CN107749849A - 一种移动互联网内的视频传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于视频传输技术领域，公开了一种移动互联网内的视频传输系统，所述移动互联网内的视频传输系统包括：视频采集模块、视频处理模块、视频发送模块、无线基站、服务器、视频接收模块、视频显示模块。视频采集模块通过电路线连接视频处理模块；视频处理模块通过电路线连接视频发送模块；视频接收模块通过电路线连接视频显示模块。本发明通过视频发送模块能实现超高清节目的点播和回看功能；从而解决超高清电视节目码率太大导致现有VOD系统不支持超高清节目传输和运营的问题。同时通过视频接收模块解决为了适应新的互联网在线服务，终端设备被迫频繁进行固件升级的问题，同时解决固件的升级部署难题，为用户提供了方便。
Description
技术领域
本发明属于视频传输技术领域，尤其涉及一种移动互联网内的视频传输系统。
背景技术
网络视频是在网络上以WMV、RM、RMVB、FLV以及MOV等视频文件格式传播的动态影像，包括各类影视节目、新闻、广告、FLASH动画、自拍DV、聊天视频、游戏视频、监控视频等等。然而，现在由于超高清节目码率和节目容量大，对IP骨干网网络的带宽要求高，现有的VOD系统不支持超高清节目传输，也不可运营；同时电视机顶盒每次在线服务出现变动，终端固件就被迫需要升级更新，以适应服务端的新变化，如果一款热卖的产品以十万乃至百万量级计算的话，一次服务的调整将会有相当巨大的消费者层面的波及，升级更新的工作量非常大。
综上所述，现有技术存在的问题是：现在由于超高清节目码率和节目容量大，对IP骨干网网络的带宽要求高，现有的VOD系统不支持超高清节目传输，也不可运营；同时电视机顶盒每次在线服务出现变动，终端固件就被迫需要升级更新，以适应服务端的新变化，如果一款热卖的产品以十万乃至百万量级计算的话，一次服务的调整将会有相当巨大的消费者层面的波及，升级更新的工作量非常大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种移动互联网内的视频传输系统。
本发明是这样实现的，一种移动互联网内的视频传输系统包括：
视频采集模块，与视频处理模块连接，用于通过摄像头获取视频数据，并把采集的视频信号发送给视频处理模块；
所述视频采集模块基站根据目标帧的CQI矩阵进行中继选择和分组；其中r∈R表示作为传输者的ACK-devices，称为中继，R表示中继用户的集合,Dr表示中继用户r的组内成员，即接收中继用户r发送数据的NACK-devices集合，中继选择和分组完成后应满足：
对于所有的r∈R，应有Dr的并集等于NACK-devices的集合，即
所述步骤五中继选择和分组方法为：
1)对于所有的ACK-devices，只有那些能够保证至少一个到NACK-devices的D2D链路具有最高CQI值的用户才能被选作中继；
2)基站为NACK-devices选择“最好”的中继，也就是使其具有最高CQI值的ACK-devices作为中继；当有多个中继可以保证相同的CQI等级时，基站选择组成员较多的用户作为中继。
所述中继选择和分组完成后，中继到其组内成员的D2D通信可以是单播或者多播。同时根据CQI等级，可以计算出每个中继用户在D2D链路上的MCS(Modulation and CodingScheme，调制编码方案)；若中继用户以多播的方式进行D2D传输，为使所有的组内成员都能正确接收数据，中继用户采用其在CQI矩阵中的最低值r∈R，对应的MCS。由于本方案采用单频的资源分配方式，所有的中继用户在D2D传输时使用相同资源块，因此将采用统一的MCS为其组员服务。为保证所有的NACK-devices都能正确接收数据，此时的MCS为所有lr中最小值对应的MCS，lD2D＝min{lr}。
所述目标帧传输需要的时间的计算方法包括：
若Tm+Tnow≤Deadline，中继用户向其组内成员传输目标帧，Tnow＝Tnow+Tm；
若Tm+Tnow＞Deadline，则不再进行D2D通信，等待传输下一GOP，Tnow＝Tnow；
Tnow表示当前时刻，D2D子时隙开始时初始化为0，每完成一个目标帧的传输，将其消耗的时间累加在Tnow上；
Tm表示传完当前目标帧m需要的时间:
Tm＝Bm/RD2D
其中Bm表示第m帧包含的总比特数bits；RD2D表示D2D通信时，所有中继用户的传输速率bit/s。RD2D＝fD2D*ND2D,fD2D为lD2D对应的MCS，单位为bit/s/Hz；ND2D为D2D子时隙的可用总资源块数。
Dealine表示一个时隙的结束时间；
