一种面向移动终端的温室蔬菜视频推送方法技术

本发明专利技术公开了一种面向移动终端的视频推送方法，该发明专利技术将视频压缩技术与VoIP通信技术相结合，改进了视频压缩方法以适应无线信号传输带宽的需要，借鉴视频目标检测技术对视频监控的主体目标进行检测，以进行后续的分层压缩处理。同时将VoIP技术中的视频通话技术、IVVR平台技术等引入了视频推送平台。设计了一种基于内容的视频压缩方法、SIP协议与3G-324M协议互通网关，借鉴IVVR平台技术构建视频推送平台，将各个技术结合起来用于实时视频推送。如该发明专利技术得到有效推广，在VoIP技术和IVVR平台技术的基础上，会在实时视频推送领域有所贡献。

【技术实现步骤摘要】
一种面向移动终端的温室蔬菜视频推送方法
本专利技术涉及移动通信
，更具体涉及一种面向移动终端的温室蔬菜视频推送方法。
技术介绍
设施农业对于很多人来说是一种新兴事物。但是，设施农业这一概念并不新鲜，早在公元前4世纪已经有著作记录保护一定的土地来种植农产品，这也可归为广义的设施农业。而15到16世纪西方国家开始建造简单的温室培养蔬菜和小水果。而我国早在宋朝也出现了一些类似温室的建筑，主要功能是种植反季节的蔬菜。由此可见，设施农业的概念一直伴随着人类发展史。早期的设施农业由于其他工程技术和信息技术的限制，作用有限并不能影响整个社会的进步。但是，随着第三次科技革命以来，信息技术、电子技术飞速发展，设施农业涌现了蓬勃的生机。1990年美国第一次将精准农业理论知识和信息技术结合以来，农业技术开始与信息技术全面接轨，而新兴的设施农业依靠传统的温室工程技术、果蔬种植技术、畜牧养殖技术以及生物技术作为基础，把信息科技、机械技术、电子技术为手段，将多种技术相融合服务农业生产，这不仅大大提高了农业生产的效率，更是实现了现代农业的突破。同时，这种知识与技术相结合的应用模式也是近现代多个领域内的发展方式。因此，设施农业有着良好的发展前景和方向，可以说是未来农业生产的趋势所在。我国的设施农业在20世纪80年代起步，最早期仅仅是简单的温室建设，尽管出于设施农业的理论体系，但是并没有合理的利用其他相关技术进行综合管理和生产。经过几十年的发展，我国在设施农业领域取得了举世瞩目的成就，主要集中在日光温室的自动化管理、3S技术(GPS/GIS/RS)的应用、以及农业信息化相关建设。在设施农业系统中，对设施环境的监测与控制是实现设施农业生产自动化、高效化的重要环节。目前，农田监测系统多是基于3S技术对农田实时监测生物的各种生长环境因素，包括温度、湿度、光照度、CO2浓度、土壤温度、土壤水分以及土壤电导率等进行监测(张嬛，2012)。但是由于我国农民的文化程度普遍偏低、地区经济发展差异以及通讯设备的技术限制，使得3S技术无法在我国农村大规模投入生产。根据人的感知理论，在人接触的信息中，视觉信息占有效信息的80％以上，视觉信息也是最直观、最容易理解的。因此在设施温室中加入视频监测系统，不仅可以为农户提供有效、易于掌握的检测手段，而且也为设施农业监测领域提供了一种易于推广的监测模式。视频监测技术是现代监测的重要工具，对于保障人们日常生活和生产安全有着重要的意义。它以其直观、方便、信息量大以及获取速度快而广泛应用于需要监测的各个行业，如：交通、电力、通信、石油、化工、水利、林业、农业、物流、金融、军事、社会安全保障、企事业单位安全生产等(杨茂林，2005)。随着视频采集技术的发展和视频传输技术的进步，视频监测系统也随之不断地进步和发展。20世纪90年代末期，随着网络带宽提升，以及各种视频处理技术的出现，视频监控系统步入了网络时代，被称为网络监测系统，即第三代视频监测系统。这种监控系统大多数是使用网络摄像头为视频采集前端、以公网为数据传输信道、采用计算机作为视频监控终端。