一种用于远程教育的视频服务系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于远程教育的视频服务系统，涉及远程教育技术领域，本发明专利技术包括录入模块、处理模块以及输出模块，录入模块主要用于录入高清教学视频，处理模块主要用于对高清教学视频进行压缩处理，输出模块主要用于输出压缩处理后的高清教学视频；处理模块获取高清教学视频的帧图像，实现得到对应的帧图像组，然后进行第一步背景提取，再进行第二步特征像素提取并压缩，最后进行第三步背景编码和特征像素编码，完成高清教学视频压缩并编码。本发明专利技术为一种用于远程教育的视频服务系统，在保证压缩效果的前提下确保高清教学视频的清晰度，减少高清教学视频占用的内存，减少缓冲时间的等待，防止学习过程被打断，保证学生学习效果。习效果。习效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于远程教育的视频服务系统


[0001]本专利技术涉及远程教育
，特别涉及一种用于远程教育的视频服务系统。

技术介绍

[0002]远程教育，是指使用电视及互联网等传播媒体的教学模式，它突破了时空的界线，有别于传统的在校住宿的教学模式，在远程教育过程中上网课也是一种重要的学习途径，网课是用电子设备通过互联网学习的线上课程，区别于线下课堂教授，网课具有方式多样，灵活便捷等优点，越来越多的学生群体和育儿父母的开始使用，在网课教学过程中常用的一种模式是，教师提前录好教学视频，然后对教学视频进行处理，处理过后在将教学视频发送至对应的学习平台，学生通过学习平台下载或在线观看教学视频完成学习，因此就需要用到远程教育的视频服务系统。
[0003]现有的教学视频录制过程中为了保证学生观看，需要保证教学视频画质足够清晰，因此就教学视频自身内存相当大，若学生端网络出现网速慢，则容易出现视频缓冲，因此在学生观看教学视频时因为缓冲时间的等待，使得学习过程被多次打断，严重影响学生学习效果，因此就需要对教学视频进行处理，在保证教学视频清晰度的前提下，减少教学视频占用的内存，因此有必要提出一种新的解决方案。
[0004]现有的教学视频存在清晰度高的教学视频占用较大内存，影响学生学习效果，为此，我们提出一种用于远程教育的视频服务系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种用于远程教育的视频服务系统，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用于远程教育的视频服务系统，包括录入模块、处理模块以及输出模块，所述录入模块主要用于录入高清教学视频，所述处理模块主要用于对高清教学视频进行压缩处理，所述输出模块主要用于输出压缩处理后的结果；
[0007]所述处理模块获取高清教学视频的帧图像，实现得到对应的帧图像组：[A1,A2,...,An]，然后进行第一步背景提取，再进行第二步特征像素提取并压缩，最后进行第三步背景编码和特征像素编码，完成高清教学视频压缩并编码；
[0008]所述第一步背景提取的具体过程如下将帧图像组：[A1,A2,...,An]全部转化成点阵图，得到对应的图像矩阵组[B1,B2,...,Bn]，然后使用图像矩阵B2减去图像矩阵B1，得到差值矩阵C1，并记录差值矩阵C1中元素值为0的元素点位置，并在图像矩阵B1中找出与差值矩阵C1中元素值为0的元素点位置相同的背景元素点，其余元素点使用0填充，得到背景矩阵D1，再使用图像矩阵B3减去图像矩阵B2，得到差值矩阵C2，并记录差值矩阵C2中元素值为0的元素点位置，并在图像矩阵B2中找出与差值矩阵C2中元素值为0的元素点位置相同的背景元素点，其余元素点使用0填充，得到背景矩阵D2，重复上述步骤得到背景矩阵组[D1,
D2,...,Dn]，将背景矩阵组中的若干背景矩阵中相同位置处的元素点位置数值分别求平均，使用平均值生成一个新的矩阵组，该矩阵组为最终背景矩阵Df，例如B1为B2为经过运算后C1为则D1为例如B3为经过运算后C2为则D2为若仅用D1和D2计算Df，则Df为
[0009]所述第二步特征像素提取并压缩的过程中首先使用图像矩阵组[B1,B2,...,Bn]中的每一个图像矩阵Bi(1≤i≤n)减去最终背景矩阵Df，得到特征像素矩阵组：[E1,E2,...,E
n
]，然后在所述特征像素矩阵组中相邻两个特征像素矩阵做如下转换运算，式子中f(x)为判断函数，α作为判断对比阈值，然后得到(E1、E2、...、E
i
、E
(i+1)1
、E
(i+1)1
、E
(i+1)2
、...、E
(i+1)m
、E
N
)(m＜N)，然后进行相同重叠，最终转化成特征像素压缩矩阵组(E1、E2、......、E
i
、mE
i+1
、......、E
N
)，mE
i+1
表示m个E
i+1