视频处理模块，与视频采集模块、视频发送模块连接，用于对采集的视频信号经过标准压缩处理后传送给视频发送模块；
所述视频处理模块取第一幅输入图像与这4幅下采样参考图像对比，求互信息，在4个互信息中，最大值对应的下采样参考图像所代表的1/2像素位移就是这个输入图像相对于参考帧的1/2像素位移；
信息计算公式如下：
已知两图像，分别用R，F表示，其互信息MI(R,F)定义为：
MI(R，F)＝E(R)+E(F)-E(R，F)；
其中E(R)和E(F)是图像R和F的熵，而E(R，F)是两图像的联合熵，其定义分别为：
其中PR，F(r，f)是图像R，F的联合概率密度函数，由归一化的联合直方图h(r，f)求得：
而两个边沿概率密度函数PR(r)和PF(f)由联合概率密度函数PR，F(r，f)求得：
和
视频发送模块，与视频处理模块连接，与无线基站无线连接，用于对获取的视频进行H.265编码，生成超高清TS流，将超高清TS流调制成射频信号并发送给无线基站，再由无线基站发送给服务器进行远程存储；
所述视频发送模块对所有的目标区域块，依次进行特征提取及识别，完成目标的初步检测具体包括：
步骤一，在每个目标区域块内，分别提取目标区域块的灰度均值μ和邻域熵H特征；
步骤二，判断灰度均值μ和邻域熵H特征是否满足特征约束条件：
若满足，则该目标区域块为初检测目标；反之，则不是；其中μ′，σ′，H′分别表示目标模板的灰度均值，标准差及邻域熵，K1表示目标区域块与目标模板的灰度均值相似度阈值，K2表示目标区域块与目标模板的邻域熵相似度阈值；
步骤三，对于初检测目标，按照各目标间的重叠率对目标区域进行合并：若重叠率大于0.1，则将重叠区域进行合并，反之，则保留，然后去除面积过大的错误目标，保留小面积的作为初步检测目标；
视频接收模块，与视频显示模块连接，与无线基站无线连接，用于获取服务器通过无线基站发送的高清视频信号，并将视频信号行解调解包后，获得超高清视频；
视频显示模块，与视频接收模块连接，用于通过显示器设备显示获取的高清视频。
进一步，所述视频发送模块发送方法如下：
首先，视频发送模块对获取的超高清视频进行H.265编码，生成第一TS流；
其次，对第一TS流进行IP数据打包，生成添加了IP地址的IP数据包并进行UDP组播；
然后，对IP数据包进行MPE封装生成超高清TS流；
最后，将超高清TS流调制成射频信号并发送。
进一步，所述视频接收模块网络获取视频具体操作方法如下：
步骤一，智能上网终端接收用户点击某个在线视频服务网站的标识、链接后，向应用服务器的任务分发器发出获取该在线视频服务网站的在线视频请求；
步骤二，任务分发器将在线视频请求转发给应用服务器内相应的网站代理模块，由网站代理模块根据API接口规范，发出在线视频请求至在线视频服务网站；
步骤三，在线视频服务网站根据所述在线视频请求，返回相应的视频数据给对应的网站代理模块；网站代理模块将返回的视频数据转发给应用服务器的内容格式化模块；
步骤四，内容格式化模块将所述视频数据格式化成符合智能上网终端浏览访问的标准数据格式的视频数据后，通过任务分发器返回给智能上网终端显示。
本发明通过视频发送模块对获取的超高清节目进行H.265编码，生成超高清TS流，将超高清TS流调制成射频信号并发送；接收端接收所述射频信号并解调解包、获得超高清节目，通过H.265编码能减少超高清节目的传输码率和存储容量；通过录制和传输，能实现超高清节目的点播和回看功能；从而解决超高清电视节目码率太大导致现有VOD系统不支持超高清节目传输和运营的问题。同时通过视频接收模块采用了其通过将获取的各在线视频服务网站的视频数据格式化成符合智能上网终端浏览访问的标准数据格式的视频数据，再通过智能上网终端浏览使用；调整或者增加新的在线服务时，终端用户完全不必被动地采取升级固件的跟随行为，解决为了适应新的互联网在线服务，终端设备被迫频繁进行固件升级的问题，同时解决固件的升级部署难题，为用户提供了方便。
附图说明
图1是本发明实施例提供的移动互联网内的视频传输系统结构示意图；
图中：1、视频采集模块；2、视频处理模块；3、视频发送模块；4、无线基站；5、服务器；6、视频接收模块；7、视频显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的移动互联网内的视频传输系统包括：视频采集模块1、视频处理模块2、视频发送模块3、无线基站4、服务器5、视频接收模块6、视频显示模块7。
视频采集模块1，与视频处理模块2连接，用于通过摄像头获取视频数据，并把采集的视频信号发送给视频处理模块2；
视频处理模块2，与视频采集模块1、视频发送模块3连接，用于对采集的视频信号经过标准压缩处理后传送给视频发送模块3；