这种情况在一般的其他领域中可以得到很好的应用，但是如果应用在设施农业领域中，尤其是要推广到农户手里就遇到了很多困难：首先，需要在计算机旁边雇佣监控观察人员，很多农村不具备这种条件。其次，需要公共网络的支撑，在边远农村很难保证。再次，而根据爱立信公司的调查结果，截止2011年，农村中固定电话的普及率为46％，手机的普及率则上升至90％，家用电脑的普及率为了31％。如果需要添加新的电脑终端，对农户的经济造成一定负担。鉴于手机登移动终端在农户中占有很高的普及率，面向移动终端的视频监控系统应运而生，而且随着移动技术的不断进步而逐步完善。很多专家、学者以及运营商开发出面向移动终端的视频监控系统。但是现有的面向移动终端的监控系统，主要通过移动网络中的上网方式进行视频码流传输。尽管利用了移动终端进行视频监控，但是由于我国移动网络中流量的带宽限制以及高额费用，为农户增加了新的负担。如何解决移动网络中数据传输问题，对信号传输领域已做了大量研究。发现新兴起的视频电话技术可以很好的解决资费过高的问题。视频电话技术是VoIP相关技术中的一个分支，涉及视频压缩、IP技术的分组化、数字化传输技术等技术。通过移动网络中的通话信道进行数据传输而不是网络信道，并通过压缩视频解决3G-324M协议族(通话主要协议)中64kbps的视频信道的带宽限制。并通过IP技术的分组化、数字化传输技术等实现网络融合。视频电话在国内属于新兴技术，但是在国外已经相对成熟。可以预见视频电话在未来中有良好的普及率、较低的消费、以及优秀的视频画面。因此，如果采用视频电话技术针对设施环境中的监控视频数据进行传输，有如下几点优势：①资费较低，尽管目前国内视频电话资费为每分钟6毛，但是根据国外视频电话的发展趋势可以发现，资费最终会降低，如同原来二代移动网络资费一样。②操作便利，仅仅拨通一个号码，即可实现视频服务，相对于其他视频监控手段而言，方便很多。③易于实现，视频电话技术在国外相对成熟，它的相关协议提供开放的网络接口和数据接口，易于融网，便于实现。综上所述，结合我国设施农业发展趋势，需要对如何建立面向移动终端的视频推送系统进行研究，并对相关技术进行学习。可以预见，该研究内容技术基础比较雄厚，技术可行性高。并为设施农业视频监控领域进行了重要的补充，为现代化农村建设添砖加瓦。具有很好的研究意义和影响。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题就是基于内容的视频压缩技术与VoIP通讯技术相结合，建立基于移动终端的视频监测系统。借鉴智能视频监测技术的组成模式和前端技术，通过基于内容的视频压缩技术对视频信号进行处理，在不减少视频观看效果的基础上对视频信号进行最大化压缩，以应对移动网络带宽限制，且降低成本，提供一种面向移动终端的温室蔬菜视频推送方法。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种面向移动终端的温室蔬菜视频推送方法，该方法包括步骤：步骤一：基于温室蔬菜的视频压缩：针对温室背景建模，提取不种植蔬菜时的监控画面，采用均值滤波的方法，建立初始背景模型；采用背景差分法进行蔬菜目标检测，根据检测结果进行量化，并利用外接矩形模型进行数学建模；并基于H.264算法采用分级量化的方式对视频数据进行分层次压缩,为后续数据传输提供压缩好的视频数据；步骤二：搭建视频推送硬件平台：建立视频采集前端，视频采集前端采用嵌入式的编码模块和SIP通信模块，并通过高精度摄像机进行视频采集；建立数据处理服务器组，服务器组为IVVR服务器，CTI核心服务器、数据库和SIP服务器；步骤三：建立基于SIP协议的平台系统内部互通功能：建立SIP虚拟机，其上层是用户程序层SIPUA，中间层为协议栈层，下层为系统平台层；由