【摘要】：當(dāng)前人類(lèi)越來(lái)越依賴(lài)于大量高清視頻監(jiān)控來(lái)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(chǔ)成本巨大。注意到很多視頻監(jiān)控點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間僅記錄同一畫(huà)面,或者畫(huà)面中僅有一小部分發(fā)生改變,例如夜晚的一個(gè)路段。因此如何正確高效地識(shí)別靜態(tài)畫(huà)面或者背景,進(jìn)而去除冗余信息,從而提高存儲(chǔ)的效率是當(dāng)前重要的研究課題。針對(duì)存量監(jiān)控視頻轉(zhuǎn)存的場(chǎng)景,基于監(jiān)控視頻本身的動(dòng)靜特性,提出一種基于宏塊的運(yùn)動(dòng)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(shí)間及空間開(kāi)銷(xiāo)。具體而言,將監(jiān)控視頻劃分為運(yùn)動(dòng)和靜止的兩部分,從視頻流中提取運(yùn)動(dòng)矢量作為視頻運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的單位,經(jīng)過(guò)一系列的濾波等處理提高運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的準(zhǔn)確率,進(jìn)而將視頻中冗余的靜止部分剝離出來(lái),而只存儲(chǔ)其中額外的運(yùn)動(dòng)部分;在視頻存儲(chǔ)時(shí)以時(shí)間段為基準(zhǔn)切片,并建立對(duì)應(yīng)的索引。當(dāng)某一切片視頻不存在運(yùn)動(dòng)時(shí),則只存儲(chǔ)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(jì)并實(shí)現(xiàn)完整的視頻內(nèi)容去重原型,并進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(dòng)檢測(cè)準(zhǔn)確率下,擁有較快的處理速度和較低的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。與基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)OpenCV的典型實(shí)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(wú)人時(shí)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(dòng)檢測(cè)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(guò)命令行的形式，指定要處理的視頻和處理后要存儲(chǔ)的視頻的路徑及文件名等信息，對(duì)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(cè)結(jié)果為真的數(shù)據(jù)塊信息，同時(shí)將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)為視頻。運(yùn)行情況如圖 5.1 所示，這里只演示了對(duì)其中一個(gè)視頻切片的運(yùn)行情況。運(yùn)行時(shí) FFmpeg 會(huì)輸出源視頻的相關(guān)信息，圖示情況表 示對(duì)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(shí)長(zhǎng) 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(shí)，在程序運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)打印出數(shù)據(jù)塊運(yùn)動(dòng)檢測(cè)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(gè)數(shù)據(jù)塊（這里每個(gè)數(shù)據(jù)塊包含 20 秒的數(shù)據(jù)量）檢測(cè)結(jié)果為發(fā)生了運(yùn)動(dòng)，該數(shù)據(jù)塊最后一個(gè) GOP 編號(hào)為 160，最后一幀編號(hào)為 8000。如果程序成功運(yùn)行，則會(huì)在相應(yīng)的目錄下生成目標(biāo)視頻文件，并且大小會(huì)比原本的視頻小，同時(shí)該視頻還可以播放。該視頻中基本只包含發(fā)生運(yùn)動(dòng)的部分，可以通過(guò)設(shè)置 FFmpeg 參數(shù)顯示視頻流的運(yùn)動(dòng)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�？梢钥闯�，視頻的存儲(chǔ)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?yàn)楸鞠到y(tǒng)優(yōu)先考慮不丟失信息，所以比較多的靜止畫(huà)面保留了下來(lái)。但在無(wú)人時(shí)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(lái)播放視頻，其中-flags2 +export_mvs 表示導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)矢量信息，-vf codecview=mv=pf+bf+bb 表示使用一個(gè)名為 codecview 的過(guò)濾器（AVFilter），該過(guò)濾器顯示運(yùn)動(dòng)矢量（mv），并且顯示 P 幀宏塊前向預(yù)測(cè)（pf）運(yùn)動(dòng)矢量、B 幀前向預(yù)測(cè)（bf）運(yùn)動(dòng)矢量和 B 幀后向預(yù)測(cè)（bb）運(yùn)動(dòng)矢量信息。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN919.81

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本文編號(hào)：2600814