一種監(jiān)控視頻壓縮方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種監(jiān)控視頻壓縮方法，包括：步驟S1：采集視頻樣本；步驟S2：把圖像劃分為像塊；步驟S3：建立坐標(biāo)系；步驟S4：計(jì)算樣本像塊的差異參考矩陣；步驟S5：計(jì)算現(xiàn)場預(yù)設(shè)時間間隔的視頻圖像的像塊差異值；步驟S6：重復(fù)幀判斷，若為重復(fù)幀則丟棄；步驟S7：視頻補(bǔ)償并存儲，同時清空處理過的緩存視頻，再對下一時間間隔的視頻重復(fù)步驟S5、S6、S7。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅解決了用戶通過視頻查找關(guān)鍵信息的時間浪費(fèi)，而且使監(jiān)控設(shè)備在存儲視頻數(shù)據(jù)時節(jié)省大量的存儲空間，從而滿足用戶的QoS需求。
【專利說明】一種監(jiān)控視頻壓縮方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種視頻信息處理方法，尤其是涉及一種監(jiān)控視頻壓縮方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于數(shù)字化生活的進(jìn)一步推進(jìn)，智能家居、智能手機(jī)、智慧社區(qū)等一系列智能化應(yīng) 用的快速發(fā)展，則智能攝像頭在其中起到了非常重要的作用。并且現(xiàn)代社會中，尤其是個人 家庭門口監(jiān)視和社區(qū)樓道監(jiān)視區(qū)域等都安裝了大量的攝像頭，可以實(shí)時監(jiān)視涉及到安全方 面的東西，并且這些監(jiān)控?cái)z像頭經(jīng)常會長時間拍攝大量無用的靜態(tài)場景。與普通的電視電 影視頻場景相比，監(jiān)控視頻場景往往具有以下的一些特點(diǎn)：背景固定不變，前景物體較少， 場景相對穩(wěn)定，鮮有劇烈變化，幀速較慢，即監(jiān)控視頻具有低幀率、幀間相關(guān)性高的特點(diǎn)。因 此監(jiān)控視頻比一般視頻具有更大的信息壓縮潛力，然而目前大多數(shù)用戶所使用的攝像頭， 基本上都是將采集到的所有圖像進(jìn)行存儲，沒有對所采集到的視頻流進(jìn)行重復(fù)率壓縮和簡 化，尤其是對大量的無用場景的丟失處理。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)存在如下的方式提高視頻的壓縮比，有：
[0004] 1)去除時間和空間上的冗余。這種方式并不能去除內(nèi)容冗余，監(jiān)控視頻中仍存在 較多的內(nèi)容冗余。
[0005] 2)基于每幀的內(nèi)容的壓縮，對于重要幀采用較小的QP值（準(zhǔn)峰值），對非重要的 幀采用較大的QP值，實(shí)現(xiàn)保存重要幀的清晰化的基礎(chǔ)上增大壓縮比。這種方式以每幀為單 位，為了一幀中的一小部分而清晰化整個幀，壓縮性能仍不夠理想。
[0006] 中國專利200810216851. 4公開了一種視頻壓縮方法，包括首先定義視頻變化小 于或等于閾值的場景為背景，大于的為前景，然后對背景進(jìn)行高質(zhì)量參考幀進(jìn)行編解碼，對 前景用普通參考幀進(jìn)行編解碼，此專利對前景里重復(fù)幀仍進(jìn)行保存，導(dǎo)致壓縮后的視頻存 儲量仍然很大。
[0007] 所以急需一種監(jiān)控視頻壓縮方法來有效地解決監(jiān)控?cái)z像頭采集的大量視頻流重 復(fù)率壓縮和簡化問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種有效地解決監(jiān) 控?cái)z像頭采集的大量視頻流重復(fù)率壓縮和簡化問題的監(jiān)控視頻壓縮方法。