SIP服务器对视频采集前端的SIP虚拟机进行SIP呼叫；步骤四：建立SIP与3G-324M的交互网关：在服务器组中的IVVR服务器上采用映射的方式建立SIP协议与3G-324M协议的交互网关；最终实现用户与视频采集前端的互通；并用SQLsever2000数据库建立用户信息数据库,储存用户信息、定义用户权限；步骤五：视频推送功能流程设计：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向移动终端的温室蔬菜视频推送方法，其特征在于，该方法包括步骤：步骤一：基于温室蔬菜的视频压缩：针对温室背景建模，提取不种植蔬菜时的监控画面，采用均值滤波的方法，建立初始背景模型；采用背景差分法进行蔬菜目标检测，根据检测结果进行量化，并利用外接矩形模型进行数学建模；并基于H.264算法采用分级量化的方式对视频数据进行分层次压缩,为后续数据传输提供压缩好的视频数据；步骤二：搭建视频推送硬件平台：建立视频采集前端，视频采集前端采用嵌入式的编码模块和SIP通信模块，并通过高精度摄像机进行视频采集；建立数据处理服务器组，服务器组为IVVR服务器，CTI核心服务器、数据库和SIP服务器；步骤三：建立基于SIP协议的平台系统内部互通功能：建立SIP虚拟机，其上层是用户程序层SIP UA，中间层为协议栈层，下层为系统平台层；由SIP服务器对视频采集前端的SIP虚拟机进行SIP呼叫；步骤四：建立SIP与3G‑324M的交互网关：在服务器组中的IVVR服务器上采用映射的方式建立SIP协议与3G‑324M协议的交互网关；最终实现用户与视频采集前端的互通；并用SQLsever2000数据库建立用户信息数据库,储存用户信息、定义用户权限；步骤五：视频推送功能流程设计：通过服务器组中CTI核心服务器控制实现视频推送功能，通过mycomm流程文件编辑平台编辑服务流程，将流程文件导入CTI服务器中，实现视频推送功能；步骤六：进行视频推送：进行电话呼入，输入用户ID和密码，验证用户密码，若正确则登入视频推送平台，若错误则提醒用户从新输入，提取ID对应的IP地址，进入选择界面和输入特殊按键，选择对应不同IP的按键与不同视频采集前端建立联系，进行实时视频推送。...

【技术特征摘要】
1.一种面向移动终端的温室蔬菜视频推送方法，其特征在于，该方法包括步骤：步骤一：基于温室蔬菜的视频压缩：针对温室背景建模，提取不种植蔬菜时的监控画面，采用均值滤波的方法，建立初始背景模型；采用背景差分法进行蔬菜目标检测，根据检测结果进行量化，并利用外接矩形模型进行数学建模；并基于H.264算法采用分级量化的方式对视频数据进行分层次压缩,为后续数据传输提供压缩好的视频数据；并在解压域通过目标检测来确定阈值进行帧间压缩；方法如下：(一)视频目标检测采用一种基于颜色直方图的目标检测方法对视频目标进行监测；(二)基于H.264的视频压缩方法改进利用H.264量化特性将量化步长QStep和量化参数QP与监测画面的目标、背景建立函数关系；并利用H.264自身的网络层协议与3G-324M协议的高度兼容的特点进行数据传输；步骤二：搭建视频推送硬件平台：建立视频采集前端，视频采集前端采用嵌入式的编码模块和SIP通信模块，并通过高精度摄像机进行视频采集；建立数据处理服务器组，服务器组为IVVR服务器，CTI核心服务器、数据库和SIP服务器；步骤三：建立基于SIP协议的平台系统内部互通功...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅泽田，张领先，李鑫星，姜洪亮，温皓杰，陈英义，李道亮，阮怀军，封文杰，赵佳，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11