一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法，包括以下步驟：步驟1、初始化算法，從前端獲取一幀圖像作為背景圖像B，并將背景圖像B傳輸?shù)揭苿?dòng)終端；步驟2、周期性從前端獲取一幀圖像F，與背景圖像B進(jìn)性對(duì)比分析；步驟3、如果兩幅圖像一致，則繼續(xù)步驟2，如果不同進(jìn)入步驟4；步驟4、將分析結(jié)果進(jìn)性壓縮并傳輸?shù)揭苿?dòng)終端；步驟5、更新背景圖像為F。本發(fā)明的積極效果是：本發(fā)明通過在攝像頭前端對(duì)視頻進(jìn)行深度分析，計(jì)算視頻的變化屬性和規(guī)律，拋棄大量冗余視頻數(shù)據(jù)，并在終端對(duì)視頻進(jìn)行重建復(fù)原，減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸中的數(shù)據(jù)量，改變了傳統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的高需求的現(xiàn)狀，降低了視頻監(jiān)控在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的使用門檻。
【專利說明】一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法。
【背景技術(shù)】
[0002]視頻技術(shù)一直信息領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，從視頻采集到編碼壓縮和播放，一直都有新的成果出現(xiàn)。視頻技術(shù)也是應(yīng)用的最廣泛的技術(shù)之一，從安防監(jiān)控到游戲娛樂，無處不在，特別在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來越普及和不斷提速的今天，視頻技術(shù)更是得到了更廣泛的推廣，各種高清攝像頭也越來越多。而智能終端和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及,市場(chǎng)對(duì)能通過智能終端實(shí)時(shí)觀看一些監(jiān)控視頻，特別小范圍的視頻監(jiān)控需求越來越強(qiáng)烈。不過，在用智能終端實(shí)時(shí)觀看監(jiān)控視頻時(shí)，仍然有很大的限制:
[0003]雖然3G/4G正在逐漸普及，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)速度有所提升，不過資費(fèi)仍然比較貴，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)觀看視頻仍然是一種奢侈行為。
[0004]雖然網(wǎng)速提升上來了，但視頻也越來越清晰，數(shù)據(jù)量也在不斷增大，用戶體驗(yàn)仍然不上去。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出了一種新的基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法，讓用戶可以使用用極少的帶寬的智能終端觀看實(shí)時(shí)查看攝像頭的視頻。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是按如下方式實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1、初始化算法，從前端獲取一幀圖像作為背景圖像B，并將背景圖像B傳輸?shù)揭苿?dòng)終端；
[0009]步驟2、周期性從前端獲取一幀圖像F，與背景圖像B進(jìn)性對(duì)比分析；
[0010]步驟3、如果兩幅圖像一致，則繼續(xù)步驟2，如果不同進(jìn)入步驟4 ；
[0011]步驟4、將分析結(jié)果進(jìn)性壓縮并傳輸?shù)揭苿?dòng)終端；
[0012]步驟5、更新背景圖像為F。
[0013]本發(fā)明的積極效果是:本發(fā)明通過在攝像頭前端對(duì)視頻進(jìn)行深度分析，計(jì)算視頻的變化屬性和規(guī)律，拋棄大量冗余視頻數(shù)據(jù)，并在終端對(duì)視頻進(jìn)行重建復(fù)原，減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸中的數(shù)據(jù)量，改變了傳統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的高需求的現(xiàn)狀，降低了視頻監(jiān)控在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的使用門檻。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。
[0015]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中視頻壓縮和重建系統(tǒng)圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施提供的視頻壓縮流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高帶寬需求，設(shè)計(jì)了一套基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建算法，使得用戶可以使用較少的帶寬，即可通過智能終端實(shí)時(shí)觀看高清攝像頭的視頻內(nèi)容。由于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)減少了，用戶觀看視頻時(shí)，受網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)的影響也降低了，提高了用戶體驗(yàn)。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建系統(tǒng)，包括攝像頭和智能終端:攝像頭包括相互電聯(lián)的視頻數(shù)據(jù)采集前端I和視頻分析和壓縮后端2，智能終端包括視頻重建和播放終端3，攝像頭和智能終端通過互聯(lián)網(wǎng)連接。其中，本發(fā)明所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法主要下述第二和第三部分存在。
[0020]由于視頻數(shù)據(jù)采集前端I屬于本發(fā)明的數(shù)據(jù)輸入部分，所以這里就贅述。
[0021]第一、視頻分析和壓縮整體流程:
[0022]與傳統(tǒng)視頻編碼和壓縮算法采用的數(shù)字信號(hào)處理機(jī)制的思想不同，本發(fā)明采用了類似模擬信號(hào)處理思想，不將前端采集到的所有信號(hào)進(jìn)行直接壓縮并傳遞到終端，而是先對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)性分析，將分析結(jié)果進(jìn)行描述和歸納，再將描述信息傳遞到終端。整個(gè)分析和壓縮流程如圖2所示:
[0023]步驟1、獲取新圖像，初始化算法，從前端獲取一幀圖像作為背景圖像B，并將背景圖像B傳輸?shù)揭苿?dòng)終端；
[0024]步驟2、周期性從前端獲取一幀圖像F，與背景圖像B進(jìn)性對(duì)比分析；
[0025]步驟3、如果兩幅圖像一致，則繼續(xù)步驟2，如果不同進(jìn)入步驟4 ；
[0026]步驟4、將分析結(jié)果進(jìn)性壓縮并傳輸?shù)揭苿?dòng)終端；
[0027]步驟5、更新背景圖像為F。
[0028]優(yōu)選的，詳細(xì)步驟如下所示，
[0029]1.獲取新圖像，從視頻傳感器抓取一幀圖像
[0030]2.對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，作為分析的主要特征
[0031]3.與老圖像的邊緣檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷是否有新目標(biāo)出現(xiàn)
[0032]4.如果有新目標(biāo)出現(xiàn)，則計(jì)算新目標(biāo)的位置
[0033]5.將新目標(biāo)從圖像中刪除
[0034]6.計(jì)算新圖像的屬性
[0035]7.計(jì)算 IFDDO
[0036]第二、視頻壓縮算法
[0037]本發(fā)明在對(duì)背景圖像和最新的圖像進(jìn)性分析時(shí)，將分析如下屬性:亮度差異值、飽和度差異值、灰度差異、直方圖差異、變化區(qū)域(ROC)的位置，范圍、移動(dòng)物體(MT)的范圍，移動(dòng)方向和移動(dòng)速度。
[0038]在獲取到上述屬性后，使用IFDDL(InterFrame Difference DescriptionLanguage)語言描述成 IFDDO (InterFrame Difference Description Ob ject),最后使用壓縮算法對(duì)IFDDO進(jìn)性壓縮，并傳遞給終端。
[0039]第三、視頻重建算法[0040]終端在收到對(duì)方發(fā)送過來的IFDDO后，首先進(jìn)行解壓獲取IFDD。再根據(jù)IFDD中的描述對(duì)現(xiàn)在的背景圖像進(jìn)行變換和處理，在終端重建數(shù)據(jù)采集放的完整視頻。
[0041]詳細(xì)的重建流程如下:
[0042]如果差異只屬于色彩和敏感度等圖像相關(guān)屬性，則直接根據(jù)IFDD，對(duì)背景圖像進(jìn)行變換，并更新背景圖像；
[0043]如果差異中包含有運(yùn)動(dòng)物體，且有相關(guān)速度和方位數(shù)據(jù)，則按本地視頻的播放速度，重建該運(yùn)動(dòng)物體的所有圖像，并更新到播放緩存中，按預(yù)設(shè)速度進(jìn)行播放；
[0044]如果差異中包含了全新區(qū)域，則按區(qū)域的位置和大小，對(duì)背景圖像進(jìn)行更新。
[0045]本發(fā)明的積極效果:
[0046]本發(fā)明中所述的視頻分析和壓縮算法,在BabyMonitor的攝像頭處應(yīng)用，可以極大的降低BabyMonitor的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求,提高了用戶的觀看視頻的實(shí)時(shí)性和便利性。
[0047]本發(fā)明所述的視頻重建算法,在BabyMonitor的APP應(yīng)用端使用，在APP接收到BabyMonitor的視頻相關(guān)數(shù)據(jù)后，使用重建算法，對(duì)視頻進(jìn)行復(fù)原。
[0048]為了舉例說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，描述了上述的【具體實(shí)施方式】。但是本發(fā)明的其他變化和修改，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的，在本發(fā)明所公開的實(shí)質(zhì)和基本原則范圍內(nèi)的任何修改/變化或者仿效變換都屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、初始化算法，從前端獲取一幀圖像作為背景圖像B，并將背景圖像B傳輸?shù)揭苿?dòng)終端； 步驟2、周期性從前端獲取一幀圖像F，與背景圖像B進(jìn)性對(duì)比分析； 步驟3、如果兩幅圖像一致，則繼續(xù)步驟2，如果不同進(jìn)入步驟4 ； 步驟4、將分析結(jié)果進(jìn)性壓縮并傳輸?shù)揭苿?dòng)終端； 步驟5、更新背景圖像為F。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法，其特征在于，具體的包括以下步驟: 獲取新圖像，從視頻傳感器抓取一幀圖像； 對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，作為分析的主要特征； 與老圖像的邊緣檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷是否有新目標(biāo)出現(xiàn)； 如果有新目標(biāo)出現(xiàn)，則計(jì)算新目標(biāo)的位置； 將新目標(biāo)從圖像中刪除； 計(jì)算新圖像的屬性； 計(jì)算IFDDO。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法，其特征在于，還包括以下步驟:使用IFDDL語言描述成IFDD0，最后使用壓縮算法對(duì)IFDDO進(jìn)性壓縮，并傳遞給終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法，其特征在于，還包括以下步驟: 終端在收到對(duì)方發(fā)送過來的IFDDO后，首先進(jìn)行解壓獲取IFDD ;再根據(jù)IFDD中的描述對(duì)現(xiàn)在的背景圖像進(jìn)行變換和處理，在終端重建數(shù)據(jù)采集放的完整視頻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的視頻壓縮和重建方法，其特征在于，具體的還包括以下步驟: 如果差異只屬于色彩和敏感度等圖像相關(guān)屬性，則直接根據(jù)IFDD，對(duì)背景圖像進(jìn)行變換，并更新背景圖像； 如果差異中包含有運(yùn)動(dòng)物體，且有相關(guān)速度和方位數(shù)據(jù)，則按本地視頻的播放速度，重建該運(yùn)動(dòng)物體的所有圖像，并更新到播放緩存中，按預(yù)設(shè)速度進(jìn)行播放； 如果差異中包含了全新區(qū)域，則按區(qū)域的位置和大小，對(duì)背景圖像進(jìn)行更新。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103957423SQ201410202187
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】康海洋, 李志為, 劉宗孺, 姚博 申請(qǐng)人:杭州古北電子科技有限公司