[0009] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0010] 一種監(jiān)控視頻壓縮方法，包括：
[0011] 步驟S1 :監(jiān)控?cái)z像頭置于靜止環(huán)境中，采集視頻流數(shù)據(jù)，截取播放穩(wěn)定的一段視 頻流數(shù)據(jù)作為樣本，該樣本里包含N個G0P，每個G0P包含1個I幀；
[0012] 步驟S2 :設(shè)每一 I幀圖像由aXb個像素構(gòu)成，每個像素均取樣亮度信號，每8X8 個像素組成1個像塊，則亮度信號像塊的個數(shù)為mXn塊，其中，m = a/8, n = b/8 ;
[0013] 步驟S3 :在每一 I幀圖像的水平方向和垂直方向建立直角坐標(biāo)系0-XY，得出圖像 中每個亮度信號像塊的二維坐標(biāo)（x，y)，其中，xei，2，···，!!；
[0014] 步驟S4 :將樣本中N/2個I幀中的對應(yīng)每個坐標(biāo)的亮度信號像塊進(jìn)行次的兩 兩比較，得到對應(yīng)的差異參考矩陣，再取其余的N/2個I幀進(jìn)行比較測試，獲取每次測試后 的異常像塊數(shù)量，最終得到判定相鄰I幀是否為重復(fù)幀的閾值K ;
[0015] 步驟S5 :置于現(xiàn)場的監(jiān)控?cái)z像頭首先將實(shí)時采集的數(shù)據(jù)存入buffer中，然后從 buffer中取出預(yù)設(shè)時間間隔的視頻流，按時刻標(biāo)記G0P的I巾貞，計(jì)算得出當(dāng)前時刻I巾貞n (t) 和上一時刻I幀n (t-1)之間對應(yīng)每個坐標(biāo)的像塊差異值，再將這些差異值與差異參考矩陣 中對應(yīng)坐標(biāo)上的像塊差值進(jìn)行比較，最終統(tǒng)計(jì)超出參考矩陣像塊差值范圍的像塊數(shù)量；
[0016] 步驟S6:將n(t)中超出參考矩陣的像塊數(shù)量記為N(t)，如果N(t)彡K，則n(t)為 重復(fù)幀，并丟棄，否則，保留此I幀所在的G0P ;
[0017] 步驟S7 :對丟棄重復(fù)幀后的視頻流進(jìn)行補(bǔ)償，并存儲到硬盤，同時清空buffer中 處理過的視頻流，再對下一個時間間隔的視頻流重復(fù)步驟S5、S6、S7。
[0018] 所述的步驟S4具體包括：
[0019] 401 :從I幀的每個亮度信號像塊中取出一個8X8的二維數(shù)據(jù)矩陣，其中矩陣中 64個數(shù)據(jù)代表了原始圖像各像素的亮度值，范圍為0?255 ;
[0020] 402 :將矩陣依次進(jìn)行DCT變換、非均勻性量化且除4,得到坐標(biāo)位置（X，y)的像塊 壓縮矩陣，記為T8X8(x，y);
[0021] 403 :將其中N/2個I幀在坐標(biāo)位置（X，y)的亮度信號像塊壓縮矩陣進(jìn)行c^2次 的兩兩相減，獲得絕對差值為亮度信號像塊差異值Λ T8X8 (X，y)，統(tǒng)計(jì)這些差值的合理范圍 [ΔΓ8?·(Χ,>0，Δ7^0^)],簡寫為ΔΤ( Χ，y)，貝u每個坐標(biāo)上亮度信號像塊的差異參考矩陣 iP,為：

【權(quán)利要求】
1. 一種監(jiān)控視頻壓縮方法，其特征在于，包括： 步驟S1 :監(jiān)控?cái)z像頭置于靜止環(huán)境中，采集視頻流數(shù)據(jù)，截取播放穩(wěn)定的一段視頻流 數(shù)據(jù)作為樣本，該樣本里包含N個GOP，每個GOP包含1個I幀； 步驟S2 :設(shè)每一 I幀圖像由aXb個像素構(gòu)成，每個像素均取樣亮度信號，每8X8個像 素組成1個像塊，則亮度信號像塊的個數(shù)為mXn塊，其中，m = a/8, n = b/8 ; 步驟S3 :在每一 I幀圖像的水平方向和垂直方向建立直角坐標(biāo)系O-XY，得出圖像中每 個亮度信號像塊的二維坐標(biāo)（x，y)，其中，xei，2，一,111,761,2, ···，!!