CN113038133A - 一种基于卫星传输的视频压缩传输系统 - Google Patents

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CN113038133A CN202110562015.7A CN202110562015A CN113038133A CN 113038133 A CN113038133 A CN 113038133A CN 202110562015 A CN202110562015 A CN 202110562015A CN 113038133 A CN113038133 A CN 113038133A
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Abstract

本发明公开了一种基于卫星传输的视频压缩传输系统，具体包括以下部分：接收模块，分析模块，存储模块，分包模块，压缩模块，打包模块，解析模块，显示模块，可在不减少主体信息的条件下降低视频占用空间，将视频信息的各帧图像通过差值比较，可准确、快速地将图像进行主体信息与背景信息分割，便于后续步骤的分包及压缩处理；对背景图像进行分包管理，便于对背景图像的压缩，同时在卫星传输过程中，分包管理可提高传输效率，减少传输时间；对各帧图像进行压缩，极大提高了各帧图像的压缩率；同时，由于未对主体图像进行压缩处理，获得的各帧图像主体信息完整。

Description

一种基于卫星传输的视频压缩传输系统
技术领域
本发明涉及计算机、智能计算领域，尤其涉及一种基于卫星传输的视频压缩传输系统。
背景技术
随着科技的发展，视频信息已成为全球最为广泛使用的一种信息传输方式，而目前视频的传输方式主要包括有线传输，无线宽带传输，GPRS/CDMA无线通信技术及卫星传输等方式。相比于其他传输方式，卫星传输具有覆盖范围广，通信质量好，不受地理条件限制等优势，但其传输成本较高影响产业的广泛应用。
由郭骁煊发表的论文《卫星通信视频传输技术》，2018年刊登于《数字通信世界》，该论文就基于卫星通信技术的视频传输方法进行阐述，包括传输调制和编码技术，视频处理技术及传输质量控制等技术的对比选择，通过各种技术的相互协作实现了基于卫星通信的视频传输。
然而随着视频技术的发展，视频信息数字化后数据带宽越来越高，通过卫星传输的成本随之增加，将视频信息在不减少主要信息的条件下降低数据带宽具有重要研究意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于卫星传输的视频压缩传输系统，通过对视频信息进行主体信息与背景信息划分，将背景信息分包处理，再对分包单位进行压缩，增加视频压缩比例。
本发明的技术方案如下：
一种基于卫星传输的视频压缩传输系统，包括以下模块：接收模块，分析模块，存储模块，分包模块，压缩模块，打包模块，解析模块，显示模块；
所述接收模块，用于接收需要通过卫星传输的视频信息；所述接收模块与分析模块通过数据总线连接；
所述分析模块，用于将接收的视频信息的背景信息及主体信息进行分离；所述分析模块与存储模块通过数据总线连接；
所述存储模块，用于存储各帧图像的主体信息；所述分析模块与分包模块通过数据总线连接；
所述分包模块，接收分析模块发送的视频背景信息，将背景信息进行分包组合，设定每个分包中存储图像帧数为N，对每帧图像的背景信息进行判断，将背景信息存储至不同的分包单位中；所述分包模块与压缩模块通过数据总线连接；
所述压缩模块，用于将各个分包的视频信息进行压缩处理，每个分包中各帧图像的背景信息相同，可实现最大程度的压缩比；所述压缩模块与打包模块通过数据总线连接，存储模块与打包模块通过数据总线连接；
所述打包模块，将压缩处理后的图像背景信息及未处理的主体信息进行组合打包，并将打包好的图像信息发送至发送点地面站，地面站通过卫星传输发送至其他地面站进行视频数据流通；所述打包模块与发送点地面站有数据通信，解析模块与接收点地面站有数据通信；
所述解析模块，接收点地面站的视频信息后，对压缩的视频数据进行解压处理，获得原视频数据；所述解析模块与显示模块通过数据总线连接；
所述显示模块，用于显示视频信息。
优选的，各个模块具体连接关系为：
原始视频信息通过接收模块发送至分析模块，分析模块对视频信息进行分析，通过对视频各帧图像进行对比，将变化浮动较大的区域划分为主体区域，将其他变化量在一定范围内的区域划分为背景区域，之后将主体区域及背景区域进行分割，将包含主体信息的区域发送至存储模块，包含背景信息的区域发送至分包模块，设定每个分包单位可存储的背景图像帧数为N，将各帧背景图像按顺序存入分包单位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
中，分包单位中存储的第一帧图像设定为基础图像
Figure 475835DEST_PATH_IMAGE002
，后续存入分包单位的各帧图像与基础图像
Figure 565014DEST_PATH_IMAGE002
进行对比，若对比结果符合要求，则将图像存入该分包单位中，直至分包单位存储饱和，再分配另一个分包单位
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
