开云优惠体育网页版入口

专利名称：一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410579801.1

专利申请（专利权）人：国网黑龙江省电力有限公司伊春供电公司,国家电网有限公司
权利人地址：黑龙江省伊春市伊美区前进办新区山珍路与透龙大街交汇处

专利发明（设计）人：张婷娟,刘英杰,高玉辉,于波

专利摘要：本发明涉及视频压缩技术领域，具体涉及一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法，包括：获取监控视频的若干帧位图；根据每帧位图与相邻帧位图的灰度差异，得到每帧位图与相邻帧位图的同步变化指标；获取每帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标；将同步变化指标和像素变化指标进行权重融合，得到每帧位图的灰度同步变化率；根据灰度同步变化率、子位图在若干方向的灰度直线拟合率，得到每帧位图的昼夜交替性；根据昼夜交替性利用差分编码对所有帧位图进行压缩并存储。本发明减少了监控视频下日夜交替过程中由于位图像素值变化导致压缩效率较低的问题。

主权利要求：
1.一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
获取监控视频的若干帧位图；
根据每帧位图与相邻帧位图的灰度差异，得到每帧位图与相邻帧位图的同步变化指标；根据每帧位图的相邻帧位图之间的局部灰度差异，得到每帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标；将同步变化指标和像素变化指标进行权重融合，得到每帧位图的灰度同步变化率；
获取每帧位图的若干子位图；获取每个子位图在若干方向的灰度直线拟合率；根据灰度同步变化率、子位图在若干方向的灰度直线拟合率，得到每帧位图的昼夜交替性；
根据昼夜交替性利用差分编码对所有帧位图进行压缩；
所述根据每帧位图与相邻帧位图的灰度差异，得到每帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，包括的具体步骤如下：式中， 为帧位图中像素点的数量， 为第 帧位图的相邻帧位图数量； 为第 帧位图中第 个像素点的灰度值， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值， 为以自然常数为底的指数函数， 为第 帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，为取绝对值；
所述第 帧位图的相邻帧位图的具体获取方法如下：
将第 帧位图之前的 帧位图和之后的 帧位图，作为第 帧位图的相邻帧位图，第 帧位图的相邻帧位图中包含第 帧位图， 为预设的第一数值；
所述根据每帧位图的相邻帧位图之间的局部灰度差异，得到每帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标，包括的具体步骤如下：式中， 为第 帧位图的相邻帧位图数量，为帧位图中像素点的数量， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内像素点的数量， 为第帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内第 个像素点的灰度值， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内第 个像素点的灰度值，为取绝对值， 为第 帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标， 为以自然常数为底的指数函数；
所述获取每个子位图在若干方向的灰度直线拟合率，包括的具体步骤如下：
获取第 帧位图的第 个子位图的中心像素点，在第 个子位图内，以第 个子位图的中心像素点为起点，获取沿若干方向的线段，作为第 个子位图的若干方向线段；对第 个子位图的每个方向线段中像素点的灰度值进行拟合，得到第 个子位图的若干灰度拟合直线，将每个灰度拟合直线与水平线的夹角值，作为第 个子位图在每个方向的灰度直线拟合率，所述夹角值为水平线沿逆时针方向到灰度拟合直线的角度值；
所述根据灰度同步变化率、子位图在若干方向的灰度直线拟合率，得到每帧位图的昼夜交替性，包括的具体步骤如下：将第 帧位图的第 个子位图在所有方向的灰度直线拟合率的平均值与第 个子位图内所有像素点的灰度值的方差的比值，记为第 帧位图的第 个子位图的第一比值，获取每个子位图的灰度同步变化率，将所述第一比值与第 帧位图的第 个子位图的灰度同步变化率的乘积，记为第 帧位图的第 个子位图的第一乘积，将所述第一乘积与参考均值之间的差值的平方，作为第 帧位图的第 个子位图的第三差异，将第 帧位图的所有子位图的第三差异的平均值，作为第 帧位图的昼夜交替性，其中，参考均值是第 帧位图的所有子位图的灰度同步变化率的均值。
2.根据权利要求1所述一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法，其特征在于，所述将同步变化指标和像素变化指标进行权重融合，得到每帧位图的灰度同步变化率，包括的具体步骤如下：式中，为预设的第一超参数， 为第 帧位图与相邻帧位图的同步变化指标， 为第帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标， 为第 帧位图的灰度同步变化率。
3.根据权利要求1所述一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法，其特征在于，所述获取每帧位图的若干子位图的具体方法如下：将第 帧位图均等划分为 个小位图，作为第 帧位图的子位图， 为预设的第二数值。