视频发送模块3，与视频处理模块2连接，与无线基站4无线连接，用于对获取的视频进行H.265编码，生成超高清TS流，将超高清TS流调制成射频信号并发送给无线基站4，再由无线基站发送给服务器5进行远程存储；
视频接收模块6，与视频显示模块7连接，，与无线基站4无线连接，用于获取服务器5通过无线基站4发送的高清视频信号，并将视频信号行解调解包后，获得超高清视频。
视频显示模块7，与视频接收模块6连接，用于通过显示器设备显示获取的高清视频。
所述视频采集模块基站根据目标帧的CQI矩阵进行中继选择和分组；其中r∈R表示作为传输者的ACK-devices，称为中继，R表示中继用户的集合,Dr表示中继用户r的组内成员，即接收中继用户r发送数据的NACK-devices集合，中继选择和分组完成后应满足：
对于所有的r∈R，应有Dr的并集等于NACK-devices的集合，即
所述步骤五中继选择和分组方法为：
1)对于所有的ACK-devices，只有那些能够保证至少一个到NACK-devices的D2D链路具有最高CQI值的用户才能被选作中继；
2)基站为NACK-devices选择“最好”的中继，也就是使其具有最高CQI值的ACK-devices作为中继；当有多个中继可以保证相同的CQI等级时，基站选择组成员较多的用户作为中继。
所述中继选择和分组完成后，中继到其组内成员的D2D通信可以是单播或者多播。同时根据CQI等级，可以计算出每个中继用户在D2D链路上的MCS(Modulation and CodingScheme，调制编码方案)；若中继用户以多播的方式进行D2D传输，为使所有的组内成员都能正确接收数据，中继用户采用其在CQI矩阵中的最低值r∈R，对应的MCS。由于本方案采用单频的资源分配方式，所有的中继用户在D2D传输时使用相同资源块，因此将采用统一的MCS为其组员服务。为保证所有的NACK-devices都能正确接收数据，此时的MCS为所有lr中最小值对应的MCS，lD2D＝min{lr}。
所述目标帧传输需要的时间的计算方法包括：
若Tm+Tnow≤Deadline，中继用户向其组内成员传输目标帧，Tnow＝Tnow+Tm；
若Tm+Tnow＞Deadline，则不再进行D2D通信，等待传输下一GOP，Tnow＝Tnow；
Tnow表示当前时刻，D2D子时隙开始时初始化为0，每完成一个目标帧的传输，将其消耗的时间累加在Tnow上；
Tm表示传完当前目标帧m需要的时间:
Tm＝Bm/RD2D
其中Bm表示第m帧包含的总比特数bits；RD2D表示D2D通信时，所有中继用户的传输速率bit/s。RD2D＝fD2D*ND2D,fD2D为lD2D对应的MCS，单位为bit/s/Hz；ND2D为D2D子时隙的可用总资源块数。
Dealine表示一个时隙的结束时间；
所述视频处理模块取第一幅输入图像与这4幅下采样参考图像对比，求互信息，在4个互信息中，最大值对应的下采样参考图像所代表的1/2像素位移就是这个输入图像相对于参考帧的1/2像素位移；
信息计算公式如下：
已知两图像，分别用R，F表示，其互信息MI(R,F)定义为：
MI(R，F)＝E(R)+E(F)-E(R，F)；
其中E(R)和E(F)是图像R和F的熵，而E(R，F)是两图像的联合熵，其定义分别为：
其中PR，F(r，f)是图像R，F的联合概率密度函数，由归一化的联合直方图h(r，f)求得：
而两个边沿概率密度函数PR(r)和PF(f)由联合概率密度函数PR，F(r，f)求得：
和
所述视频发送模块对所有的目标区域块，依次进行特征提取及识别，完成目标的初步检测具体包括：
步骤一，在每个目标区域块内，分别提取目标区域块的灰度均值μ和邻域熵H特征；
步骤二，判断灰度均值μ和邻域熵H特征是否满足特征约束条件：
若满足，则该目标区域块为初检测目标；反之，则不是；其中μ′，σ′，H′分别表示目标模板的灰度均值，标准差及邻域熵，K1表示目标区域块与目标模板的灰度均值相似度阈值，K2表示目标区域块与目标模板的邻域熵相似度阈值；
步骤三，对于初检测目标，按照各目标间的重叠率对目标区域进行合并：若重叠率大于0.1，则将重叠区域进行合并，反之，则保留，然后去除面积过大的错误目标，保留小面积的作为初步检测目标；
本发明提供的视频发送模块3发送方法如下：
首先，视频发送模块3对获取的超高清视频进行H.265编码，生成第一TS流；
其次，对第一TS流进行IP数据打包，生成添加了IP地址的IP数据包并进行UDP组播；
然后，对IP数据包进行MPE封装生成超高清TS流；
最后，将超高清TS流调制成射频信号并发送。
本发明提供的视频接收模块6网络获取视频具体操作方法如下：