进行存储，并将存储于分包单位
Figure 500740DEST_PATH_IMAGE003
的第一帧图像作为基础图像；若在分包单位
Figure 991764DEST_PATH_IMAGE001
未饱和时，背景图像与基础图像
Figure 440063DEST_PATH_IMAGE002
对比结果不符合要求，则重新分配分包单位
Figure 767270DEST_PATH_IMAGE003
，并将该图像作为分包单位
Figure 959217DEST_PATH_IMAGE003
的基础图像，进行图像的存储；
分包完成后，将各分包单位发送至压缩模块，由于经过分包后，各分包单位的背景图像高度相似，则可进行高度压缩，通过压缩模块处理后，背景图像极大降低信息容量，再与存储模块中存储的主要信息一同发送至打包模块，打包模块将压缩后的背景信息和未处理的主要信息进行合并，按分包所分配的方式将合并的图像进行打包，发送至发送点地面站，接收点地面站通过卫星传输将发送点地面站的视频信息进行数据接收，并发送至解析模块，解析模块对打包的视频信息进行解析，并将解析结果发送至显示模块，完成视频的压缩传输。
一种基于卫星传输的视频压缩传输方法，具体处理步骤如下：
S1 对视频信息的各帧图像进行对比，将图像进行主体信息和背景信息划分；
S2对各帧图像背景信息进行差分对比，将背景信息分包处理；
S3 对各分包单位中的背景图像与基础图像对比，减少冗余数据，达到压缩效果；
S4 对视频背景信息与主体信息进行组合，通过卫星传输发送至接收点，解析获得原视频。
优选的，所述步骤S1的具体实施方法如下：
接收模块将视频信息发送至分析模块，分析模块对视频信息的各帧图像进行对比，将图像中变化较小或未发生变化的区域定义为背景区域，将图像中发生较大变化的区域定义为主体区域；记
Figure 304748DEST_PATH_IMAGE004
为图像信息，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
表示图像的像素值，(x,y)表示图像的坐标值；以(x,y)为中心，选取R为半径，将第k帧图像与
Figure 471418DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
两帧图像进行差值比较：
Figure 800768DEST_PATH_IMAGE008
若获得的图像差值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
小于设定阈值
Figure 824437DEST_PATH_IMAGE010
，则将图像的（x,y）位置划分为背景区域
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
，若获得的图像差值
Figure 306365DEST_PATH_IMAGE009
大于设定阈值
Figure 362045DEST_PATH_IMAGE010
，则将图像的（x,y）位置划分为主体区域
Figure 381954DEST_PATH_IMAGE012
；通过对图像各点进行差值比较，最终将k帧图像划分为背景区域
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
及主体区域
Figure 463174DEST_PATH_IMAGE014
；并将背景区域信息
Figure 783297DEST_PATH_IMAGE013
发送至分包模块，将主体区域信息
Figure 495032DEST_PATH_IMAGE014
发送至存储模块。
优选的，所述步骤S2的具体实施方法如下：
分包模块接收到分析模块发送的图像背景信息
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
后，对背景信息进行分包处理，每个分包单位可存储图像帧数为N，将各帧图像按顺序存入分包单位
Figure 798974DEST_PATH_IMAGE001
中，令分包单位中存储的第一帧图像设定为基础图像
Figure 136415DEST_PATH_IMAGE002
，后续存入分包单位的各帧图像
Figure 796197DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 193680DEST_PATH_IMAGE002
差分对比，获得图像各像素点的差分值：
Figure 188181DEST_PATH_IMAGE018
再将各像素点的差分值进行求和，并与基础图像进行对比，获得图像的变化率：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 876783DEST_PATH_IMAGE020
表示第n帧图像的变化率，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
表示第n帧图像像素点差分平均值，(x,y)表示图像坐标值；
设定阈值
Figure 187809DEST_PATH_IMAGE022
，当
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