例如，在实际使用，教师背景入黑板全部作为背景，在实际使用中E1中0元素值校对，且只有教师动作，以及在黑板上的板书为特征图像，且若使用教学幻灯片进行辅助教学，则再一定时间内视频显示的内容仅仅为幻灯片的内容，此时使用mE
i+1
进行压缩，不再需要进行对每一帧图像进行压缩，在保证压缩效果的前提下确保高清教学视频的清晰度，减少高清教学视频占用的内存，因此在学生观看教学视频时减少缓冲时间的等待，防止学习过程被多次打断，保证学生学习效果。
[0010]优选地，所述第三步背景压缩和特征像素压缩过程中，对最终背景矩阵Df进行二进制编码，得到背景编码，在对特征像素压缩矩阵组(E1、E2、......、E
i
、mE
i+1
、......、E
N
)进行二进制编码得到特征像素编码，通过进行二进制编码实现数据的通信传输。
[0011]优选地，所述录入模块采用高清摄像头拍摄高清教学视频，并通过通信网络传输至所述处理模块，通过采用高清摄像头拍摄高清教学视频保证教学视频的清晰度，保证学生学习效果。
[0012]优选地，所述具体的f(x)的运算过程为将两个同型矩阵E
j
和E
j+1
对应位置数字进行相减，在取绝对值生成一个差值矩阵，并求出差值矩阵中元素数为0的值占全部元素值中的频率，最终频率为f(x)的运算结果，阈值α的确定过程为前期将两幅相邻且发生变化的图像提前输入运算得到变化的临界值，且对于不同的高清教学视频，对应阈值α的具体数值不同，通过根据对应高清教学视频设定不同阈值α。
[0013]优选地，所述输出模块将得到的背景编码和特征像素编码通过无线网络上传专门设置的教育平台，教育平台内设有学生端口，所述学生端口通过教育平台获取教学高清视频并完成学习，教学平台可以是教学网站，或者网课网站。
[0014]优选地，所述学生端口通过教育平台获取背景编码和特征像素编码，然后进行解压输出最终的高清教学视频，并使用移动终端播放，具体解压过程为所述第三步背景编码
和特征像素编码、所述第二步特征像素提取并压缩以及所述第一步背景提取的逆过程，解压输出最终的高清教学视频与压缩过程相互对应。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0016]本专利技术中，通过进行背景提取，将帧图像组：[A1,A2,...,An]全部转化成点阵图，得到对应的图像矩阵组[B1,B2,...,Bn]，然后使用图像矩阵B2减去图像矩阵B1，得到差值矩阵C1，并记录差值矩阵C1中元素值为0的元素点位置，并在图像矩阵B1中找出与差值矩阵C1中元素值为0的元素点位置相同的背景元素点，其余元素点使用0填充，得到背景矩阵D1，再使用图像矩阵B3减去图像矩阵B2，得到差值矩阵C2，并记录差值矩阵C2中元素值为0的元素点位置，并在图像矩阵B2中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于远程教育的视频服务系统，其特征在于：包括录入模块、处理模块以及输出模块，所述录入模块主要用于录入高清教学视频，所述处理模块主要用于对高清教学视频进行压缩处理，所述输出模块主要用于输出压缩处理后的结果；所述处理模块获取高清教学视频的帧图像，实现得到对应的帧图像组：[A1,A2,...,An]，然后进行第一步背景提取，再进行第二步特征像素提取并压缩，最后进行第三步背景编码和特征像素编码，完成高清教学视频压缩并编码；所述第一步背景提取的具体过程如下将帧图像组：[A1,A2,...,An]全部转化成点阵图，得到对应的图像矩阵组[B1,B2,...,Bn]，然后使用图像矩阵B2减去图像矩阵B1，得到差值矩阵C1，并记录差值矩阵C1中元素值为0的元素点位置，并在图像矩阵B1中找出与差值矩阵C1中元素值为0的元素点位置相同的背景元素点，其余元素点使用0填充，得到背景矩阵D1，再使用图像矩阵B3减去图像矩阵B2，得到差值矩阵C2，并记录差值矩阵C2中元素值为0的元素点位置，并在图像矩阵B2中找出与差值矩阵C2中元素值为0的元素点位置相同的背景元素点，其余元素点使用0填充，得到背景矩阵D2，重复上述步骤得到背景矩阵组[D1,D2,...,Dn]，将背景矩阵组中的若干背景矩阵中相同位置处的元素点位置数值分别求平均，使用平均值生成一个新的矩阵组，该矩阵组为最终背景矩阵Df；所述第二步特征像素提取并压缩的过程中首先使用图像矩阵组[B1,B2,...,Bn]中的每一个图像矩阵Bi(1≤i≤n)减去最终背景矩阵Df，得到特征像素矩阵组：[E1,E2,...,E
n
]，然后在所述特征像素矩阵组中相邻两个特征像素矩阵做如下转换运算，式子中f(x)为判断函数，α作为判断对比阈值，然后得到然后进行相同重叠，最终转化成特征像素压缩矩阵组(E1、E2、......、E
i
、mE
i+1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：文珺，王索元，
申请(专利权)人：南京宜健智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：