【摘要】：當(dāng)前人類越來越依賴于大量高清視頻監(jiān)控來幫助改善城市管理和生活,但是監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)容量巨大,完全存儲成本巨大。注意到很多視頻監(jiān)控點長時間僅記錄同一畫面,或者畫面中僅有一小部分發(fā)生改變,例如夜晚的一個路段。因此如何正確高效地識別靜態(tài)畫面或者背景,進(jìn)而去除冗余信息,從而提高存儲的效率是當(dāng)前重要的研究課題。針對存量監(jiān)控視頻轉(zhuǎn)存的場景,基于監(jiān)控視頻本身的動靜特性,提出一種基于宏塊的運(yùn)動矢量監(jiān)控視頻內(nèi)容去重技術(shù),避免進(jìn)行傳統(tǒng)視頻解碼及圖像分析處理,從而降低時間及空間開銷。具體而言,將監(jiān)控視頻劃分為運(yùn)動和靜止的兩部分,從視頻流中提取運(yùn)動矢量作為視頻運(yùn)動檢測的單位,經(jīng)過一系列的濾波等處理提高運(yùn)動檢測的準(zhǔn)確率,進(jìn)而將視頻中冗余的靜止部分剝離出來,而只存儲其中額外的運(yùn)動部分;在視頻存儲時以時間段為基準(zhǔn)切片,并建立對應(yīng)的索引。當(dāng)某一切片視頻不存在運(yùn)動時,則只存儲一幅靜態(tài)圖像。最終達(dá)到監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)去重的目標(biāo)。設(shè)計并實現(xiàn)完整的視頻內(nèi)容去重原型,并進(jìn)行測試。經(jīng)過實驗測試,監(jiān)控視頻內(nèi)容去重系統(tǒng)能夠正確運(yùn)行,在保證一定的運(yùn)動檢測準(zhǔn)確率下,擁有較快的處理速度和較低的系統(tǒng)開銷。與基于計算機(jī)視覺庫OpenCV的典型實現(xiàn)方案相比,本系統(tǒng)處理速度快1.5倍,CPU占用率不到前者的60%,在查全率為89%的情況下無人時段去重比率可以達(dá)到94%,總體去重比率達(dá)到46%。但是運(yùn)動檢測準(zhǔn)確率仍有提高的余地,這也是以后需要研究的方向。
【圖文】：

通過命令行的形式，指定要處理的視頻和處理后要存儲的視頻的路徑及文件名等信息，對視頻進(jìn)行處理，并在命令行輸出視頻自身相關(guān)信息以及檢測結(jié)果為真的數(shù)據(jù)塊信息，同時將對應(yīng)數(shù)據(jù)塊存儲為視頻。運(yùn)行情況如圖 5.1 所示，這里只演示了對其中一個視頻切片的運(yùn)行情況。運(yùn)行時 FFmpeg 會輸出源視頻的相關(guān)信息，圖示情況表 示對源 視頻 2017-06-06-11-13-06-001.ts 進(jìn)行去重處理，生成目標(biāo)視頻2017-06-06-11-13-06-001-d.ts，源視頻時長 30 分鐘，比特率為 2533kb/s，，視頻為 H.264碼流，圖像采樣模式為 YUV420P，視頻分辨率為 1280×720，每秒 25 幀。同時，在程序運(yùn)行過程中，會打印出數(shù)據(jù)塊運(yùn)動檢測結(jié)果為真的數(shù)據(jù)，如圖中所示的 BLOCK16 motion: TRUE . GOP NO  160, FRAME NO  8000.表示第 16 個數(shù)據(jù)塊（這里每個數(shù)據(jù)塊包含 20 秒的數(shù)據(jù)量）檢測結(jié)果為發(fā)生了運(yùn)動，該數(shù)據(jù)塊最后一個 GOP 編號為 160，最后一幀編號為 8000。如果程序成功運(yùn)行，則會在相應(yīng)的目錄下生成目標(biāo)視頻文件，并且大小會比原本的視頻小，同時該視頻還可以播放。該視頻中基本只包含發(fā)生運(yùn)動的部分，可以通過設(shè)置 FFmpeg 參數(shù)顯示視頻流的運(yùn)動矢量情況。

圖 5.2 系統(tǒng)生成的目標(biāo)視頻文件信息再進(jìn)入目錄~/Video/src/查看源視頻的基本信息，如圖 5.3 所示。可以看出，視頻的存儲量的確減少了，從 544M 減少到了 478M，壓縮比達(dá)到 0.88 左右，即去重比率約為 0.12。該視頻的去重比率并不高，因為本系統(tǒng)優(yōu)先考慮不丟失信息，所以比較多的靜止畫面保留了下來。但在無人時段，可以保證高去重比率。圖 5.3 源視頻文件基本信息使用如圖 5.4 所示的命令來播放視頻，其中-flags2 +export_mvs 表示導(dǎo)出運(yùn)動矢量信息，-vf codecview=mv=pf+bf+bb 表示使用一個名為 codecview 的過濾器（AVFilter），該過濾器顯示運(yùn)動矢量（mv），并且顯示 P 幀宏塊前向預(yù)測（pf）運(yùn)動矢量、B 幀前向預(yù)測（bf）運(yùn)動矢量和 B 幀后向預(yù)測（bb）運(yùn)動矢量信息。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN919.81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2600814