时，则认为第n帧图像与基础图像
Figure 21773DEST_PATH_IMAGE002
为相同背景图像，可存入同一分包单位
Figure 769149DEST_PATH_IMAGE001
中，直至分包单位存储饱和，再分配另一个分包单位
Figure 199125DEST_PATH_IMAGE003
进行存储，并将存储于分包单位
Figure 82767DEST_PATH_IMAGE003
的第一帧图像作为基础图像；当
Figure 556474DEST_PATH_IMAGE024
时，认为第n帧图像与基础图像
Figure 276299DEST_PATH_IMAGE002
为不同背景图像，需另分配一个分包单位
Figure 493654DEST_PATH_IMAGE003
，将该图像作为分包单位
Figure 497382DEST_PATH_IMAGE003
的基础图像，进行图像的存储。
优选的，所述步骤S3的具体实施方法如下：
将分包存储的背景图像发送至压缩模块，由于各分包单位中的图像信息为背景信息，且相似度极高，可进行高压缩比压缩处理；
以各分包单位中的基础图像
Figure 892722DEST_PATH_IMAGE002
为样本，其余各图像
Figure 349112DEST_PATH_IMAGE016
通过与基础图像的对比，减少冗余数据，记录差异较大的数据信息，从而获得图像转换数据集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE025
；
将图像
Figure 901316DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 775862DEST_PATH_IMAGE002
进行比较，获得各像素点的差异值：
Figure 591371DEST_PATH_IMAGE026
其中
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
表示(x,y)坐标点的像素差异值，
Figure 816947DEST_PATH_IMAGE028
表示图像偏移量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 907263DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE031
表示图像像素的平均值，通过
Figure 167474DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 419464DEST_PATH_IMAGE002
的偏移数据进行比较，比较结果的最小值，即为
Figure 850445DEST_PATH_IMAGE028
最佳偏移量；
设定阈值
Figure 964026DEST_PATH_IMAGE032
，若
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE033
，则图像该位置与基础图像数据一致（则图像在（x,y）位置的像素点与基础图像在（x,y）位置的数据一致），即为冗余数据；若
Figure 328011DEST_PATH_IMAGE034
，则图像该位置与基础图像数据差异较大，（则图像在（x,y）位置的像素点与基础图像在（x,y）位置的数据差异较大）需对该位置进行数据记录；通过对比计算，将每帧图像的较大差异数值记录到图像转换数据集
Figure 236055DEST_PATH_IMAGE025
。
优选的，所述步骤S4的具体实施方法如下：
通过压缩模块压缩处理后的背景图像数据仍按原分包单位进行存储，与存储模块中的主体图像信息
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE035
一并发送至打包模块，打包模块通过各帧图像编号将主体图像一一对应添加到压缩后的背景图像数据中，各分包单位中存储的图像信息包括压缩后的背景信息及各帧背景信息对应的主体信息，将添加完成的各帧图像数据按分包单位发送至卫星进行数据传输；
接收点地面站将接收到的卫星发送的数据信息发送至解析模块，解析模块对各分包单位中的图像信息进行解析处理，以各分包单位中的基础图像
Figure 685491DEST_PATH_IMAGE002
为样本，通过分包单位中的其他各帧图像的转换数据集
Figure 337184DEST_PATH_IMAGE025
，将各帧图像的差异区域在基础图像
Figure 290096DEST_PATH_IMAGE002
上进行置换，从而复原各帧图像的背景信息；
依次将分包单位中的主体图像添加至对应的背景图像中，获得完整的图像信息，再将包含完整图像信息的各分包单位按顺序发送至显示模块，显示模块完成视频数据的显示。
本发明至少具有以下有益效果：
（1）将视频信息的各帧图像通过差值比较，可准确、快速地将图像进行主体信息与背景信息分割，便于后续步骤的分包及压缩处理。
（2）对背景图像进行分包管理，便于对背景图像的压缩，同时在卫星传输过程中，分包管理可提高传输效率，减少传输时间。
（3）对各帧图像进行压缩，极大提高了各帧图像的压缩率；同时，由于未对主体图像进行压缩处理，获得的各帧图像主体信息完整。
