本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控，具體涉及一種安全監(jiān)控視頻優(yōu)化傳輸方法及視頻監(jiān)控終端。

背景技術(shù)：

1、安全監(jiān)控視頻優(yōu)化傳輸是指在保障視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和安全性的前提下，通過(guò)技術(shù)手段提升視頻數(shù)據(jù)的傳輸效率和質(zhì)量。其目的是在帶寬有限的情況下，確保視頻數(shù)據(jù)能夠高效、無(wú)損地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心或存儲(chǔ)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和事件回放。

2、這種優(yōu)化傳輸通常涉及多種技術(shù)手段，如視頻壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)帶寬管理、數(shù)據(jù)加密以及錯(cuò)誤糾正等。通過(guò)視頻壓縮技術(shù)，可以減少視頻數(shù)據(jù)的大小，從而節(jié)省帶寬；網(wǎng)絡(luò)帶寬管理則確保傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)流暢；數(shù)據(jù)加密技術(shù)保證了視頻數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性；錯(cuò)誤糾正技術(shù)則提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，減少了數(shù)據(jù)丟失和傳輸錯(cuò)誤的可能性。

3、安全監(jiān)控視頻優(yōu)化傳輸時(shí)，為了優(yōu)化傳輸，會(huì)采用視頻壓縮技術(shù)進(jìn)行視頻壓縮，視頻壓縮通常分為兩種類(lèi)型：有損壓縮和無(wú)損壓縮。無(wú)損壓縮是在不丟失任何原始視頻信息的前提下，減少視頻數(shù)據(jù)量，但壓縮率較低；有損壓縮則通過(guò)去除人眼不易察覺(jué)的部分信息，實(shí)現(xiàn)更高的壓縮率，盡管會(huì)對(duì)視頻質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，但這種影響通常在可接受范圍內(nèi)。常用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)包括h.264、h.265、mpeg-4等，它們通過(guò)先進(jìn)的編碼技術(shù)和算法，能夠有效地實(shí)現(xiàn)視頻壓縮，提升傳輸效率和存儲(chǔ)效能。

4、現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：

5、在處理快速運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜場(chǎng)景時(shí)，針對(duì)有損壓縮，壓縮算法可能難以準(zhǔn)確區(qū)分噪聲和重要信息，如果算法在這些情況下處理不當(dāng)，可能會(huì)過(guò)度壓縮重要的視覺(jué)信息，在安全監(jiān)控場(chǎng)景中，視頻記錄是重要的證據(jù)來(lái)源，如果過(guò)度壓縮導(dǎo)致畫(huà)面細(xì)節(jié)丟失，可能會(huì)錯(cuò)過(guò)關(guān)鍵信息。

6、在所述背景技術(shù)部分公開(kāi)的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開(kāi)的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種安全監(jiān)控視頻優(yōu)化傳輸方法及視頻監(jiān)控終端，通過(guò)提取相鄰兩幀圖像的預(yù)處理和差分計(jì)算，提取運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和變化密度等特征，并輸入深度學(xué)習(xí)模型分析動(dòng)態(tài)變化，將畫(huà)面場(chǎng)景劃分為快速動(dòng)態(tài)變化和正常動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景。針對(duì)正常場(chǎng)景，使用初始?jí)嚎s算法；針對(duì)快速動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼比特率，確保捕捉細(xì)節(jié)和快速移動(dòng)目標(biāo)。這種方法平衡了視頻質(zhì)量與壓縮效率，確保關(guān)鍵時(shí)刻提供高質(zhì)量圖像，有助于案件調(diào)查和取證，提高監(jiān)控系統(tǒng)的性能和實(shí)用性，以解決上述背景技術(shù)中的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種安全監(jiān)控視頻優(yōu)化傳輸方法，包括以下步驟：

3、從連續(xù)的監(jiān)控視頻幀序列中提取出當(dāng)前幀和上一幀，進(jìn)而提取視頻流中提取相鄰的兩幀圖像，為后續(xù)的動(dòng)態(tài)變化分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

4、對(duì)提取出的相鄰兩幀圖像進(jìn)行預(yù)處理，使用圖像差分技術(shù)計(jì)算相鄰兩幀圖像的差異，通過(guò)像素級(jí)的比較，生成一個(gè)差分圖像，突出顯示幀間的變化區(qū)域；

5、提取差分圖像的動(dòng)態(tài)變化特征信息，對(duì)動(dòng)態(tài)變化特征信息進(jìn)行分析后，將分析得到的動(dòng)態(tài)變化特征信息輸入到訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型中，對(duì)畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行分析；

