一种低流量视频通讯传输系统及方法与流程

本发明涉及视频通讯技术领域，尤其涉及一种低流量视频通讯传输系统及方法。

背景技术：

随着社会经济的发展，移动通信技术得到了越来越广泛的应用。在我国，移动通信技术起步虽晚，但近年来发展迅速，2009年工信部发放移动通信3g牌照，2013年工信部发放第一批移动通信4g牌照。网络速度的增快，增加了人与人通过视频方式进行交流，随着视频通讯技术的发展，人与人之间的视频交流也越来越多，尤其是通过手机视频进行聊天已经成为即时通讯的常用手段，网络发展的趋势是从虚拟到与现实结合。通过视频通讯，可以更真实的进行交流和表达，也增强了沟通的亲切感；视频通讯主要有四种形式：pc-to-pc、pc-to-phone、phone-to-pc和phone-to-phoneviainternet；

目前视频通讯广泛应用于首脑级政要会议、多媒体行政会商、应急指挥、远程教育系统、探视与远程交互系统等领域，因此对于视频通讯的研究主要集中在提高视频通讯的质量、视频通讯控制方法等方面，主要基于宽带或wifi条件下的应用，而对于其流量消耗多少并没有放入重点考虑对象；

随着智能手机的普及，大多数手机都具有了上网功能，可以通过手机上网、下载歌曲、视频聊天等，在wifi未覆盖的区域，这些功能都依赖于运营商提供的网络数据。对于手机2g/3g/4g用户来说，在提高通讯质量的同时，减少流量的使用是大部分用户关心的问题；

随着物联网的发展，低功耗广域网(lpwan)逐渐进入主流视野，以lora、nb-iot为代表的窄带物联网得到广泛应用，低功耗广域网带宽非常低，虽然低功耗广域网的应用领域本身就不适用于视频传输，但是即使有5g高带宽网络，如何在多种混合通信制式下，尽可能的降低传输容量仍然需要我们去不断尝试；

我国移动通信发展较快，但数据流量资费一直较高，尤其对于生物实时监测，由于流量消耗较多，所以通过移动数据通信传输方式开展生物实时监测在实际生产中应用很少，因此，在资费较高的情况下，减少视频通信中的数据流量消耗，成为降低视频通信费用的途径，同时，现有的视频通讯传输系统在传输多路视频信号时，占用的宽带较大，导致用户端流量消耗较多，因此，本发明提出一种低流量视频通讯传输系统及方法，以解决现有技术中的不足之处。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种低流量视频通讯传输系统及方法，对于影像背景采用定期间隔静态贴图的方式处理，通过普通成像的背景与固定时间间隔前普通成像的背景是否一样这一判断，根据判断结果选择是否发送背景成像，能够减少数据的发送，从而实现发送流量的减少；通过对得到的实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据进行视频影像路数和音频路数拆分判断，能够在减少流量消耗的同时提升视频通讯的速度和流畅性。

本发明提出一种低流量视频通讯传输系统，包括图像发送端、管理服务器、视频服务器、合成服务器、负载调控单元和图像接收端，所述图像发送端、管理服务器、视频服务器、合成服务器、负载调控单元和图像接收端之间通过网络连接；

所述图像发送端包括红外成像采集设备、摄像头和第一图像处理器，所述红外成像采集设备用于采集生物的红外轮廓内形成的实时红外影像，所述摄像头用于采集生物的实时彩色影像，所述第一图像处理器用于抽取实时红外影像和实时彩色影像中的生物图像，并根据设置的固定时间间隔抽取变化后的背景图像；

所述图像接收端为第二图像处理器，所述第二图像处理器用于合成生物图像和背景图像，得到实时场景完整图像，并根据接收到的数据中是否存在最新的背景图像进行接收端存储背景图像的更新；

所述管理服务器用于接收实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据，拆分出用户视频通讯中的音频数据内的音频路数和实时场景完整图像中的视频影像路数，然后传输至负载调控单元；

