，将静态数据和动态数据发送给编码器3；
编码器3，用于对静态数据和动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据，将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给数据传输端4；
这里，编码器3将静态数据和动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据，达到压缩输出的作用。
具体地，编码器3采用H.264压缩格式。H.264压缩格式具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。
H.264压缩格式采用分层设计，折叠、高精度和多模式的运动设计，多帧参考设计，折叠成4×4块的整数变换，具体如下：
在分层设计中，包括视频编码层和网络提取层，视频编码层具有高效的视频内容表示功能；网络提取层将网络中所需要的数据进行打包和传送。
在折叠、高精度和多模式的运动设计中，支持1/4或1/8像素精度的运动矢量；多模式的灵活和细致的划分，大提高了运动估计的精确程度。
在多帧参考设计中，具有折叠帧内预测功能；在空间域采用预测编码算法，以便取得更有效的压缩；
在折叠成4×4块的整数变换中，由于二变换块的尺寸缩小，运动物体的划分更精确，这样不但使变换计算量变小，而且在运动物体边缘处的衔接误差也大为减小。为了提高码率控制的能力，量化步长的变化的幅度控制在125％左右，而不是以不变的增幅变化。为了强调色彩的逼真性，对色度系数采用了较小量化长。采用折叠的VLC，可以有效防止误码。
带宽检测端5，用于检测数据传输端4的带宽，如果数据传输端4的带宽满足预设带宽条件，则允许数据传输端4将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给视频接收端6。
具体地，当数据传输端4向视频接收端6传输数据时，需要先判断数据传输端4的带宽是否满足预设带宽条件，如果满足，则将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给视频接收端6；如果不满足，则需要对压缩的静态数据和压缩的动态数据进行第二次压缩，使压缩后静态数据和压缩后的动态数据能够在数据传输端4的当前带宽下进行传输，从而作为调控视频码流的依据。
带宽检测端5采用软件测试的方式，如采用Chariot。利用Chariot可以进行网络维护，性能测试和故障定位：Chariot支持多种网络业务，内置超过120个业务脚本，如FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)、HTTP(Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议)、IPTV(交互式网络电视)、Netmeeting(网上会议)和RealAudio(即时播音系统)等。Chariot可以模拟超过2000个主机，Chariot支持组播业务。
带宽检测端5支持MOS(Mean Opinion Score，主观平均得分)，便于对VOIP(Voiceover Internet Protocol)网络进行实时分析；
带宽检测端5还可以对电信终端进行性能测试和评估，能够测试网卡(10/100/1G/无线/蓝牙)、xDSL(各种类型DSL(Digital Subscribe Line)数字用户线路的总称)、CableModem(电缆调制解调器)和ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)；还可以测试防火墙及应用网关。
进一步的，系统还包括本地视频存储器7；
本地视频存储器7，与视频分析处理器2相连接，用于存储视频数据。
进一步的，视频分析处理器2，用于在播放视频数据的过程中，读取视频数据中每帧的静态数据和动态数据；获取所有帧的静态数据，将所有帧的静态数据和每帧的动态数据均保存在本地视频存储器7中。
具体地，对视频数据按照帧进行识别，得到静态数据和动态数据，将所有帧的静态数据进行保存，这样针对每帧的静态数据均采用本地视频存储器进行保存，保存一次即可，这样可以达到减少内存的目的。每帧的动态数据分别进行保存，均保存在本地视频存储器7中。
将采集的静态数据和动态数据保存到本地视频存储器7后，数据传输端4将静态数据和动态数据发送给视频接收端6，当视频接收端6接收到静态数据和动态数据后，本地视频存储器7删除静态数据和动态数据，以达到减少内存的目的。
进一步的，视频分析处理器2，用于判断视频数据的当前帧中是否存在动态数据，如果存在，则将当前帧中的动态数据保存在本地视频存储器7中；如果不存在，则继续判断下一帧中是否存在动态数据，直至每帧均被遍历。
具体地，视频分析处理器2中包括深度学习算法，通过深度学习算法先判断当前帧是否存在动态数据，如果存在，则将当前帧中的动态数据保存在本地视频存储器中；如果不存在，则继续对下一帧进行判断，从而确定下一帧中是否存在动态数据，直至每帧均被遍历。
进一步的，本地视频存储器7包括多个存储区域，每个存储区域分别存储不同种类的视频数据；
本地视频存储器7，用于在每个存储区域中，将同一种类的视频数据按照名称的首字母进行排序。
进一步的，在每个存储区域中，同一种类的视频数据的码流相同。
具体地，本地视频存储器7包括多个存储区域，每个存储区域分别存储不同种类的视频数据。例如，本地视频存储器7包括存储区域A、存储区域B和存储区域C等。其中，存储区域A中存储新闻类的视频数据，存储区域B中存储动画类的视频数据，存储区域C中存储娱乐类的视频数据。
而动画类的视频数据中包括多个视频，例如，小猪佩奇、大头儿子与小头爸爸和葫芦娃等，此时，根据这些名称的首字母进行排序，排序后得到大头儿子与小头爸爸、葫芦娃和小猪佩奇。
进一步的，系统还包括视频接收端6；
视频接收端6，与数据传输端4相连接，用于接收数据传输端4发送的压缩的静态数据和压缩的动态数据。