4.根据权利要求1所述一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法，其特征在于，所述根据昼夜交替性利用差分编码对所有帧位图进行压缩，包括的具体步骤如下：对所有帧位图的昼夜交替性进行归一化，得到归一化的帧位图的昼夜交替性；根据归一化的帧位图的昼夜交替性，对所有帧位图进行压缩。
5.根据权利要求4所述一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法，其特征在于，所述根据归一化的帧位图的昼夜交替性，对所有帧位图进行压缩，包括的具体步骤如下：预设一个第一阈值，若归一化的帧位图的昼夜交替性小于第一阈值，利用差分编码对小于第一阈值的帧位图进行残差计算并得到帧位图的压缩结果，若归一化的帧位图的昼夜交替性大于或等于第一阈值，利用差分编码对大于或等于第一阈值的帧位图进行压缩并得到帧位图的压缩结果。 说明书 : 一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法技术领域[0001] 本发明涉及用于视频压缩的预处理技术领域，具体涉及一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法。背景技术[0002] 在图像处理领域，位图是一种图像文件格式，它将一个图片表示为一个像素阵列，每个像素存储特定的颜色信息。通常情况下，针对由位图组成的视频信息进行压缩。尤其是分析每个像素在位图不同帧下的变化情况，并根据这些变化进行压缩。常用的方法有帧间压缩，它依赖于视频帧之间的冗余性。当帧与帧之间的变化较小时，压缩效率将非常高。[0003] 监控摄像头通常捕捉到的视频中，大部分时间内画面变化不大，仅有少数对象移动。因此，通过比较连续帧之间的变化，即通过帧间压缩，可以大幅度压缩静态背景，只对变化的移动对象进行详细编码，差分编码是常用的帧间压缩方法之一。然后，当监控视频中光照条件发生变化，例如日夜交替，导致图像整体亮度大面积变化，影响差分编码的效率，降低多帧位图信息的压缩效率。发明内容[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法。[0005] 本发明的一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法采用如下技术方案：[0006] 本发明一个实施例提供了一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法，该方法包括以下步骤：[0007] 获取监控视频的若干帧位图；[0008] 根据每帧位图与相邻帧位图的灰度差异，得到每帧位图与相邻帧位图的同步变化指标；根据每帧位图的相邻帧位图之间的局部灰度差异，得到每帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标；将同步变化指标和像素变化指标进行权重融合，得到每帧位图的灰度同步变化率；[0009] 获取每帧位图的若干子位图；获取每个子位图在若干方向的灰度直线拟合率；根据灰度同步变化率、子位图在若干方向的灰度直线拟合率，得到每帧位图的昼夜交替性；[0010] 根据昼夜交替性利用差分编码对所有帧位图进行压缩。[0011] 进一步地，所述根据每帧位图与相邻帧位图的灰度差异，得到每帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，包括的具体步骤如下：[0012][0013] 式中，为帧位图中像素点的数量， 为第 帧位图的相邻帧位图数量； 为第帧位图中第 个像素点的灰度值， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值， 为以自然常数为底的指数函数， 为第 帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，为取绝对值。[0014] 进一步地，所述第 帧位图的相邻帧位图的具体获取方法如下：[0015] 将第 帧位图之前的 帧位图和之后的 帧位图，作为第 帧位图的相邻帧位图，第 帧位图的相邻帧位图中包含第 帧位图， 为预设的第一数值。[0016] 进一步地，所述根据每帧位图的相邻帧位图之间的局部灰度差异，得到每帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标，包括的具体步骤如下：[0017][0018] 式中， 为第 帧位图的相邻帧位图数量，为帧位图中像素点的数量， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内像素点的数量，为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内第 个像素点的灰度值，为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值，为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内第 个像素点的灰度值，为取绝对值， 为第 帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标， 为以自然常数为底的指数函数。[0019] 进一步地，所述将同步变化指标和像素变化指标进行权重融合，得到每帧位图的灰度同步变化率，包括的具体步骤如下：[0020][0021] 式中，为预设的第一超参数， 为第 帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，为第 帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标， 为第 帧位图的灰度同步变化率。[0022] 进一步地，所述获取每帧位图的若干子位图的具体方法如下：[0023] 将第 帧位图均等划分为 个小位图，作为第 帧位图的子位图， 为预设的第二数值。