6、根據(jù)深度學(xué)習(xí)模型的分析結(jié)果，將畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況劃分為快速動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景和正常動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景；

7、針對(duì)正常動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景，采用初始的壓縮算法繼續(xù)進(jìn)行視頻流壓縮，針對(duì)快速動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景，通過(guò)壓縮算法動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼的比特率，確保捕捉視頻圖像中的快速移動(dòng)目標(biāo)和復(fù)雜細(xì)節(jié)。

8、優(yōu)選的，使用圖像差分技術(shù)計(jì)算相鄰兩幀圖像的差異，通過(guò)像素級(jí)的比較，生成一個(gè)差分圖像，具體的步驟如下：

9、將相鄰的兩幀圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；

10、通過(guò)圖像配準(zhǔn)技術(shù)，使用特征點(diǎn)匹配法來(lái)調(diào)整圖像，使圖像在同一坐標(biāo)系下對(duì)比，確保相鄰兩幀圖像在空間上對(duì)齊；

11、對(duì)灰度圖像進(jìn)行平滑處理，去除噪聲和細(xì)小的波動(dòng)；

12、逐像素地計(jì)算相鄰兩幀灰度圖像的差異，對(duì)于每一個(gè)像素位置，計(jì)算當(dāng)前幀和上一幀對(duì)應(yīng)像素值的差值，生成差分圖像，差分圖像的計(jì)算公式為：，其中表示差分圖像中像素位置的差分值（具體來(lái)說(shuō)，表示相鄰兩幀圖像在該像素位置上的亮度差異），和分別表示在t時(shí)刻和t?1時(shí)刻的圖像，為像素坐標(biāo)，和分別是兩幀圖像在像素位置的像素值；

13、對(duì)差分圖像進(jìn)行二值化處理，將差分值轉(zhuǎn)換為二值圖像，具體的過(guò)程為：將差分值與預(yù)先設(shè)定的差分參考閾值進(jìn)行比對(duì)分析，將差分值大于等于差分參考閾值的像素點(diǎn)標(biāo)記為白色，將差分值小于差分參考閾值的像素點(diǎn)標(biāo)記為黑色。

14、優(yōu)選的，提取的差分圖像的動(dòng)態(tài)變化特征信息包括運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和變化密度，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度指圖像中整體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，變化密度指圖像中發(fā)生變化的像素占總像素?cái)?shù)的比例，對(duì)差分圖像的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和變化密度進(jìn)行分析后，生成運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)和變化密度指數(shù)，將分析得到的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)和變化密度指數(shù)輸入到訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型中，生成動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)對(duì)畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行分析。

15、優(yōu)選的，將對(duì)差分圖像進(jìn)行分析后生成的動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)與預(yù)先設(shè)定的動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)參考閾值進(jìn)行比對(duì)分析，對(duì)畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行劃分，劃分的過(guò)程如下：

16、若動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)大于等于動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)參考閾值，則將畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況劃分為快速動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景；

17、若動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)小于動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)參考閾值，則將畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況劃分為正常動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景。

18、優(yōu)選的，針對(duì)快速動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景，通過(guò)壓縮算法動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼的比特率的具體步驟如下：

19、將計(jì)算得到的動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)與預(yù)先設(shè)定的動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)參考閾值進(jìn)行比較，計(jì)算動(dòng)態(tài)變化系數(shù)偏離值，計(jì)算的表達(dá)式為：，式中，表示動(dòng)態(tài)變化系數(shù)偏離值，表示動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)，表示動(dòng)態(tài)變化量化系數(shù)參考閾值，且；

20、根據(jù)動(dòng)態(tài)變化系數(shù)偏離值，動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼比特率，設(shè)定初始視頻編碼比特率為，調(diào)整后的實(shí)際比特率為，調(diào)整系數(shù)為 k，由以下公式計(jì)算：，式中，是調(diào)整系數(shù)的最大變化比例，是變化量敏感度系數(shù)，是雙曲正切函數(shù)，用于平滑調(diào)整系數(shù)變化；

21、通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整后的實(shí)際比特率優(yōu)化視頻編碼過(guò)程，確保捕捉視頻圖像中的快速移動(dòng)目標(biāo)和復(fù)雜細(xì)節(jié)。

22、優(yōu)選的，對(duì)差分圖像的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行分析后，生成運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)的步驟如下：