本发明实施例提供了低码流的视频编码传输系统，包括：视频数据采集模块、视频分析处理器、编码器、数据传输端和带宽检测端；视频数据采集模块、编码器和数据传输端分别与视频分析处理器相连接，带宽检测端分别与数据传输端和视频分析处理器相连接；视频数据采集模块用于采集视频数据，将视频数据发送给视频分析处理器；视频分析处理器用于将视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据，将静态数据和动态数据发送给编码器；编码器用于对静态数据和动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据，将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给数据传输端；带宽检测端用于检测数据传输端的带宽，如果数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许数据传输端将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给视频接收端；通过将视频数据识别为动态数据和静态数据，并进行压缩，从而在确保视频清晰度的情况下，也确保了流畅度。
实施例二：
图2为本发明实施例二提供的低码流的视频编码传输方法流程图。
参照图2，应用于如上所述的低码流的视频编码传输系统，该方法包括以下步骤：
步骤S101，采集视频数据，将视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据；
步骤S102，对静态数据和动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据；
步骤S103，检测数据传输端的带宽，如果数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许数据传输端将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给视频接收端。
本发明实施例提供了低码流的视频编码传输方法，包括：采集视频数据，将视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据；对静态数据和动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据；检测数据传输端的带宽，如果数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许数据传输端将压缩的静态数据和压缩的动态数据发送给视频接收端；通过将视频数据识别为动态数据和静态数据，并进行压缩，从而在确保视频清晰度的情况下，也确保了流畅度。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的低码流的视频编码传输方法的步骤。
本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，计算机可读介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的低码流的视频编码传输方法的步骤。
本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种低码流的视频编码传输系统，其特征在于，所述系统包括：视频数据采集模块、视频分析处理器、编码器、数据传输端和带宽检测端；
所述视频数据采集模块、所述编码器和所述数据传输端分别与所述视频分析处理器相连接，所述带宽检测端分别与所述数据传输端和所述视频分析处理器相连接；
所述视频数据采集模块，用于采集视频数据，将所述视频数据发送给所述视频分析处理器；
所述视频分析处理器，用于将所述视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据，将所述静态数据和所述动态数据发送给所述编码器；
所述编码器，用于对所述静态数据和所述动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据，将所述压缩的静态数据和所述压缩的动态数据发送给所述数据传输端；
所述带宽检测端，用于检测所述数据传输端的带宽，如果所述数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许所述数据传输端将所述压缩的静态数据和所述压缩的动态数据发送给视频接收端。
2.根据权利要求1所述的低码流的视频编码传输系统，其特征在于，所述系统还包括本地视频存储器；
所述本地视频存储器，与所述视频分析处理器相连接，用于存储所述视频数据。
3.根据权利要求2所述的低码流的视频编码传输系统，其特征在于，所述视频分析处理器，用于在播放所述视频数据的过程中，读取所述视频数据中每帧的静态数据和动态数据；获取所有帧的静态数据，将所述所有帧的静态数据和每帧的动态数据均保存在所述本地视频存储器中。
4.根据权利要求3所述的低码流的视频编码传输系统，其特征在于，所述视频分析处理器，用于判断所述视频数据的当前帧中是否存在所述动态数据，如果存在，则将所述当前帧中的所述动态数据保存在所述本地视频存储器中；如果不存在，则继续判断下一帧中是否存在所述动态数据，直至每帧均被遍历。
5.根据权利要求1所述的低码流的视频编码传输系统，其特征在于，所述本地视频存储器包括多个存储区域，每个所述存储区域分别存储不同种类的视频数据；
所述本地视频存储器，用于在每个所述存储区域中，将同一种类的视频数据按照名称的首字母进行排序。
6.根据权利要求5所述的低码流的视频编码传输系统，其特征在于，在每个所述存储区域中，所述同一种类的视频数据的码流相同。
7.根据权利要求1所述的低码流的视频编码传输系统，其特征在于，所述系统还包括所述视频接收端；
所述视频接收端，与所述数据传输端相连接，用于接收所述数据传输端发送的所述压缩的静态数据和所述压缩的动态数据。
8.一种低码流的视频编码传输方法，其特征在于，应用于权利要求1至7任一项所述的低码流的视频编码传输系统，所述方法包括：
采集视频数据；
将所述视频数据进行识别，得到静态数据和动态数据；
对所述静态数据和所述动态数据进行编码，得到压缩的静态数据和压缩的动态数据；
检测数据传输端的带宽，如果所述数据传输端的带宽满足预设带宽条件，则允许所述数据传输端将所述压缩的静态数据和所述压缩的动态数据发送给视频接收端。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求8所述的方法。
10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求8所述的方法。
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