（4）对压缩后的视频信息进行传输和解析，可减少视频传输带宽，降低卫星传输成本，同时可降低传输时间。
附图说明
图1 本发明所述基于卫星传输的视频压缩传输系统框架图；
图2 本发明所述基于卫星传输的视频压缩传输系统流程图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明，下面将结合说明书附图和具体实施例来做详细说明。参照图1，本发明所述基于卫星传输的视频压缩传输系统，具体包括以下部分：
接收模块10，分析模块20，存储模块30，分包模块40，压缩模块50，打包模块60，解析模块70，显示模块80。
所述接收模块10，用于接收需要通过卫星传输的视频信息。
所述接收模块10与分析模块20通过数据总线连接。
所述分析模块20，用于将接收的视频信息的背景信息及主体信息进行分离。
所述分析模块20与存储模块30通过数据总线连接。
所述存储模块30，用于存储各帧图像的主体信息。
所述分析模块20与分包模块40通过数据总线连接。
所述分包模块40，接收分析模块20发送的视频背景信息，将背景信息进行分包组合，设定每个分包中存储图像帧数为N，对每帧图像的背景信息进行判断，将背景信息存储至不同的分包单位中。
所述分包模块40与压缩模块50通过数据总线连接。
所述压缩模块50，用于将各个分包的视频信息进行压缩处理，每个分包中各帧图像的背景信息相同，可实现最大程度的压缩比。
所述压缩模块50与打包模块60通过数据总线连接，存储模块30与打包模块60通过数据总线连接。
所述打包模块60，将压缩处理后的图像背景信息及未处理的主体信息进行组合打包，并将打包好的图像信息发送至发送点地面站，地面站通过卫星传输发送至其他地面站进行视频数据流通。
所述打包模块60与发送点地面站有数据通信，解析模块70与接收点地面站有数据通信。
所述解析模块70，接收点地面站的视频信息后，对压缩的视频数据进行解压处理，获得原视频数据。
所述解析模块70与显示模块80通过数据总线连接。
所述显示模块80，用于显示视频信息。
原始视频信息通过接收模块10发送至分析模块20，分析模块对视频信息进行分析，通过对视频各帧图像进行对比，将变化浮动较大的区域划分为主体区域，将其他变化量在一定范围内的区域划分为背景区域，之后将主体区域及背景区域进行分割，将包含主体信息的区域发送至存储模块30，包含背景信息的区域发送至分包模块40，设定每个分包单位可存储的背景图像帧数为N，将各帧背景图像按顺序存入分包单位
Figure 618309DEST_PATH_IMAGE001
中，分包单位中存储的第一帧图像设定为基础图像
Figure 762897DEST_PATH_IMAGE002
，后续存入分包单位的各帧图像与基础图像
Figure 201968DEST_PATH_IMAGE002
进行对比，若对比结果符合要求，则将图像存入该分包单位中，直至分包单位存储饱和，再分配另一个分包单位
Figure 9387DEST_PATH_IMAGE003
进行存储，并将存储于分包单位
Figure 508502DEST_PATH_IMAGE003
的第一帧图像作为基础图像；若在分包单位
Figure 886524DEST_PATH_IMAGE001
未饱和时，背景图像与基础图像
Figure 394866DEST_PATH_IMAGE002
对比结果不符合要求，则重新分配分包单位
Figure 56792DEST_PATH_IMAGE003
，并将该图像作为分包单位
Figure 477540DEST_PATH_IMAGE003
的基础图像，进行图像的存储。分包完成后，将各分包单位发送至压缩模块50，由于经过分包后，各分包单位的背景图像高度相似，则可进行高度压缩，通过压缩模块50处理后，背景图像极大降低信息容量，再与存储模块30中存储的主要信息一同发送至打包模块60，打包模块60将压缩后的背景信息和未处理的主要信息进行合并，按分包所分配的方式将合并的图像进行打包，发送至发送点地面站，接收点地面站通过卫星传输将发送点地面站的视频信息进行数据接收，并发送至解析模块70，解析模块70对打包的视频信息进行解析，并将解析结果发送至显示模块80，完成视频的压缩传输。
参照图2，本发明还公开了一种基于卫星传输的视频压缩传输方法，具体处理过程如下：
S1 对视频信息的各帧图像进行对比，将图像进行主体信息和背景信息划分。
接收模块10将视频信息发送至分析模块20，分析模块20对视频信息的各帧图像进行对比，将图像中变化较小或未发生变化的区域定义为背景区域，将图像中发生较大变化的区域定义为主体区域。记
Figure 592126DEST_PATH_IMAGE004
为图像信息，
Figure 904159DEST_PATH_IMAGE005
表示图像的像素值，(x,y)表示图像的坐标值。以(x,y)为中心，选取R为半径，将第k帧图像与
Figure 171323DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 543399DEST_PATH_IMAGE007
两帧图像进行差值比较：
Figure 879702DEST_PATH_IMAGE008