所述负载调控单元用于判断音频路数和视频影像路数的数量，并根据判断结果合理选择合成服务器进行视频通讯信息合成；

所述合成服务器根据负载调控单元的调控指令对相应接收到的音频数据和视频影像数据进行合成，得到传输视频通讯信息；

所述视频服务器用于输出传输视频通讯信息。

进一步改进在于：所述合成服务器包括用户端合成服务器和外源合成服务器。

一种低流量视频通讯传输方法，包括以下步骤：

步骤一：利用红外成像采集设备和摄像头分别获取红外成像和普通成像；

步骤二：将红外成像和普通成像传输至第一图像处理器，第一图像处理器将红外成像和普通成像进行对比，完成生物图像抽取，并根据用户自由设定的一个固定时间间隔来抽取变化后的背景图像，最后将抽取的背景图像发送到第二图像处理器；

步骤三：第二图像处理器接收生物图像和背景图像，并完成生物图像与背景图像的合成，得到实时场景完整图像，同时根据接收到的实时场景完整图像中是否存在最新的背景图像进行接收端存储背景图像的更新；

步骤四：管理服务器接收实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据，拆分出用户视频通讯中的音频数据内的音频路数和实时场景完整图像中的视频影像路数，然后传输至负载调控单元；

步骤五：负载调控单元判断音频路数和视频影像路数的数量，根据判断结果合理选择用户端合成服务器或外源合成服务器进行视频通讯信息合成；

步骤六：合成服务器根据负载调控单元的调控指令对相应接收到的音频数据和视频影像数据进行合成，然后通过视频服务器进行输出。

进一步改进在于：所述步骤一中的红外成像是红外成像采集设备采集生物的红外轮廓内形成的实时影像；普通成像是摄像头采集生物的实时彩色影像。

进一步改进在于：所述步骤二中生物图像的抽取具体操作为：第一图像处理器将红外成像和普通成像进行对比，然后按照红外成像中生物轮廓内图像位置抽取普通成像对应位置的图像，获得除去背景之后的生物图像。

进一步改进在于：所述步骤二中抽取变化后的背景图像的具体操作为：首先检测第一图像处理器中的存储是否有背景成像，如果不存在，则直接抽取背景图像，如果存在，第一图像处理器先对比普通成像的背景与固定时间间隔前的普通成像的背景是否一样，如果一样则放弃背景图像抽取；如果不一样则第一图像处理器从普通成像中抽取获得背景图像，并更新第一图像处理器存储中的背景图像。

进一步改进在于：所述步骤三中具体过程为：第二图像处理器接收生物图像和背景图像，并完成生物图像与背景图像的合成，得到实时场景完整图像，第二图像处理器首先判断发送过来的生物图像和背景图像中是否有背景图像，如果有，第二图像处理器则更新已存的背景图像，没有则不更新，继续使用已存的背景图像，最后将图像数据中的生物图像与背景图像进行合成，得到实时场景完整图像。

进一步改进在于：所述步骤五中所述负载调控单元根据判断出音频路数和视频影像路数的数量合理选择用户端合成服务器或外源合成服务器，当音频路数和视频影像路数均为1，则选择用户端合成服务器进行合成；当音频路数和视频影像路数均＞1，则选择外源合成服务器进行合成。

本发明的有益效果为：通过只向远端传输红外轮廓内对应的实时影像，对于影像背景采用定期间隔静态贴图的方式处理，通过普通成像的背景与固定时间间隔前普通成像的背景是否一样这一判断，根据判断结果选择是否发送背景成像，能够减少数据的发送，从而实现发送流量的减少；

通过利用红外成像采集设备和摄像头采集红外成像和普通成像进行生物活动实时监测，大大提高了监测图像数据流中有效图像占比，降低了生物活动实时监测中单位时间内的数据传输量；

通过对得到的实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据进行视频影像路数和音频路数拆分判断，利用外源合成服务器对音频路数和视频影像路数均＞1的实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据进行合成，能够降低多路数视频影像和音频影像在用户端合成服务器产生的流量消耗和服务器运算压力，能够在减少流量消耗的同时提升视频通讯的速度和流畅性。

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为本发明第一图像处理器处理流程示意图；

图3为本发明第二图像处理器处理流程示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

根据图1、2、3所示，本实施例提出一种低流量视频通讯传输系统，包括图像发送端、管理服务器、视频服务器、合成服务器、负载调控单元和图像接收端，所述图像发送端、管理服务器、视频服务器、合成服务器、负载调控单元和图像接收端之间通过网络连接；

