基于数据压缩的无线视频传输系统

摘要

本发明公开了一种基于数据压缩的无线视频传输系统，所述系统将CCD摄像机摄制的视频图像以视频图像信号的方式发送至发射模块进行调制，调制成微波信号后通过发射天线发射出去，接收天线接收此微波信号并通过信号处理板解调还原为视频图像，对此视频图像分割成图像帧，通过结构相似性度量计算方法计算图像帧的相似度，判定为相似的图像帧选择其中一个图像帧保存并删除其余图像帧和视频，判定为不相似的图像帧还原为视频并保存。

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频传输系统，尤其是一种基于数据压缩的无线视频传输系统。

背景技术

无线视频传输是指不用布线，利用无线电波来传输视频、声音、数据等信号的监控系统。相对于挖沟埋管的有线视频传播方式，无线视频传输系统的综合成本低，性能更稳定，只需要一次性投资。在无线视频传输的技术中，微波传输具有良好的抗灾性能，对于水灾、风灾以及地震等自然灾害，微波一般都不受干扰，时间延迟低且精度高。

在日常生活中，尤其是在监控领域的应用中，往往视频保存7天至15天，这是因为无线传输的视频存在占用内存大，录制时间短的问题，尤其是存在大量冗余的静态画面占用了大量的内存，使工作人员在翻找或查询录像时也花费了大量的不必要时间，降低了工作效率，提高了录像存储成本。

发明专利文件CN 103974070 B中公开了一种基于多用户输入输出的无线视频传输方法及系统，利用局部范围内的视频流的相似度进行合理压缩，解决了传输效率低的问题，但是没有解决占用数据内存大、工作效率低的问题，且采用的是平均绝对差计算方式，将离差绝对值化，对于真实值和预测值有要求，不能够非常精确地反应出预测结果，而本文采用改进的结构相似性度量计算方法(NSSIM)从亮度、对比度、结构和模糊度四个方面度量图像的相似性，改进了相关参数，使得计算结果更为精准，更适合于图像的相似度处理上，简单方便并且灵敏度高。

发明内容

为了克服上述所指的现有技术的不足之处，本发明提供一种基于数据压缩的无线视频传输系统，以针对同一时间段内的静止画面或相似度极高的画面进行合理的压缩和删除，大量节省存储空间，在需要搜索和查找时也便于工作人员操作。

基于数据压缩的无线视频传输系统，其特征在于，包括有：

发射模块：发射模块调制其接收的视频图像信号并转换成微波信号，发射模块还包括发射天线，发射天线与发射模块电性连接用于发射微波信号；

CCD摄像机：CCD摄像机与发射模块电性连接用于采集视频图像，CCD摄像机具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点，可录制清晰度高、不畸变的优质视频图像；