23、對(duì)差分圖像中的每個(gè)像素計(jì)算運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，引入一個(gè)權(quán)重函數(shù)來(lái)增強(qiáng)某些區(qū)域的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)算加權(quán)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)算表達(dá)式為：，式中，表示加權(quán)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度；

24、對(duì)整個(gè)差分圖像的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行求和，得到總體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)算的表達(dá)式為：，式中，其中， w和 h分別表示圖像的寬度和高度，表示總體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度；

25、將總體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度歸一化，用于不同圖像之間的比較，歸一化的表達(dá)式為：，式中，表示歸一化后的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度；

26、考慮連續(xù)多幀的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度變化，引入時(shí)間加權(quán)平均，計(jì)算運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)，計(jì)算的表達(dá)式為：，式中，表示運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)，表示時(shí)間加權(quán)系數(shù)，范圍在0到1之間，控制當(dāng)前幀和前一幀的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的權(quán)重比例，是上一幀的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)。

27、優(yōu)選的，對(duì)差分圖像中的變化密度進(jìn)行分析后，生成變化密度指數(shù)的步驟如下：

28、對(duì)差分圖像應(yīng)用閾值來(lái)確定變化的像素，定義變化像素，；

29、統(tǒng)計(jì)差分圖像中的變化像素總數(shù)，；

30、計(jì)算變化密度，計(jì)算的表達(dá)式為：，其中，為圖像中的總像素?cái)?shù)，表示變化密度；

31、基于變化密度計(jì)算變化密度指數(shù)，計(jì)算的表達(dá)式為：，式中，表示變化密度指數(shù)，表示期望變化密度閾值。

32、一種視頻監(jiān)控終端，包括數(shù)據(jù)提取模塊、圖像差分模塊、特征提取與分析模塊、場(chǎng)景分類(lèi)模塊以及壓縮策略調(diào)整模塊；

33、數(shù)據(jù)提取模塊，從連續(xù)的監(jiān)控視頻幀序列中提取出當(dāng)前幀和上一幀，進(jìn)而提取視頻流中提取相鄰的兩幀圖像，為后續(xù)的動(dòng)態(tài)變化分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

34、圖像差分模塊，對(duì)提取出的相鄰兩幀圖像進(jìn)行預(yù)處理，使用圖像差分技術(shù)計(jì)算相鄰兩幀圖像的差異，通過(guò)像素級(jí)的比較，生成一個(gè)差分圖像，突出顯示幀間的變化區(qū)域；

35、特征提取與分析模塊，提取差分圖像的動(dòng)態(tài)變化特征信息，對(duì)動(dòng)態(tài)變化特征信息進(jìn)行分析后，將分析得到的動(dòng)態(tài)變化特征信息輸入到訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型中，對(duì)畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行分析；

36、場(chǎng)景分類(lèi)模塊，根據(jù)深度學(xué)習(xí)模型的分析結(jié)果，將畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況劃分為快速動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景和正常動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景；

37、壓縮策略調(diào)整模塊，針對(duì)正常動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景，采用初始的壓縮算法繼續(xù)進(jìn)行視頻流壓縮，針對(duì)快速動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景，通過(guò)壓縮算法動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼的比特率，確保捕捉視頻圖像中的快速移動(dòng)目標(biāo)和復(fù)雜細(xì)節(jié)。

38、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

39、本發(fā)明通過(guò)提取相鄰兩幀圖像進(jìn)行預(yù)處理和差分計(jì)算，提取運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和變化密度等動(dòng)態(tài)變化特征信息，并將這些特征信息輸入到深度學(xué)習(xí)模型中，準(zhǔn)確分析畫(huà)面場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化情況，再根據(jù)深度學(xué)習(xí)模型的分析結(jié)果，將畫(huà)面場(chǎng)景劃分為快速動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景和正常動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景，在正常動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景中，采用初始的壓縮算法繼續(xù)進(jìn)行視頻流壓縮，而在快速動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)景中，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼的比特率，確保捕捉到快速移動(dòng)目標(biāo)和復(fù)雜細(xì)節(jié)，不僅在視頻質(zhì)量和壓縮效率之間達(dá)到了平衡，還確保了監(jiān)控視頻在關(guān)鍵時(shí)刻能夠提供高質(zhì)量的圖像細(xì)節(jié)，保障了安全監(jiān)控的可靠性和有效性，有助于案件的調(diào)查和取證工作，最終提高了監(jiān)控系統(tǒng)的整體性能和實(shí)用性。