； 步驟S4 :將樣本中N/2個I幀中的對應(yīng)每個坐標(biāo)的亮度信號像塊進(jìn)行次的兩兩比 較，得到對應(yīng)的差異參考矩陣，再取其余的N/2個I幀進(jìn)行比較測試，獲取每次測試后的異 常像塊數(shù)量，最終得到判定相鄰I幀是否為重復(fù)幀的閾值K ; 步驟S5:置于現(xiàn)場的監(jiān)控?cái)z像頭首先將實(shí)時采集的數(shù)據(jù)存入buffer中，然后從buffer 中取出預(yù)設(shè)時間間隔的視頻流，按時刻標(biāo)記GOP的I幀，計(jì)算得出當(dāng)前時刻I幀n(t)和上 一時刻I幀η (t-Ι)之間對應(yīng)每個坐標(biāo)的像塊差異值，再將這些差異值與差異參考矩陣中對 應(yīng)坐標(biāo)上的像塊差值進(jìn)行比較，最終統(tǒng)計(jì)超出參考矩陣像塊差值范圍的像塊數(shù)量； 步驟S6 :將n(t)中超出參考矩陣的像塊數(shù)量記為N(t)，如果N(t)彡K，則n(t)為重 復(fù)幀，并丟棄，否則，保留此I幀所在的G0P ; 步驟S7 :對丟棄重復(fù)幀后的視頻流進(jìn)行補(bǔ)償，并存儲到硬盤，同時清空buffer中處理 過的視頻流，再對下一個時間間隔的視頻流重復(fù)步驟S5、S6、S7。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)控視頻壓縮方法，其特征在于，所述的步驟S4具體包 括： 401 :從I幀的每個亮度信號像塊中取出一個8X8的二維數(shù)據(jù)矩陣，其中矩陣中64個 數(shù)據(jù)代表了原始圖像各像素的亮度值，范圍為〇?255 ; 402 :將矩陣依次進(jìn)行DCT變換、非均勻性量化且除4,得到坐標(biāo)位置（x，y)的像塊壓縮 矩陣，記為T 8X8(x，y); 403 :將其中N/2個I幀在坐標(biāo)位置（x，y)的亮度信號像塊壓縮矩陣進(jìn)行次的 兩兩相減，獲得絕對差值為亮度信號像塊差異值Λ T8X8(x，y)，統(tǒng)計(jì)這些差值的合理范圍 07^〇^)，么7^(；(，>〇],簡寫為八1^，5〇，貝_個坐標(biāo)上亮度信號像塊的差異參考矩陣 記為：
404 :依照步驟403的方法，分別用其余的N/2個I幀進(jìn)行次的兩兩相減，得出 個差值矩陣，再將這些矩陣與403中的差異參考矩陣對照，找出每個差值矩陣中對應(yīng)位置 的像塊差值超出范圍的異常像塊數(shù)，根據(jù)所述異常像塊數(shù)的聚集情況確定一個合理的閾值 K，使重復(fù)的相鄰I幀的異常像塊數(shù)都小于K。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控視頻壓縮方法，其特征在于，所述的步驟S5中n (t) 相對于n(t-l)在對應(yīng)坐標(biāo)的像塊絕對差值超出參考矩陣相應(yīng)位置差值范圍的像塊數(shù)量， 是根據(jù)S4中步驟403獲得的合理范圍來判定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控視頻壓縮方法，其特征在于，所述的步驟S5中n (t) 和n (t-1)之間對應(yīng)每個坐標(biāo)的每個像塊差異值分別為n (t)對應(yīng)坐標(biāo)下相應(yīng)像塊壓縮矩陣 與n(t-l)的相減后的差值絕對值，所述的n(t)和n(t-l)的每個像塊的壓縮矩陣由n(t) 和11(卜1)圖像代入步驟401、402獲得。
【文檔編號】H04N19/142GK104093021SQ201410336372
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】陳運(yùn)文, 吳飛, 吳廬山, 劉鍇, 陳益平, 韓華, 劉博 , 董波, 鄒燕 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)