一种矿下视频无线传输自适应编码方法技术

本发明专利技术涉及图像通信技术领域，具体涉及一种矿下视频无线传输自适应编码方法，包括：获取待传输数据，获得每一帧视频帧的比特率，获得每帧视频帧的同步变化视频帧，获得每帧视频帧中每个像素点的规律程度，获得每帧视频帧中每个像素点对监控信息的表现程度，获得每帧视频帧中每个像素点对监控信息的变化表现程度，获得每帧视频帧中每个像素点的信息损失程度，根据每帧视频帧中每个像素点的信息损失程度对视频帧进行自适应编码。本发明专利技术对视频帧进行基于不同像素点的不同信息损失程度的自适应编码，保证对矿下突变信息的完整性，同时又避免无效监测区域对编码压缩效果的影响，从而提高无线传输效率。高无线传输效率。高无线传输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种矿下视频无线传输自适应编码方法


[0001]本专利技术涉及图像通信
，具体涉及一种矿下视频无线传输自适应编码方法。

技术介绍

[0002]矿下作业一般指地面一下矿井中作业，其生产作业危险性较大，为了解决矿下安全生产问题，有效提高安全管理水准，需要通过在矿下的各生产环节中装备工业监控系统，进行矿下视频监测。但是矿井内地理环境复杂，传统电缆连接方式中电缆的铺设难度大，日常维护不便，所以一般直接采用可靠、高效、低成本的无线传输。此时为了提高传输效率，需要对监控视频进行压缩。
[0003]对于监控视频的压缩，主要针对视频帧之间的冗余关系对其进行编码，且在无线传输过程中，为了保证传输效率，常常采用自适应编码。现有的自适应编码主要针对无线传输网络带宽等，对视频帧的比特率等进行自适应调整，此时视频中同一帧视频帧的信息损失程度一致。由于矿下监控视频主要针对矿下的突发安全隐患，所以视频帧中不同区域的监控需求不同，所以不同帧视频帧对应的信息损失需求不同，所以视频帧中存在其他对监控信息表现不同的区域。所以常规的自适应编码可能导致所针对的突发安全隐患表现区域的损失过大，或者无用区域的信息保留，导致视频压缩效率不高或者有用信息损失过多，无法达到监控效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种矿下视频无线传输自适应编码方法，以解决现有的问题。
[0005]本专利技术的一种矿下视频无线传输自适应编码方法采用如下技术方案：本专利技术一个实施例提供了一种矿下视频无线传输自适应编码方法，该方法包括以下步骤：获取待传输数据，包括若干帧视频帧；获得每帧视频帧的所有同步变化视频帧，根据每帧视频帧与每帧视频帧的同步变化视频帧的变化关系，获得每帧视频帧中每个像素点的规律程度；根据每一帧视频帧的比特率以及每帧视频帧中每个像素点与所有参考视频帧中相同位置的像素点的变化关系，获得每帧视频帧中每个像素点对监控信息的表现程度；根据每帧视频帧中每个像素点的表现程度获得每个像素点的所有邻接连通域，根据每个像素点与所有特征连通域的位置关系，获得每帧视频帧中每个像素点对监控信息的变化表现程度；根据每个像素点对监控信息的变化表现程度，获得每帧视频帧中每个像素点的信息损失程度；根据每帧视频帧中每个像素点的信息损失程度对视频帧进行自适应编码。
[0006]进一步地，所述获得每帧视频帧的所有同步变化视频帧，包括的具体步骤如下：
将任意一帧视频帧记为目标视频帧，选择目标视频帧之前连续相邻的N1帧视频帧作为目标视频帧的参考视频帧；将目标视频帧中的任意一个像素点记为目标像素点，将每个参考视频帧中与目标像素点的位置相同的像素点记为参考像素点，获得目标视频帧的目标像素点与每个参考视频帧的参考像素点的变化程度；将以目标视频帧的目标像素点为圆心、半径等于预设第一半径r1的区域记为目标区域，对于变化程度小于变化阈值Y1的任意一个参考视频帧，将以参考视频帧的参考像素点为圆心、半径等于预设第一半径r1的区域记为参考区域，获得目标区域与参考区域中相同位置的像素点的变化程度，将参考区域中变化程度小于变化阈值Y1的像素点记为变化像素点；获得参考区域中的所有邻接像素点，将目标区域中与参考区域中的所有邻接像素点位置相同的像素点，记为目标区域的所有邻接像素点；将所有邻接像素点的数量大于预设第二数量N2的参考区域对应的参考视频帧记为目标视频帧的同步变化视频帧。
