[發明專利]一種基于在線分辨率提升的降低網絡視頻帶寬占用方法

有效

• 申請號: 201610109908.5
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105744357B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 張宏志;趙秋實;左旺孟;石堅;張壘磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱超凡視覺科技有限公司
• 主分類號: H04N21/4402
• 分類號: H04N21/4402;H04N21/61;H04L29/06;G06F16/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明針對網絡服務器端的低分辨率視頻，提出了基于在線分辨率提升的降低網絡視頻帶寬占用方法，其具體方法是：用戶通過客戶端向服務器請求一部影視作品，服務器端將低分辨率視頻數據和對應的映射關系模型數據發送至客戶端.客戶端接收到數據后，分辨率提升模塊使用映射關系模型數據將低分辨率視頻進行分辨率提升，轉換為高分辨率視頻，視頻播放模塊播放分辨率提升后的視頻，由于映射模型數據量很小、以這種方式進行影視作品實時在線播放，可以大幅度降低網絡數據傳輸量。

技術領域

本發明屬于計算機視覺與圖像處理領域，涉及降低網絡視頻帶寬占用的方法，具體涉及一種基于分辨率提升的降低網絡視頻帶寬占用方法。

背景技術

隨著視頻獲取、傳輸、存儲、顯示技術的發展，影視作品不斷向著高分辨率發展。人們欣賞視頻的口味也越來越高，不斷追求高分辨率、高清晰度的影視作品。同時，高分辨率顯示設備的出現(如4K、5K電視和顯示器)，又使高分辨率的影視作品的普及成為可能。

近年來我國網絡帶寬不斷提升，網絡提速進程加快，很多在線視頻網站已經開始提供4K超清片源。然而，若要在線流暢播放4K視頻至少需要獨占25Mbps帶寬，一方面現階段我國很多家庭用戶網絡帶寬還達不到這一程度，另一方面在線視頻服務商需要花費大量資金購買帶寬。一部4K電影，按照現有的編碼技術來說，動輒幾十GB，甚至上百GB容量，耗費視頻服務商和用戶大量網絡流量。解決這一問題的一種有效方法是進行在線分辨率提升。即在線視頻服務商通過網絡提供較低分辨率(如1080p、720p甚至更低)的視頻，在播放時實時進行分辨率提升，轉換為高分辨率(如4K或更高)視頻。這樣便能夠達到既滿足用戶的觀影需求又降低網絡帶寬占用和網絡流量的目的。

所謂的分辨率提升，是指將低分辨率的視頻(或視頻幀)，通過一定方法，快速有效的生成一個高分辨率的視頻。其難點在于如何突破原有低分辨率視頻像素數量限制，填充本來不存在的像素點，既要保持原低分辨率視頻的結構、紋理，又要在人眼看來更加自然合理。傳統的分辨率提升方法，主要包括基于插值的方法和基于學習的方法。基于插值的方法是通過將已有的像素點進行線性組合，作為缺失的像素點。插值算法簡單迅速，但是提升后的視頻視覺效果并不理想。基于學習的算法通常利用一定數量的訓練數據，訓練得到低分辨率視頻到高分辨率視頻的映射關系，此類算法運算量大、速度慢，無法實現視頻的實時分辨率提升。

發明內容

本發明的技術解決問題是：本發明提供一種降低網絡視頻帶寬占用的方法，將低分辨率的影視作品(通常低于720P)經過分辨率提升技術，實時轉換為較高分辨率視頻(如4K或更高)，實現降低網絡視頻播放時的帶寬占用，同時提供高分辨率、高畫面質量的觀影效果。

本發明的技術解決方案為：一種基于在線分辨率提升的降低網絡視頻帶寬占用方法，包括服務器端和客戶端，包括以下步驟：

①用戶通過客戶端向服務器端請求一部影視作品；

②服務器端將該影視作品的低分辨率視頻數據和對應的映射關系模型數據發送至客戶端；

③客戶端接收到低分辨率視頻數據和對應的映射關系模型數據后，利用映射關系模型將低分辨率視頻轉換為高分辨率視頻，利用視頻播放模塊播放高分辨率視頻。

所述步驟②中的映射關系模型的建立步驟為：

(1)選取任意一部高分辨率視頻作為訓練樣本，將其拆分為高分辨率視頻幀，并使用高斯核對視頻幀進行卷積；

(2)根據影視作品的低分辨率視頻和目標高分辨率視頻計算放大倍數，利用該倍數對卷積后的高分辨率視頻幀進行隔行采樣，得到對應的低分辨率視頻幀；

(3)將高分辨率視頻幀和采樣所得的低分辨率視頻幀分別分割成塊，作為訓練數據；