若获得的图像差值
Figure 480579DEST_PATH_IMAGE009
小于设定阈值
Figure 851518DEST_PATH_IMAGE010
，则将图像的（x,y）位置划分为背景区域
Figure 863336DEST_PATH_IMAGE011
，若获得的图像差值
Figure 968826DEST_PATH_IMAGE009
大于设定阈值
Figure 91503DEST_PATH_IMAGE010
，则将图像的（x,y）位置划分为主体区域
Figure 848107DEST_PATH_IMAGE012
。通过对图像各点进行差值比较，最终将k帧图像划分为背景区域
Figure 30826DEST_PATH_IMAGE013
及主体区域
Figure 358033DEST_PATH_IMAGE014
。并将背景区域信息
Figure 284401DEST_PATH_IMAGE013
发送至分包模块40，将主体区域信息
Figure 895511DEST_PATH_IMAGE014
发送至存储模块30。
通过上述方法，对视频的各帧图像进行差值比较，可准确、快速地将图像进行主体信息与背景信息分割，便于后续步骤的分包及压缩处理。
S2对各帧图像背景信息进行差分对比，将背景信息分包处理。
分包模块40接收到分析模块20发送的图像背景信息
Figure 265444DEST_PATH_IMAGE015
后，对背景信息进行分包处理，每个分包单位可存储图像帧数为N，将各帧图像按顺序存入分包单位
Figure 329215DEST_PATH_IMAGE001
中，令分包单位中存储的第一帧图像设定为基础图像
Figure 59273DEST_PATH_IMAGE002
，后续存入分包单位的各帧图像
Figure 275622DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 800144DEST_PATH_IMAGE002
差分对比，获得图像各像素点的差分值：
Figure 351211DEST_PATH_IMAGE036
再将各像素点的差分值进行求和，并与基础图像进行对比，获得图像的变化率：
Figure 901273DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 955816DEST_PATH_IMAGE020
表示第n帧图像的变化率，
Figure 916819DEST_PATH_IMAGE021
表示第n帧图像像素点差分平均值，(x,y)表示图像坐标值。图像像素点差分平均值
Figure 705915DEST_PATH_IMAGE021
加入运算，是为了防止图像发生偏移而导致的图像变化率计算不准确。
设定阈值
Figure 777776DEST_PATH_IMAGE022
，当
Figure 952405DEST_PATH_IMAGE023
时，则认为第n帧图像与基础图像
Figure 835042DEST_PATH_IMAGE002
为相同背景图像，可存入同一分包单位
Figure 829542DEST_PATH_IMAGE001
中，直至分包单位存储饱和，再分配另一个分包单位
Figure 705095DEST_PATH_IMAGE003
进行存储，并将存储于分包单位
Figure 484963DEST_PATH_IMAGE003
的第一帧图像作为基础图像；当
Figure 787768DEST_PATH_IMAGE024
时，认为第n帧图像与基础图像
Figure 535144DEST_PATH_IMAGE002
为不同背景图像，需另分配一个分包单位
Figure 948808DEST_PATH_IMAGE003
，将该图像作为分包单位
Figure 848762DEST_PATH_IMAGE003
的基础图像，进行图像的存储。
通过上述方法对背景图像进行分包管理，便于后续步骤对背景图像的压缩，同时在卫星传输过程中，分包管理可提高传输效率，减少传输时间。
S3 对各分包单位中的背景图像与基础图像对比，减少冗余数据，达到压缩效果。
将分包存储的背景图像发送至压缩模块50，由于各分包单位中的图像信息为背景信息，且相似度极高，可进行高压缩比压缩处理。 以各分包单位中的基础图像
Figure 588048DEST_PATH_IMAGE002
为样本，其余各图像
Figure 557141DEST_PATH_IMAGE016
通过与基础图像的对比，减少冗余数据，记录差异较大的数据信息，从而获得图像转换数据集
Figure 525228DEST_PATH_IMAGE025
。
将图像
Figure 528956DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 455455DEST_PATH_IMAGE002
进行比较，获得各像素点的差异值：
Figure 911844DEST_PATH_IMAGE026
其中
Figure 932890DEST_PATH_IMAGE027
表示(x,y)坐标点的像素差异值，
Figure 819155DEST_PATH_IMAGE028
表示图像偏移量