[0007]进一步地，所述获得目标视频帧的目标像素点与每个参考视频帧的参考像素点的变化程度，包括的具体步骤如下：目标视频帧与每个参考视频帧中相同位置的像素点的变化程度的具体计算公式为：式中，表示目标视频帧中第j个像素点与第i个参考视频帧中第j个像素点的变化程度，表示目标视频帧中第j个像素点与目标视频帧的前一帧视频帧中第j个像素点的灰度值的差值的绝对值，表示第i个参考视频帧中第j个像素点与第i个参考视频帧的前一帧视频帧中第j个像素点的灰度值的差值的绝对值，表示取绝对值。
[0008]进一步地，所述获得参考区域中的所有邻接像素点，包括的具体步骤如下：将参考区域中的参考像素点作为邻接像素点，以邻接像素点为中心，判断8邻域内是否存在变化像素点：如果存在，将存在的每个变化像素点作为邻接像素点，以每个邻接像素点为中心，判断每个8邻域内是否存在变化像素点；重复上述操作，直至8邻域内不存在变化像素点。
[0009]进一步地，所述获得每帧视频帧中每个像素点的规律程度，包括的具体步骤如下：目标视频帧中目标像素点的规律程度的具体表示为：式中，f表示目标视频帧中目标像素点的规律程度，M表示目标视频帧的同步变化视频帧的数量，表示目标视频帧与所有同步变化视频帧的帧间隔的最小值，表示第m个同步变化视频帧与第m+1个同步变化视频帧的帧间隔，表示第m个同步变化视频帧的参考区域中的所有邻接像素点的数量，表示目标视频帧的目标区域中的所有邻接像素点与目标视频帧的前一帧视频帧中相同位置的所有像素点的灰度值的差值的绝对值的标准差，表示第m个同步变化视频帧的参考区域中的所有邻接像素点与第m个同步变化视频帧的前一帧视频帧中相同位置的所有像素点的灰度值的差值的绝对值的标准差，目标视频帧的目标区域中的所有邻接像素点与第m个同步变
化视频帧的参考区域中相同位置的邻接像素点的变化程度的均值，表示取绝对值。
[0010]进一步地，所述获得每帧视频帧中每个像素点对监控信息的表现程度，包括的具体步骤如下：将参考像素点与目标像素点的灰度值不同的参考视频帧记为差异参考视频帧；目标视频帧中目标像素点对监控信息的表现程度的具体计算公式为：式中，G表示目标视频帧中目标像素点对监控信息的表现程度，n表示差异参考视频帧的数量，N表示预设数量，表示目标像素点与目标视频帧的前一帧视频帧中相同位置的像素点的灰度值的差值的绝对值，表示目标视频帧的第i个参考视频帧中的参考像素点与第i个参考视频帧的前一帧视频帧中相同位置的像素点的灰度值的差值的绝对值，表示目标视频帧与目标视频帧的第i个参考视频帧的帧间隔，f表示目标视频帧中目标像素点的规律程度；通过线性归一化方法对目标视频帧中所有像素点对监控信息的表现程度进行归一化，将归一化后的结果记为目标视频帧中每个像素点对监控信息的表现程度。
[0011]进一步地，所述获得每个像素点的所有邻接连通域，包括的具体步骤如下：将对监控信息的表现程度大于预设表现阈值Y2的像素点记为目标视频帧的特征像素点；对目标视频帧中的所有特征像素点进行连通域分析，获得目标视频帧中的若干个连通域，记为目标视频帧的特征连通域；对于目标视频帧中的每个像素点，将以目标视频帧的每个像素点为圆心、半径等于预设第二半径r2的区域中存在的特征连通域，记为每个像素点的邻接连通域。
