[发明专利]一种基于在线分辨率提升的降低网络视频带宽占用方法

说明书

本发明针对网络服务器端的低分辨率视频，提出了基于在线分辨率提升的降低网络视频带宽占用方法，其具体方法是：用户通过客户端向服务器请求一部影视作品，服务器端将低分辨率视频数据和对应的映射关系模型数据发送至客户端.客户端接收到数据后，分辨率提升模块使用映射关系模型数据将低分辨率视频进行分辨率提升，转换为高分辨率视频，视频播放模块播放分辨率提升后的视频，由于映射模型数据量很小、以这种方式进行影视作品实时在线播放，可以大幅度降低网络数据传输量。

技术领域

本发明属于计算机视觉与图像处理领域，涉及降低网络视频带宽占用的方法，具体涉及一种基于分辨率提升的降低网络视频带宽占用方法。

背景技术

随着视频获取、传输、存储、显示技术的发展，影视作品不断向着高分辨率发展。人们欣赏视频的口味也越来越高，不断追求高分辨率、高清晰度的影视作品。同时，高分辨率显示设备的出现(如4K、5K电视和显示器)，又使高分辨率的影视作品的普及成为可能。

近年来我国网络带宽不断提升，网络提速进程加快，很多在线视频网站已经开始提供4K超清片源。然而，若要在线流畅播放4K视频至少需要独占25Mbps带宽，一方面现阶段我国很多家庭用户网络带宽还达不到这一程度，另一方面在线视频服务商需要花费大量资金购买带宽。一部4K电影，按照现有的编码技术来说，动辄几十GB，甚至上百GB容量，耗费视频服务商和用户大量网络流量。解决这一问题的一种有效方法是进行在线分辨率提升。即在线视频服务商通过网络提供较低分辨率(如1080p、720p甚至更低)的视频，在播放时实时进行分辨率提升，转换为高分辨率(如4K或更高)视频。这样便能够达到既满足用户的观影需求又降低网络带宽占用和网络流量的目的。

所谓的分辨率提升，是指将低分辨率的视频(或视频帧)，通过一定方法，快速有效的生成一个高分辨率的视频。其难点在于如何突破原有低分辨率视频像素数量限制，填充本来不存在的像素点，既要保持原低分辨率视频的结构、纹理，又要在人眼看来更加自然合理。传统的分辨率提升方法，主要包括基于插值的方法和基于学习的方法。基于插值的方法是通过将已有的像素点进行线性组合，作为缺失的像素点。插值算法简单迅速，但是提升后的视频视觉效果并不理想。基于学习的算法通常利用一定数量的训练数据，训练得到低分辨率视频到高分辨率视频的映射关系，此类算法运算量大、速度慢，无法实现视频的实时分辨率提升。

发明内容

本发明的技术解决问题是：本发明提供一种降低网络视频带宽占用的方法，将低分辨率的影视作品(通常低于720P)经过分辨率提升技术，实时转换为较高分辨率视频(如4K或更高)，实现降低网络视频播放时的带宽占用，同时提供高分辨率、高画面质量的观影效果。

本发明的技术解决方案为：一种基于在线分辨率提升的降低网络视频带宽占用方法，包括服务器端和客户端，包括以下步骤：

①用户通过客户端向服务器端请求一部影视作品；

②服务器端将该影视作品的低分辨率视频数据和对应的映射关系模型数据发送至客户端；

③客户端接收到低分辨率视频数据和对应的映射关系模型数据后，利用映射关系模型将低分辨率视频转换为高分辨率视频，利用视频播放模块播放高分辨率视频。

所述步骤②中的映射关系模型的建立步骤为：

(1)选取任意一部高分辨率视频作为训练样本，将其拆分为高分辨率视频帧，并使用高斯核对视频帧进行卷积；

(2)根据影视作品的低分辨率视频和目标高分辨率视频计算放大倍数，利用该倍数对卷积后的高分辨率视频帧进行隔行采样，得到对应的低分辨率视频帧；

(3)将高分辨率视频帧和采样所得的低分辨率视频帧分别分割成块，作为训练数据；