Figure 369085DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 312770DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 137507DEST_PATH_IMAGE031
表示图像像素的平均值，通过
Figure 600980DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 852970DEST_PATH_IMAGE002
的偏移数据进行比较，比较结果的最小值，即为
Figure 18372DEST_PATH_IMAGE028
最佳偏移量。
设定阈值
Figure 866374DEST_PATH_IMAGE032
，若
Figure 964780DEST_PATH_IMAGE033
，则图像该位置与基础图像数据一致，即为冗余数据；若
Figure 122091DEST_PATH_IMAGE034
，则图像该位置与基础图像数据差异较大，需对该位置进行数据记录。通过对比计算，将每帧图像的较大差异数值记录到图像转换数据集
Figure 791101DEST_PATH_IMAGE025
。
通过上述方法对各帧图像进行压缩处理，由于各分包单位中的图像差异较小，图像转换数据集
Figure 957640DEST_PATH_IMAGE025
仅记录图像少量的差异数据，相比原始图像，极大减少了各帧图像的信息量；同时，由于未对主体图像进行压缩处理，获得的各帧图像主体信息完整。
S4 对视频背景信息与主体信息进行组合，通过卫星传输发送至接收点，解析获得原视频。
通过压缩模块50压缩处理后的背景图像数据仍按原分包单位进行存储，与存储模块30中的主体图像信息
Figure 644974DEST_PATH_IMAGE035
一并发送至打包模块60，打包模块60通过各帧图像编号将主体图像一一对应添加到压缩后的背景图像数据中，各分包单位中存储的图像信息包括压缩后的背景信息及各帧背景信息对应的主体信息，将添加完成的各帧图像数据按分包单位发送至卫星进行数据传输。
接收点地面站将接收到的卫星发送的数据信息发送至解析模块70，解析模块对各分包单位中的图像信息进行解析处理，以各分包单位中的基础图像
Figure 989498DEST_PATH_IMAGE002
为样本，通过分包单位中的其他各帧图像的转换数据集
Figure 129493DEST_PATH_IMAGE025
，将各帧图像的差异区域在基础图像
Figure 834144DEST_PATH_IMAGE002
上进行置换，从而复原各帧图像的背景信息。
依次将分包单位中的主体图像添加至对应的背景图像中，获得完整的图像信息，再将包含完整图像信息的各分包单位按顺序发送至显示模块80，显示模块完成视频数据的显示。
通过上述方法进行视频的传输和解析，可减少视频传输带宽，降低卫星传输成本，同时打包传输可降低传输时间，通过图像解析达到主体信息未受损的效果。
综上所述，便实现了本发明所述基于卫星传输的视频压缩传输系统。可以理解的是，以上仅是本发明的较佳实施例，任何基于本发明的精神所做的改动均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于卫星传输的视频压缩传输系统，其特征在于，包括以下模块：接收模块，分析模块，存储模块，分包模块，压缩模块，打包模块，解析模块，显示模块；
所述接收模块，用于接收需要通过卫星传输的视频信息；所述接收模块与分析模块通过数据总线连接；
所述分析模块，用于将接收的视频信息的背景信息及主体信息进行分离；所述分析模块与存储模块通过数据总线连接；
所述存储模块，用于存储各帧图像的主体信息；所述分析模块与分包模块通过数据总线连接；
所述分包模块，接收分析模块发送的视频背景信息，将背景信息进行分包组合，设定每个分包中存储图像帧数为N，对每帧图像的背景信息进行判断，将背景信息存储至不同的分包单位中；所述分包模块与压缩模块通过数据总线连接；
所述压缩模块，用于将各个分包的视频信息进行压缩处理，每个分包中各帧图像的背景信息相同，可实现最大程度的压缩比；所述压缩模块与打包模块通过数据总线连接，存储模块与打包模块通过数据总线连接；
所述打包模块，将压缩处理后的图像背景信息及未处理的主体信息进行组合打包，并将打包好的图像信息发送至发送点地面站，地面站通过卫星传输发送至其他地面站进行视频数据流通；所述打包模块与发送点地面站有数据通信，解析模块与接收点地面站有数据通信；
所述解析模块，接收点地面站的视频信息后，对压缩的视频数据进行解压处理，获得原视频数据；所述解析模块与显示模块通过数据总线连接；
所述显示模块，用于显示视频信息。
2.如权利要求1所述的基于卫星传输的视频压缩传输系统，其特征在于，各个模块具体连接关系为：
原始视频信息通过接收模块发送至分析模块，分析模块对视频信息进行分析，通过对视频各帧图像进行对比，将变化浮动较大的区域划分为主体区域，将其他变化量在一定范围内的区域划分为背景区域，之后将主体区域及背景区域进行分割，将包含主体信息的区域发送至存储模块，包含背景信息的区域发送至分包模块，设定每个分包单位可存储的背景图像帧数为N，将各帧背景图像按顺序存入分包单位