[0012]进一步地，所述获得每帧视频帧中每个像素点对监控信息的变化表现程度，包括的具体步骤如下：将目标视频帧中的任意一个像素点记为目标像素点，目标视频帧中目标像素点对监控信息的变化表现程度的具体计算公式为：式中，Q表示目标视频帧中目标像素点对监控信息的变化表现程度，G表示目标视频帧中目标像素点对监控信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿下视频无线传输自适应编码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取待传输数据，包括若干帧视频帧；获得每帧视频帧的所有同步变化视频帧，根据每帧视频帧与每帧视频帧的同步变化视频帧的变化关系，获得每帧视频帧中每个像素点的规律程度；根据每一帧视频帧的比特率以及每帧视频帧中每个像素点与所有参考视频帧中相同位置的像素点的变化关系，获得每帧视频帧中每个像素点对监控信息的表现程度；根据每帧视频帧中每个像素点的表现程度获得每个像素点的所有邻接连通域，根据每个像素点与所有特征连通域的位置关系，获得每帧视频帧中每个像素点对监控信息的变化表现程度；根据每个像素点对监控信息的变化表现程度，获得每帧视频帧中每个像素点的信息损失程度；根据每帧视频帧中每个像素点的信息损失程度对视频帧进行自适应编码。2.根据权利要求1所述的一种矿下视频无线传输自适应编码方法，其特征在于，所述获得每帧视频帧的所有同步变化视频帧，包括的具体步骤如下：将任意一帧视频帧记为目标视频帧，选择目标视频帧之前连续相邻的N1帧视频帧作为目标视频帧的参考视频帧；将目标视频帧中的任意一个像素点记为目标像素点，将每个参考视频帧中与目标像素点的位置相同的像素点记为参考像素点，获得目标视频帧的目标像素点与每个参考视频帧的参考像素点的变化程度；将以目标视频帧的目标像素点为圆心、半径等于预设第一半径r1的区域记为目标区域，对于变化程度小于变化阈值Y1的任意一个参考视频帧，将以参考视频帧的参考像素点为圆心、半径等于预设第一半径r1的区域记为参考区域，获得目标区域与参考区域中相同位置的像素点的变化程度，将参考区域中变化程度小于变化阈值Y1的像素点记为变化像素点；获得参考区域中的所有邻接像素点，将目标区域中与参考区域中的所有邻接像素点位置相同的像素点，记为目标区域的所有邻接像素点；将所有邻接像素点的数量大于预设第二数量N2的参考区域对应的参考视频帧记为目标视频帧的同步变化视频帧。3.根据权利要求2所述的一种矿下视频无线传输自适应编码方法，其特征在于，所述获得目标视频帧的目标像素点与每个参考视频帧的参考像素点的变化程度，包括的具体步骤如下：目标视频帧与每个参考视频帧中相同位置的像素点的变化程度的具体计算公式为：式中，表示目标视频帧中第j个像素点与第i个参考视频帧中第j个像素点的变化程度，表示目标视频帧中第j个像素点与目标视频帧的前一帧视频帧中第j个像素点的灰度值的差值的绝对值，表示第i个参考视频帧中第j个像素点与第i个参考视频帧的前一帧视频帧中第j个像素点的灰度值的差值的绝对值，表示取绝对值。4.根据权利要求2所述的一种矿下视频无线传输自适应编码方法，其特征在于，所述获得参考区域中的所有邻接像素点，包括的具体步骤如下：将参考区域中的参考像素点作为邻接像素点，以邻接像素点为中心，判断8邻域内是否
存在变化像素点：如果存在，将存在的每个变化像素点作为邻接像素点，以每个邻接像素点为中心，判断每个8邻域内是否存在变化像素点；重复上述操作，直至8邻域内不存在变化像素点。5.根据权利要求1所述的一种矿下视频无线传输自适应编码方法，其特征在于，所述获得每帧视频帧中每个像素点的规律程度，包括的具体步骤如下：目标视频帧中目标像素点的规律程度的具体表示为：式中，f表示目标视频帧中目标像素点的规律程度，M表示目标视频帧的同步变化视频帧的数量，表示目标视频帧与所有同步变化视频帧的帧间隔的最小值，表示第m个同步变化视频帧与第m+1个同步变化视频帧的帧间隔，表示第m个同步变化视频帧的参考区域中的所有邻接像素点的数量，表示目标视频帧的目标区域中的所有邻接像素点与目标视频帧的前一帧视频帧中相同位置的所有像素点的灰度值的差值的绝对值的标准差，表示第m个同步变化视频帧的参考区域中的所有邻接像素点...

【专利技术属性】
技术研发人员：康亚飞，贺广强，王猛，赵金升，
申请(专利权)人：华洋通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：