一种视频大数据存储及转码优化系统技术方案

本发明专利技术提出一种视频大数据存储及转码优化系统。所述系统包括：图像采集模块，用于采集原始图像；关键帧选取模块，用于根据相邻帧原始图像ROI中对应特征点总欧式距离

【技术实现步骤摘要】
一种视频大数据存储及转码优化系统
本申请涉及计算机视觉领域，具体涉及一种视频大数据存储及转码优化系统。
技术介绍
进入信息时代，需要存储的数据量出现暴涨，存储数据的大量冗余提高了硬件的成本，造成大量人力、物力的消耗。对于视频数据而言，其存储通常表现为空间、颜色的冗余，如何降低视频对存储空间的消耗是当前科研的一个难题。现有技术通过降低视频的分辨率来节省存储空间，这种方法虽然能有效降低视频占用的存储空间，但也丢失了一部分关键信息，影响了后续对视频进行分析的效率。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提出一种视频大数据存储及转码优化系统。所述系统包括：图像采集模块，用于采集原始图像；关键帧选取模块用于根据相邻帧原始图像ROI中对应特征点总欧式距离选取关键帧、待定背景帧和无关帧；背景帧选取模块用于判断待定背景帧是否为背景帧；转码优化模块用于根据确定各帧的编码量化参数QP；数据存储模块用于将关键帧和背景帧分别转化为灰度图像和YUV图像并分为若干个图像组储存起来；色彩重建模块用于根据图像组中背景帧YUV图像来恢复同一图像组中的关键帧灰度图像的色彩。一种视频大数据存储及转码优化系统，其特征在于，该系统包括：图像采集模块，用于采集原始图像，在每一帧所述原始图像中设置ROI；关键帧选取模块，用于根据当前帧原始图像ROI和上一帧原始图像ROI中对应特征点总欧式距离，判断所述当前帧原始图像为关键帧、待定背景帧或无关帧；背景帧选取模块，用于根据所述各待定背景帧和时间上与所述待定背景帧最近的背景帧的亮度相似性，判断所述待定背景帧是否为背景帧，以此输出若干张背景帧；转码优化模块，用于根据所述总欧式距离与编码量化参数QP的关系模型，确定对所述关键帧和所述背景帧进行编码所用编码量化参数QP；数据存储模块，用于将相邻所述背景帧之间的关键帧和前一背景帧归为一个图像组，还用于将所述图像组内的关键帧转化为关键帧灰度图像并储存，将所述图像组内的背景帧转化为背景帧YUV图像并储存；色彩重建模块，用于根据所述图像组中的背景帧YUV图像来恢复同一所述图像组中的关键帧灰度图像的色彩，并输出关键帧RGB图像。所述关键帧选取模块，用于根据当前帧原始图像ROI和上一帧原始图像ROI中对应特征点总欧式距离，判断所述当前帧原始图像为关键帧、待定背景帧或无关帧，具体包括：找到上一帧原始图像ROI中第一特征点的坐标，并根据上一帧原始图像和当前帧原始图像预测当前帧原始图像ROI中第二特征点的坐标，所述第二特征点和所述第一特征点一一对应。计算每个所述第一特征点和对应的所述第二特征点的欧式距离，设置经验欧式距离阈值，当时，舍去该值；当时，保留该值。将筛选后剩下的欧式距离相加得到总欧式距离；预设第一欧式距离阈值、第二欧式距离阈值，且＜；当时，判定所述当前帧原始图像为所述关键帧；当时，判定所述当前帧原始图像为所述无关帧；当时，判定所述当前帧原始图像为所述待定背景帧。所述背景帧选取模块，用于根据所述各待定背景帧和时间上与所述待定背景帧最近的背景帧的亮度相似性，判断所述待定背景帧是否为背景帧，以此输出若干张背景帧，具体包括：S1，将待定背景帧按时间顺序排列，得到待定背景帧序列，设待定背景帧序列中第一个待定背景帧为背景帧，将其加入背景帧集合，并从待定背景帧序列中删除；S2，按时间顺序从待定背景帧序列上取一个待定背景帧作为待处理待定背景帧，从背景帧集合中确定与待处理待定背景帧时序距离最近的背景帧，并计算所述待处理待定背景帧与之间的亮度差阈值：，T为拍摄所述待处理待定背景帧的时刻，为拍摄所述与待处理待定背景帧时序距离最近的背景帧的时刻，为时刻照度，为时刻的照度，为比例调节系数；S3，设置经验亮度差阈值，当时，判定理想亮度差；当时，判定理想亮度差；S4，计算所述待处理待定背景帧与所述背景帧的亮度差，，为所述待处理待定背景帧内所有像素的灰度平均值，为所述背景帧内所有像素的灰度平均值；当时，判定所述待处理待定背景帧为背景帧并将其加入背景帧集合；当时，判定所述待处理待定背景帧为无关帧；S5，重复S2-S4直至所有待定背景帧被处理完成，输出若干张背景帧。所述关系模型为：，为四舍五入取整函数，为底数调整因子，为值域调整因子，为常数调整因子。所述色彩重建模块包括：第一编码器，用于提取所述关键帧灰度图像的第一特征张量；第二编码器，用于提取所述背景帧YUV图像的第二特征张量；解码器，用于将所述第一特征张量和所述第二特征张量联合并进行色彩恢复，输出所述关键帧RGB图像。所述色彩重建模块为神经网络，所述色彩重建模块的训练方法包括：以若干个所述图像组为数据集；对所述数据集进行标注，标注为所述关键帧灰度图像对应的所述关键帧RGB图像数据；使用均方误差损失函数进行训练。本专利技术和现有技术相比有如下有益效果：（1）根据相邻帧之间ROI区域对应特征点总欧式距离选取关键帧，将关键帧转化为灰度图像并存储，降低存储空间的消耗并保留了关键信息，有利于后续对视频的分析；（2）根据光强传感器估计理想亮度差F，将待定背景帧和时间上最近的背景帧之间的亮度差值和F对比，来确定理想亮度差F用于筛选背景帧。得到的背景帧和同一图像组的关键帧亮度差较小，可以更好地还原出关键帧灰度图像的色彩；（3）利用神经网络，根据背景帧YUV图像来恢复关键帧灰度图像的色彩，可以更快速、更准确地还原出关键帧原本的色彩。附图说明图1为系统结构图。图2为色彩重建模块结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。实施例一：本专利技术的主要目的是实现对摄像头采集的图像进行选择性存储，并对图像进行颜色压缩，降低视频编码的时间与存储占用的空间。为了实现本专利技术所述内容，本专利技术设计了一种视频大数据存储及转码优化系统，系统结构图如图1所示。所述系统包括：图像采集模块、关键帧选取模块、背景帧选取模块、转码优化模块、数据存储模块、色彩重建模块。本专利技术主要针对城市道路、工厂等监控区域的监控摄像头采集的图像进行处理，监控摄像头采集的图像若不经过压缩处理降低码率，会占用大量存储空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频大数据存储及转码优化系统，其特征在于，该系统包括：/n图像采集模块，用于采集原始图像，在每一帧所述原始图像中设置ROI；/n关键帧选取模块，用于根据当前帧原始图像ROI和上一帧原始图像ROI中对应特征点总欧式距离