Figure DEST_PATH_IMAGE001
中，分包单位中存储的第一帧图像设定为基础图像
Figure 52345DEST_PATH_IMAGE002
，后续存入分包单位的各帧图像与基础图像
Figure 551459DEST_PATH_IMAGE002
进行对比，若对比结果符合要求，则将图像存入该分包单位中，直至分包单位存储饱和，再分配另一个分包单位
Figure DEST_PATH_IMAGE003
进行存储，并将存储于分包单位
Figure 991799DEST_PATH_IMAGE003
的第一帧图像作为基础图像；若在分包单位
Figure 234561DEST_PATH_IMAGE001
未饱和时，背景图像与基础图像
Figure 647219DEST_PATH_IMAGE002
对比结果不符合要求，则重新分配分包单位
Figure 317235DEST_PATH_IMAGE003
，并将该图像作为分包单位
Figure 697401DEST_PATH_IMAGE003
的基础图像，进行图像的存储；
分包完成后，将各分包单位发送至压缩模块，由于经过分包后，各分包单位的背景图像高度相似，则可进行高度压缩，通过压缩模块处理后，背景图像极大降低信息容量，再与存储模块中存储的主要信息一同发送至打包模块，打包模块将压缩后的背景信息和未处理的主要信息进行合并，按分包所分配的方式将合并的图像进行打包，发送至发送点地面站，接收点地面站通过卫星传输将发送点地面站的视频信息进行数据接收，并发送至解析模块，解析模块对打包的视频信息进行解析，并将解析结果发送至显示模块，完成视频的压缩传输。
3.一种基于卫星传输的视频压缩传输方法，其特征在于，具体处理步骤如下：
S1 对视频信息的各帧图像进行对比，将图像进行主体信息和背景信息划分；
S2对各帧图像背景信息进行差分对比，将背景信息分包处理；
S3 对各分包单位中的背景图像与基础图像对比，减少冗余数据，达到压缩效果；
S4 对视频背景信息与主体信息进行组合，通过卫星传输发送至接收点，解析获得原视频。
4.如权利要求3所述的基于卫星传输的视频压缩传输方法，其特征在于，所述步骤S1的具体实施方法如下：
接收模块将视频信息发送至分析模块，分析模块对视频信息的各帧图像进行对比，将图像中变化较小或未发生变化的区域定义为背景区域，将图像中发生较大变化的区域定义为主体区域；记
Figure 494586DEST_PATH_IMAGE004
为图像信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示图像的像素值，(x,y)表示图像的坐标值；以(x,y)为中心，选取R为半径，将第k帧图像与
Figure 276598DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE007
两帧图像进行差值比较：
Figure 664985DEST_PATH_IMAGE008
若获得的图像差值
Figure DEST_PATH_IMAGE009
小于设定阈值
Figure 63605DEST_PATH_IMAGE010
，则将图像的（x,y）位置划分为背景区域
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，若获得的图像差值
Figure 195640DEST_PATH_IMAGE009
大于设定阈值
Figure 566579DEST_PATH_IMAGE010
，则将图像的（x,y）位置划分为主体区域
Figure 594709DEST_PATH_IMAGE012
；通过对图像各点进行差值比较，最终将k帧图像划分为背景区域
Figure DEST_PATH_IMAGE013
及主体区域
Figure 480625DEST_PATH_IMAGE014
；并将背景区域信息
Figure 354034DEST_PATH_IMAGE013
发送至分包模块，将主体区域信息
Figure 579479DEST_PATH_IMAGE014
发送至存储模块。
5.如权利要求3所述的基于卫星传输的视频压缩传输方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实施方法如下：
分包模块接收到分析模块发送的图像背景信息
Figure DEST_PATH_IMAGE015
后，对背景信息进行分包处理，每个分包单位可存储图像帧数为N，将各帧图像按顺序存入分包单位
Figure 558937DEST_PATH_IMAGE001
中，令分包单位中存储的第一帧图像设定为基础图像
Figure 886144DEST_PATH_IMAGE002
，后续存入分包单位的各帧图像
Figure 812512DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 158042DEST_PATH_IMAGE002
差分对比，获得图像各像素点的差分值：
Figure 527975DEST_PATH_IMAGE018
再将各像素点的差分值进行求和，并与基础图像进行对比，获得图像的变化率：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 122904DEST_PATH_IMAGE020