步骤一，智能上网终端接收用户点击某个在线视频服务网站的标识、链接后，向应用服务器的任务分发器发出获取该在线视频服务网站的在线视频请求；
步骤二，任务分发器将在线视频请求转发给应用服务器内相应的网站代理模块，由网站代理模块根据API接口规范，发出在线视频请求至在线视频服务网站；
步骤三，在线视频服务网站根据所述在线视频请求，返回相应的视频数据给对应的网站代理模块；网站代理模块将返回的视频数据转发给应用服务器的内容格式化模块；
步骤四，内容格式化模块将所述视频数据格式化成符合智能上网终端浏览访问的标准数据格式的视频数据后，通过任务分发器返回给智能上网终端显示。
本发明视频采集模块1通过摄像头获取视频数据，并把采集的视频信号发送给视频处理模块2；视频处理模块2对采集的视频信号经过标准压缩处理后传送给视频发送模块3；视频发送模块3对获取的视频进行H.265编码，生成超高清TS流，将超高清TS流调制成射频信号并发送给无线基站4，再由无线基站发送给服务器5进行远程存储；视频接收模块6获取服务器5通过无线基站4发送的高清视频信号，并将视频信号行解调解包后，获得超高清视频，通过视频显示模块7显示获取的高清视频。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种移动互联网内的视频传输系统，其特征在于，所述移动互联网内的视频传输系统包括：
视频采集模块，与视频处理模块连接，用于通过摄像头获取视频数据，并把采集的视频信号发送给视频处理模块；
所述视频采集模块基站根据目标帧的CQI矩阵进行中继选择和分组；其中r∈R表示作为传输者的ACK-devices，称为中继，R表示中继用户的集合,Dr表示中继用户r的组内成员，即接收中继用户r发送数据的NACK-devices集合，中继选择和分组完成后应满足：
对于所有的r∈R，应有Dr的并集等于NACK-devices的集合，即
所述步骤五中继选择和分组方法为：
1)对于所有的ACK-devices，只有那些能够保证至少一个到NACK-devices的D2D链路具有最高CQI值的用户才能被选作中继；
2)基站为NACK-devices选择“最好”的中继，也就是使其具有最高CQI值的ACK-devices作为中继；当有多个中继可以保证相同的CQI等级时，基站选择组成员较多的用户作为中继；
所述中继选择和分组完成后，中继到其组内成员的D2D通信可以是单播或者多播。同时根据CQI等级，可以计算出每个中继用户在D2D链路上的MCS(Modulation and CodingScheme，调制编码方案)；若中继用户以多播的方式进行D2D传输，为使所有的组内成员都能正确接收数据，中继用户采用其在CQI矩阵中的最低值r∈R，对应的MCS，由于本方案采用单频的资源分配方式，所有的中继用户在D2D传输时使用相同资源块，因此将采用统一的MCS为其组员服务。为保证所有的NACK-devices都能正确接收数据，此时的MCS为所有lr中最小值对应的MCS，lD2D＝min{lr}；
所述目标帧传输需要的时间的计算方法包括：
若Tm+Tnow≤Deadline，中继用户向其组内成员传输目标帧，Tnow＝Tnow+Tm；
若Tm+Tnow＞Deadline，则不再进行D2D通信，等待传输下一GOP，Tnow＝Tnow；
Tnow表示当前时刻，D2D子时隙开始时初始化为0，每完成一个目标帧的传输，将其消耗的时间累加在Tnow上；
Tm表示传完当前目标帧m需要的时间:
Tm＝Bm/RD2D
其中Bm表示第m帧包含的总比特数bits；RD2D表示D2D通信时，所有中继用户的传输速率bit/s。RD2D＝fD2D*ND2D,fD2D为lD2D对应的MCS，单位为bit/s/Hz；ND2D为D2D子时隙的可用总资源块数；
Dealine表示一个时隙的结束时间；
视频处理模块，与视频采集模块、视频发送模块连接，用于对采集的视频信号经过标准压缩处理后传送给视频发送模块；
所述视频处理模块取第一幅输入图像与这4幅下采样参考图像对比，求互信息，在4个互信息中，最大值对应的下采样参考图像所代表的1/2像素位移就是这个输入图像相对于参考帧的1/2像素位移；
信息计算公式如下：
已知两图像，分别用R，F表示，其互信息MI(R,F)定义为：
MI(R,F)＝E(R)+E(F)-E(R,F)；
其中E(R)和E(F)是图像R和F的熵，而E(R，F)是两图像的联合熵，其定义分别为：
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其中PR，F(r，f)是图像R，F的联合概率密度函数，由归一化的联合直方图h(r，f)求得：