【技术特征摘要】
1.一种视频大数据存储及转码优化系统，其特征在于，该系统包括：
图像采集模块，用于采集原始图像，在每一帧所述原始图像中设置ROI；
关键帧选取模块，用于根据当前帧原始图像ROI和上一帧原始图像ROI中对应特征点总欧式距离，判断所述当前帧原始图像为关键帧、待定背景帧或无关帧；
背景帧选取模块，用于根据所述各待定背景帧和时间上与所述待定背景帧最近的背景帧的亮度相似性，判断所述待定背景帧是否为背景帧，以此输出若干张背景帧；
转码优化模块，用于根据所述总欧式距离与编码量化参数QP的关系模型，确定对所述关键帧和所述背景帧进行编码所用编码量化参数QP；
数据存储模块，用于将相邻所述背景帧之间的关键帧和前一背景帧归为一个图像组，还用于将所述图像组内的关键帧转化为关键帧灰度图像并储存，将所述图像组内的背景帧转化为背景帧YUV图像并储存；
色彩重建模块，用于根据所述图像组中的背景帧YUV图像来恢复同一所述图像组中的关键帧灰度图像的色彩，并输出关键帧RGB图像。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述关键帧选取模块，用于根据当前帧原始图像ROI和上一帧原始图像ROI中对应特征点总欧式距离，判断所述当前帧原始图像为关键帧、待定背景帧或无关帧，具体包括：
找到上一帧原始图像ROI中第一特征点的坐标，并根据上一帧原始图像和当前帧原始图像预测当前帧原始图像ROI中第二特征点的坐标，所述第二特征点和所述第一特征点一一对应；
计算每个所述第一特征点和对应的所述第二特征点的欧式距离，设置经验欧式距离阈值，当时，舍去该值；当时，保留该值；
将筛选后剩下的欧式距离相加得到总欧式距离；
预设第一欧式距离阈值、第二欧式距离阈值，且＜；
当时，判定所述当前帧原始图像为所述关键帧；当时，判定所述当前帧原始图像为所述无关帧；当时，判定所述当前帧原始图像为所述待定背景帧。


3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述背景帧选取模块，用于根据所述各待定背景帧和时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海强，李源，李露，肖俊，
申请(专利权)人：光谷技术股份公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42