一、技术原理
(一)压缩目的
视频超压缩主要是为了将视频像素数据压缩成较低的视频码流,从而方便网络传输和存储。某司研发的视频超压缩技术可实现视频文件4~20倍压缩,极端情况下静态场景1080P@25FPS压缩至80 Kbps。
(二)算法原理
在H.264/HEVC/VVC的编码框架基础上,进一步进行算法优化,在提高压缩效率,提高鲁棒性和错误恢复能力,减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等取得优异的压缩性能效果提升,降低视频码流,我司自研了一套新的视频编解码器。围绕该算法,形成了视频超压缩设备、流媒体流控设备、文件压缩设备及综合运维平台等四大系列。
(三)技术创新点
基于残差单元堆叠的卷积神经网络,辅以自适应模型选择以最大程度适应特性复杂的自然视频;
根据图像纹理度推出分区域分精细度的帧内预测方法,建立层次分明的精细预测模型;
基于深度学习的层级式视频压缩方法,帧间引入多目标追踪技术(卷积光流法)进行运动估计;
对光流信息和残差编码压缩,采用机器学习做码率控制。
二、超压缩设备
超压缩设备基于最新一代的视频编码技术和人工智能算法结合,采用物理并联单端部署方式,不影响原有网络架构。设备以海思处理器为硬件核心,部署独有的视频处理算法,提供神经网络加速引擎,满足超清分辨率下的复杂智能视频分析需求,为实现多路4K高清视频提供强悍的视频分析与编解码能力。
YH-VSC-H1:支持1路1080P HDMI视频输入,2路1080P网口输出;
YH-VSC-H2:支持1路1080P HDMI视频输入,1路1080P HDMI输出,1路1080P网口输出;
YH-VSC-H3:支持2路4K HDMI视频输入,1路4K HDMI输出,2路4K 网口输出。
三、综合运维平台软件
该平台实现了以监控视频远控管理、用户权限管理、视频缓存录像管理、监控设备运维管理、告警信息管理、业务信息统计、日志管理为核心的七大功能管理模块。
(一)核心功能架构图
(二)功能说明
1.监控视频远控:监控实时视频播放、动态IP任意点播/云台控制/视频通道管理/窗口管理等监控功能;
2.视频录像缓存:实时录像、告警录像、视频截图、录像上传/回溯、视频录像管理/搜索等功能;
3.设备平台运维:管控端/流控设备/摄像头/NVR等设备信息进行统一管理、编辑、登入等功能;
4.告警信息管理:平台内设备及关联检测设备的异常信息实时告警、实时弹窗、告警阈值设定等,并对历史告警信息查询、关联、描述、屏蔽、搜索等功能;
5.用户权限管理:根据用户类型进行权限管理,不同类型对平台操作权限进行区分;
6.业务信息统计:对平台系统(设备数量/运行状态/链路途径/网络流量)进行实时统计、整体业务运行健康度评估,对任意时间段内压缩视频/图片相关数据量进行历史统计;
7.日志记录管理:对操作员相关操作统一记录管理。
(三)技术功能架构图
四、多媒体资源管理平台
多媒体资源管理平台实现了视频文件的上传、压缩、存储、下载、回放等管理功能,可作为小型媒体资产管理使用,可节约大量存储,提升媒体资产检索效率。
极致转码:可实现视频文件4~20倍压缩,极端情况下静态场景1080P@25FPS压缩至80 Kbps;
高清处理:支持8K、4K、2K、1080P、720P、480P等分辨率处理;
格式兼容:支持FLV/AVI/MPEG/MP4/MOV等主流格式;支持H.264/H.265输入输出;
安全机制:支持视频异常备份+设备互相备份+转码模块互相备份+原始视频备份;
权限管理系统:区分不同用户的不同权限,用户分为管理员、高级用户和普通用户;
文件管理系统:负责上传、下载、播放、查询、存储所有用户上传和转码生成的视频文件;
资源调度系统:负责转码服务器的管理及多个转码服务器同时工作时的任务调度,将待转码的临时文件下发到空闲的转码服务器;
转码压缩系统:转码压缩系统由转码服务器实现,主要负责接收转码任务,下载待转文件,并将转换完成的文件上传到指定位置,支持异常告警功能。
五、典型应用场景
(一)高清视频传输调用方案
(二)窄带传输链路视频压缩方案
(三)卫星网络直播
(四)视频会议压缩
部署说明:
1、视频会议终端与视频会议摄像头间部署超压缩设备转码系列,将视频会议摄像头视频压缩后送视频会议终端,能够大幅减少视频 会议视频传输压力,降低视频会议中产生的视频分发带宽压力,解决高清电视或大屏播放的卡顿和马赛克现象。
2、编码设备能够接收SDI/HDMI/ASI/DVB-C/DVB-S等信号,经过压缩编码后输出IP流或HDMI信号,以UDP、HLS、HTTP、RMTP、RTSP等方式一次性输出到各个流媒体服务器或者录制保存。
实现低成本解决视频会议存储问题;比传统会议录播方案节省50%以上投资。