接收模块：接收模块包括接收天线和信号处理板，接收模块与接收天线电性连接，通过接收天线接收微波信号，信号处理板解调微波信号并还原成视频图像；

视频显示终端：视频显示终端与信号处理板电性连接并显示视频图像，视频显示终端可为手机、电脑显示器或平板等；

前端电源：用于发射模块供电，前端电源输入(12±0.5V)，功耗≤5W；

后端电源：用于接收模块供电，后端电源输入(9±0.5V)，电流≤300mA；

分析模块：用于分析视频图像的相似度以压缩存储空间，其步骤包括：

S1、读取视频图像数据；

S2、将视频图像数据按时间拆分为N个片段，选择其中一个片段拆分为M个图像帧；

S3、对每一个图像帧按改进的结构相似度量计算方法(NSSIM)计算相似度；

S4、当相似度分析结果大于或者等于预设阈值时，判定为相似的图像，选择其中一个图像帧作为静态帧存储，同时删除其余相似图像帧和视频；

S5、当相似度分析结果小于预设阈值时，判定为不相似的图像，图像帧还原成视频图像保存，继续读取下一图像帧按改进的结构相似度量计算方法(NSSIM)计算相似度。

作为优选，改进的结构相似度量计算方法(NSSIM)，其步骤包括：

S301、用滑动窗将图像分为P块，采用高斯加权计算每一窗口两幅图像帧X、Y的均值u

亮度对比函数

对比度对比函数

结构对比函数

S302、对应块的结构相似度用改进的结构相似度量计算方法NSSIM公式计算：

S303、计算平均结构相似度

作为优选，发射模块和接收模块的外壳为绝缘材料，在允许电压下不导电，降低对发射模块和接收模块运用环境的限制，并保证发射模块和接收模块的安全运行和时间寿命。

作为优选，发射模块和接收模块的频率固定，无需再进行设置。

作为优选，分析模块中的所述预设阈值设置为80％～95％。

有益效果：应用本发明的技术方案，使用无线微波技术传输视频，信号稳定，对周围环境要求低，响应速度快，传输结束的视频图像通过相似度处理，可以删除大量冗余的静态和相似画面，大大节省了存储空间，降低了存储成本，延长了存储时间，利于工作人员进行筛查和翻阅。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的基于微波无线传输视频系统的工作流程示意图；

图2为本发明的一种实施例的分析视频图像的相似度压缩存储空间的方法的实现流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，基于微波无线传输视频系统的工作流程：

CCD摄像机与发射模块电性连接将采集的高清摄像数据发送到发射模块。CCD摄像机具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点，可录制清晰度高、不畸变的优质视频图像，CCD输入的视频模拟信号为Composite(1.0±0.1)VP-P，75欧PAL制彩色全电视信号。

发射模块调制其接收的视频图像信号并转换成微波信号，发射模块还包括发射天线，发射天线与发射模块电性连接并发射微波信号。为保证发射模块的工作安全，发射模块的引线为AFR-200-0.1的高温导线，导线长度不短于100mm；

接收模块包括接收天线和信号处理板，接收模块与接收天线电性连接，通过接收天线接收微波信号，信号处理板解调微波信号，并还原成视频图像，信号处理板输出的视频图像信号为Composite(1.0±0.1)VP-P，75欧PAL制彩色全电视信号。

视频显示终端与信号处理板电性连接并显示视频图像，视频显示终端可为手机、电脑显示器或平板等。

发射模块型号为SYS12-35MT、接收模块型号为SYS12-35MR，发射模块和接收模块可承受+(70±2)摄氏度的高温存储、可承受+(55±2)摄氏度的高温工作、可承受-(45±2)摄氏度的低温存储、可承受-43摄氏度的低温工作以及可承受持续时间11ms的半正弦波峰加速度30g的基本冲击和持续时间6ms的半正弦波峰加速度60g的弹道冲击。发射模块和接收模块的外壳为绝缘材料，在允许电压下不导电，降低对发射模块和接收模块运用环境的限制，并保证发射模块和接收模块的安全运行和时间寿命。发射模块和接收模块的频率固定，无需再进行设置。发射模块供电的前端电源与用于接收模块供电的后端电源，前端电源输入(12±0.5V)，功耗≤5W，后端电源输入(9±0.5V)，电流≤300mA。

如图2所示，分析视频图像的相似度压缩存储空间的方法的步骤包括：

S1、读取视频图像数据；

S2、将视频图像数据按时间拆分为N个片段，选择其中一个片段拆分为M个图像帧，可设置为每1小时拆分为60个片段；

S3、对每一个图像帧按改进的结构相似度量计算方法(NSSIM)计算相似度，其步骤包括：

S301、用滑动窗将图像分为P块，采用高斯加权计算每一窗口两幅图像帧X、Y的均值u

亮度对比函数

对比度对比函数

结构对比函数

S302、对应块的结构相似度用改进的结构相似度量计算方法NSSIM公式计算：

S303、计算平均结构相似度

S4、当相似度分析结果大于或者等于预设阈值时，判定为相似的图像，选择其中一个图像帧作为静态帧存储，同时删除其余相似图像帧和视频；

S5、当相似度分析结果小于预设阈值0.8～0.95时，判定为不相似的图像，图像帧还原成视频图像保存，继续读取下一图像帧按改进的结构相似度量计算方法(NSSIM)计算相似度。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。