表示第n帧图像的变化率，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示第n帧图像像素点差分平均值，(x,y)表示图像坐标值；
设定阈值
Figure 134854DEST_PATH_IMAGE022
，当
Figure DEST_PATH_IMAGE023
时，则认为第n帧图像与基础图像
Figure 397208DEST_PATH_IMAGE002
为相同背景图像，可存入同一分包单位
Figure 672463DEST_PATH_IMAGE001
中，直至分包单位存储饱和，再分配另一个分包单位
Figure 223530DEST_PATH_IMAGE003
进行存储，并将存储于分包单位
Figure 491700DEST_PATH_IMAGE003
的第一帧图像作为基础图像；当
Figure 296976DEST_PATH_IMAGE024
时，认为第n帧图像与基础图像
Figure 523558DEST_PATH_IMAGE002
为不同背景图像，需另分配一个分包单位
Figure 296342DEST_PATH_IMAGE003
，将该图像作为分包单位
Figure 102624DEST_PATH_IMAGE003
的基础图像，进行图像的存储。
6.如权利要求3所述的基于卫星传输的视频压缩传输方法，其特征在于，所述步骤S3的具体实施方法如下：
将分包存储的背景图像发送至压缩模块，由于各分包单位中的图像信息为背景信息，且相似度极高，可进行高压缩比压缩处理；
以各分包单位中的基础图像
Figure 27986DEST_PATH_IMAGE002
为样本，其余各图像
Figure 894311DEST_PATH_IMAGE016
通过与基础图像的对比，减少冗余数据，记录差异较大的数据信息，从而获得图像转换数据集
Figure DEST_PATH_IMAGE025
；
将图像
Figure 701861DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 311834DEST_PATH_IMAGE002
进行比较，获得各像素点的差异值：
Figure 340970DEST_PATH_IMAGE026
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE027
表示(x,y)坐标点的像素差异值，
Figure 191245DEST_PATH_IMAGE028
表示图像偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 735359DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
表示图像像素的平均值，通过
Figure 708211DEST_PATH_IMAGE016
与基础图像
Figure 591854DEST_PATH_IMAGE002
的偏移数据进行比较，比较结果的最小值，即为
Figure 816293DEST_PATH_IMAGE028
最佳偏移量；
设定阈值
Figure 50965DEST_PATH_IMAGE032
，若
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，则图像在（x,y）位置的像素点与基础图像在（x,y）位置的数据一致，即为冗余数据；若
Figure 533899DEST_PATH_IMAGE034
，则图像在（x,y）位置的像素点与基础图像在（x,y）位置的数据差异较大，需对该位置进行数据记录；通过对比计算，将每帧图像的较大差异数值记录到图像转换数据集
Figure 553939DEST_PATH_IMAGE025
。
7.如权利要求3所述的基于卫星传输的视频压缩传输方法，其特征在于，所述步骤S4的具体实施方法如下：
通过压缩模块压缩处理后的背景图像数据仍按原分包单位进行存储，与存储模块中的主体图像信息
Figure DEST_PATH_IMAGE035
一并发送至打包模块，打包模块通过各帧图像编号将主体图像一一对应添加到压缩后的背景图像数据中，各分包单位中存储的图像信息包括压缩后的背景信息及各帧背景信息对应的主体信息，将添加完成的各帧图像数据按分包单位发送至卫星进行数据传输；
接收点地面站将接收到的卫星发送的数据信息发送至解析模块，解析模块对各分包单位中的图像信息进行解析处理，以各分包单位中的基础图像
Figure 729705DEST_PATH_IMAGE002
为样本，通过分包单位中的其他各帧图像的转换数据集
Figure 202406DEST_PATH_IMAGE025
，将各帧图像的差异区域在基础图像
Figure 957872DEST_PATH_IMAGE002
上进行置换，从而复原各帧图像的背景信息；
依次将分包单位中的主体图像添加至对应的背景图像中，获得完整的图像信息，再将包含完整图像信息的各分包单位按顺序发送至显示模块，显示模块完成视频数据的显示。
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