[发明专利]一种视频压缩编码与解码方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频分析领域，尤其涉及一种高效的视频压缩编码与解码方法，其是一种将前景与背景分离、分别进行编码存储的视频压缩方法。

背景技术

随着多媒体信息技术的不断发展，视频信息大量涌现。视频数据作为一种表达信息的综合媒体，已成为我们现实生活中一个重要的信息载体。随着监控采像设备的日益普及，产生了海量的视频数据，视频存储是视频监控系统应用中非常重要的一个环节。海量的视频数据通常需要进行长时间的存储，才能为日后的视频录像资料检索、回放等提供服务。

最常见的存储视频数据的方法是简单地对全时段的视频原始资料进行存储。这种方式保存了大量背景信息，即保存的信息中存在很大冗余，耗费了庞大的存储成本，难以保存长时期的视频记录。因此必须将视频原始资料进行压缩存储，缩小存储空间，延长存储时效。

随着视频压缩技术的发展，出现了很多视频压缩的算法与技术，例如MPEG压缩算法，其优点是解码之后的画质比较清晰，但是该算法压缩率低，占用宽带很大；H.264压缩技术的压缩率高，但解码之后的画质相对较差，占用带宽随画面运动的复杂度而大幅变化；MPEG-1压缩技术的压缩速率高，但随着速率的提高，解码之后的图像质量有所降低；MPEG-2压缩技术的画面质量较高，但占用宽带非常大；MPEG-4更好的结合了MPEG-1和MPEG-2的优点，画面质量较高，占用存储空间较小。

目前大部分监控视频都具有如下特点：(1)大部分的监控场景中，只有很少的时间内会出现动态目标，大部分时间只有监控背景信息；(2)动态目标往往只占监控范围的小部分区域，而大部分区域为监控背景。而在实际应用当中，重点监控对象主要为动态目标，背景的图像质量，或者风吹草动等细节变化并不十分重要。

传统压缩技术仅仅根据前后帧的数据相关性进行视频压缩，不区分对待监控背景和动态目标信息，提高压缩率，会同时牺牲监控背景和动态目标的图像质量。而本专利办法将动态目标从监控背景中分离出来，对背景信息进行建模采用高比例的压缩，对动态目标采用低比例的压缩甚至不压缩，然后通过数据融合保存为一个视频压缩文件，在提高监控视频压缩率的同时保持监控目标的图像质量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于目前的视频压缩技术的压缩较低，无法在很大程度上提高存储空间的利用率，延长存储时效，本发明公开了一种视频压缩编码与解码方法，其在通用压缩编码的基础之上，通过对视频内容进行分析，分离视频信息中的背景与前景信息，对两者分别进行编码压缩。在解码阶段，可以利用前景轨迹对背景与前景信息进行融合，从而实现视频的流畅播放。通过该方法提高了视频压缩比，更加节省存储空间，提高了视频存储的时效。同时，在视频播放时不会严重影响画面质量。

(二)技术方案

本发明提供了一种视频压缩编码与解码方法，其包括以下步骤：

步骤1：实时建立视频的背景模型，并根据背景模型对背景视频进行压缩编码；

步骤2：检测前景运动目标，保存前景运动目标的相关信息，并根据检测到的前景运动目标对前景视频数据进行压缩编码；

步骤3：将上述压缩编码后的背景视频数据和前景视频数据整合为新的视频文件；

步骤4：解码上述新的视频文件，将所述压缩编码后的背景视频数据和前景视频数据融合后进行视频播放。

本发明还提供了一种视频压缩编码与解码装置，其包括：

背景视频压缩编码模块，其实时建立视频的背景模型，并根据背景模型对背景视频进行压缩编码；

前景运动目标压缩编码模块，其检测前景运动目标，保存前景运动目标的相关信息，并根据检测到的前景运动目标对前景视频数据进行压缩编码；

融合模块，其将上述压缩编码后的背景视频数据和前景视频数据整合为新的视频文件；

解码播放模块，其解码上述新的视频文件，将所述压缩编码后的背景视频数据和前景视频数据融合后进行视频播放。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明能够在更大程度上节省存储空间，在通用视频压缩方法的基础上，实时对视频内容进行分析，达到更高的压缩比，大大提高了视频存储的时效。

2、本发明能够通过建立背景模型检测前景运动目标，从而分离背景与前景，对背景和前景视频数据采用不同方式分别进行编码，针对各自的特点采取不同的压缩方式。