所述图像发送端包括红外成像采集设备、摄像头和第一图像处理器，所述红外成像采集设备用于采集生物的红外轮廓内形成的实时红外影像，所述摄像头用于采集生物的实时彩色影像，所述第一图像处理器用于抽取实时红外影像和实时彩色影像中的生物图像，并根据设置的固定时间间隔抽取变化后的背景图像；

所述图像接收端为第二图像处理器，所述第二图像处理器用于合成生物图像和背景图像，得到实时场景完整图像，并根据接收到的数据中是否存在最新的背景图像进行接收端存储背景图像的更新；

所述管理服务器用于接收实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据，拆分出用户视频通讯中的音频数据内的音频路数和实时场景完整图像中的视频影像路数，然后传输至负载调控单元；

所述负载调控单元用于判断音频路数和视频影像路数的数量，并根据判断结果合理选择合成服务器进行视频通讯信息合成；

所述合成服务器根据负载调控单元的调控指令对相应接收到的音频数据和视频影像数据进行合成，得到传输视频通讯信息；

所述视频服务器用于输出传输视频通讯信息。

所述合成服务器包括用户端合成服务器和外源合成服务器。

一种低流量视频通讯传输方法，包括以下步骤：

步骤一：利用红外成像采集设备和摄像头分别获取红外成像和普通成像，红外成像是红外成像采集设备采集生物的红外轮廓内形成的实时影像；普通成像是摄像头采集生物的实时彩色影像；

步骤二：将红外成像和普通成像传输至第一图像处理器，第一图像处理器将红外成像和普通成像进行对比，完成生物图像抽取，并根据用户自由设定的一个固定时间间隔来抽取变化后的背景图像，最后将抽取的背景图像发送到第二图像处理器；

生物图像的抽取具体操作为：第一图像处理器将红外成像和普通成像进行对比，然后按照红外成像中生物轮廓内图像位置抽取普通成像对应位置的图像，获得除去背景之后的生物图像；

抽取变化后的背景图像的具体操作为：首先检测第一图像处理器中的存储是否有背景成像，如果不存在，则直接抽取背景图像，如果存在，第一图像处理器先对比普通成像的背景与固定时间间隔前的普通成像的背景是否一样，如果一样则放弃背景图像抽取；如果不一样则第一图像处理器从普通成像中抽取获得背景图像，并更新第一图像处理器存储中的背景图像

步骤三：第二图像处理器接收生物图像和背景图像，并完成生物图像与背景图像的合成，得到实时场景完整图像，第二图像处理器首先判断发送过来的生物图像和背景图像中是否有背景图像，如果有，第二图像处理器则更新已存的背景图像，没有则不更新，继续使用已存的背景图像，最后将图像数据中的生物图像与背景图像进行合成，得到实时场景完整图像；

步骤四：管理服务器接收实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据，拆分出用户视频通讯中的音频数据内的音频路数和实时场景完整图像中的视频影像路数，然后传输至负载调控单元；

步骤五：负载调控单元判断音频路数和视频影像路数的数量，根据判断出音频路数和视频影像路数的数量合理选择用户端合成服务器或外源合成服务器，当音频路数和视频影像路数均为1，则选择用户端合成服务器进行合成；当音频路数和视频影像路数均＞1，则选择外源合成服务器进行合成；

步骤六：合成服务器根据负载调控单元的调控指令对相应接收到的音频数据和视频影像数据进行合成，然后通过视频服务器进行输出。

通过只向远端传输红外轮廓内对应的实时影像，对于影像背景采用定期间隔静态贴图的方式处理，通过普通成像的背景与固定时间间隔前普通成像的背景是否一样这一判断，根据判断结果选择是否发送背景成像，能够减少数据的发送，从而实现发送流量的减少；

通过利用红外成像采集设备和摄像头采集红外成像和普通成像进行生物活动实时监测，大大提高了监测图像数据流中有效图像占比，降低了生物活动实时监测中单位时间内的数据传输量；

通过对得到的实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据进行视频影像路数和音频路数拆分判断，利用外源合成服务器对音频路数和视频影像路数均＞1的实时场景完整图像和用户视频通讯中的音频数据进行合成，能够降低多路数视频影像和音频影像在用户端合成服务器产生的流量消耗和服务器运算压力，能够在减少流量消耗的同时提升视频通讯的速度和流畅性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。