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而两个边沿概率密度函数PR(r)和PF(f)由联合概率密度函数PR，F(r，f)求得：
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视频发送模块，与视频处理模块连接，与无线基站无线连接，用于对获取的视频进行H.265编码，生成超高清TS流，将超高清TS流调制成射频信号并发送给无线基站，再由无线基站发送给服务器进行远程存储；
所述视频发送模块对所有的目标区域块，依次进行特征提取及识别，完成目标的初步检测具体包括：
步骤一，在每个目标区域块内，分别提取目标区域块的灰度均值μ和邻域熵H特征；
步骤二，判断灰度均值μ和邻域熵H特征是否满足特征约束条件：
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<mi>H</mi>
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</msub>
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</mtr>
</mtable>
</mfenced>
若满足，则该目标区域块为初检测目标；反之，则不是；其中μ′，σ′，H′分别表示目标模板的灰度均值，标准差及邻域熵，K1表示目标区域块与目标模板的灰度均值相似度阈值，K2表示目标区域块与目标模板的邻域熵相似度阈值；
步骤三，对于初检测目标，按照各目标间的重叠率对目标区域进行合并：若重叠率大于0.1，则将重叠区域进行合并，反之，则保留，然后去除面积过大的错误目标，保留小面积的作为初步检测目标；
视频接收模块，与视频显示模块连接，与无线基站无线连接，用于获取服务器通过无线基站发送的高清视频信号，并将视频信号行解调解包后，获得超高清视频；
视频显示模块，与视频接收模块连接，用于通过显示器设备显示获取的高清视频。
2.如权利要求1所述的移动互联网内的视频传输系统，其特征在于，所述视频发送模块发送方法如下：
首先，视频发送模块对获取的超高清视频进行H.265编码，生成第一TS流；
其次，对第一TS流进行IP数据打包，生成添加了IP地址的IP数据包并进行UDP组播；
然后，对IP数据包进行MPE封装生成超高清TS流；
最后，将超高清TS流调制成射频信号并发送。
3.如权利要求1所述的移动互联网内的视频传输系统，其特征在于，所述视频接收模块网络获取视频具体操作方法如下：
步骤一，智能上网终端接收用户点击某个在线视频服务网站的标识、链接后，向应用服务器的任务分发器发出获取该在线视频服务网站的在线视频请求；
步骤二，任务分发器将在线视频请求转发给应用服务器内相应的网站代理模块，由网站代理模块根据API接口规范，发出在线视频请求至在线视频服务网站；
步骤三，在线视频服务网站根据所述在线视频请求，返回相应的视频数据给对应的网站代理模块；网站代理模块将返回的视频数据转发给应用服务器的内容格式化模块；
步骤四，内容格式化模块将所述视频数据格式化成符合智能上网终端浏览访问的标准数据格式的视频数据后，通过任务分发器返回给智能上网终端显示。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710996005.8A CN107749849A (zh) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | 一种移动互联网内的视频传输系统 |
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| CN107749849A true CN107749849A (zh) | 2018-03-02 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111726700A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-29 | 北京中联合超高清协同技术中心有限公司 | 视频转播系统和视频接收系统 |
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2017
- 2017-10-23 CN CN201710996005.8A patent/CN107749849A/zh active Pending
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