[0024] 进一步地，所述获取每个子位图在若干方向的灰度直线拟合率，包括的具体步骤如下：[0025] 获取第 帧位图的第 个子位图的中心像素点，在第 个子位图内，以第 个子位图的中心像素点为起点，获取沿若干方向的线段，作为第 个子位图的若干方向线段；对第个子位图的每个方向线段中像素点的灰度值进行拟合，得到第 个子位图的若干灰度拟合直线，将每个灰度拟合直线与水平线的夹角值，作为第 个子位图在每个方向的灰度直线拟合率，所述夹角值为水平线沿逆时针方向到灰度拟合直线的角度值。[0026] 进一步地，所述根据灰度同步变化率、子位图在若干方向的灰度直线拟合率，得到每帧位图的昼夜交替性，包括的具体步骤如下：[0027] 将第 帧位图的第 个子位图在所有方向的灰度直线拟合率的平均值与第 个子位图内所有像素点的灰度值的方差的比值，记为第 帧位图的第 个子位图的第一比值，获取每个子位图的灰度同步变化率，将所述第一比值与第 帧位图的第 个子位图的灰度同步变化率的乘积，记为第 帧位图的第 个子位图的第一乘积，将所述第一乘积与参考均值之间的差值的平方，作为第 帧位图的第 个子位图的第三差异，将第 帧位图的所有子位图的第三差异的平均值，作为第 帧位图的昼夜交替性，其中，参考均值是第 帧位图的所有子位图的灰度同步变化率的均值。[0028] 进一步地，所述根据昼夜交替性利用差分编码对所有帧位图进行压缩，包括的具体步骤如下：[0029] 对所有帧位图的昼夜交替性进行归一化，得到归一化的帧位图的昼夜交替性；根据归一化的帧位图的昼夜交替性，对所有帧位图进行压缩。[0030] 进一步地，所述根据归一化的帧位图的昼夜交替性，对所有帧位图进行压缩，包括的具体步骤如下：[0031] 预设一个第一阈值，若归一化的帧位图的昼夜交替性小于第一阈值，利用差分编码对小于第一阈值的帧位图进行残差计算并得到帧位图的压缩结果，若归一化的帧位图的昼夜交替性大于或等于第一阈值，利用差分编码对大于或等于第一阈值的帧位图进行压缩并得到帧位图的压缩结果。[0032] 本发明的技术方案的有益效果是：本发明在获取到监控视频的若干帧位图后，通过每帧位图与相邻帧位图的灰度差异，得到每帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，同步变化指标反映的是帧位图与相邻帧位图所确定的时间段是否接近昼夜交替的时间段，即监控视频中光照条件发生变化的时间段，通过每帧位图的相邻帧位图之间的局部灰度差异，得到每帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标，旨在量化在不同帧位图下相同位置像素与周围邻域像素之间的像素差，然后通过将同步变化指标和像素变化指标进行权重融合，得到每帧位图的灰度同步变化率，位图的灰度同步变化率越高，监控时间的昼夜交替性就越高，提高了位图受光照影响时判断的准确性，最后通过灰度同步变化率、子位图在若干方向的灰度直线拟合率，得到每帧位图的昼夜交替性，昼夜交替性反映的是帧位图是否是昼夜交替，而后依据昼夜交替性对所有帧位图进行压缩存储，根据昼夜交替性利用差分编码对位图进行不同的压缩，提高多帧位图信息的压缩效率，减少了监控视频下日夜交替过程中由于位图像素值变化导致压缩效率较低的问题。附图说明[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0034] 图1为本发明一个实施例所提供的一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法的步骤流程图；[0035] 图2为本发明一个实施例所提供的对所有帧位图进行压缩并存储的流程图。具体实施方式[0036] 为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一个或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。[0037] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。[0038] 下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法的具体方案。[0039] 请参阅图1和图2，其示出了本发明一个实施例提供的一种基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法的步骤流程图和对所有帧位图进行压缩并存储的流程图，该方法包括以下步骤：[0040] 步骤S001、获取监控视频的若干帧位图。[0041] 需要说明的是，本实施例的主要目的是，通过结合监控视频若干位图帧灰度同步变化率确定监控昼夜交替性，并依据交替性进行差分编码残差值的优化，从而减少监控视频中光照变化对差分编码的影响，提高多帧位图信息的压缩效率。开始分析前，先采集相关数据。[0042] 具体的，获取监控视频的若干帧位图，具体如下：[0043] 获取最近一天任意一个非道路区域的监控视频，获取监控视频的若干帧位图。[0044] 需要说明的是，监控视频由多帧位图组成。每帧位图均是灰度图像。获取监控视频进而得到监控视频的若干帧位图为现有方法，本实施例不再赘述。[0045] 至此，得到监控视频的若干帧位图。[0046] 步骤S002、根据每帧位图与相邻帧位图的灰度差异，得到每帧位图与相邻帧位图的同步变化指标；根据每帧位图的相邻帧位图之间的局部灰度差异，得到每帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标；将同步变化指标和像素变化指标进行权重融合，得到每帧位图的灰度同步变化率。[0047] 需要说明的是，本实施例主要是对非道路区域的监控视频的若干帧位图进行存储，非道路区域具体为：设备较多的施工场所，进行实时监控有利于对财产设备的保护。监控视频具体表现为较长时间段内位图前景和背景都不会发生较为明显的变化，所以很适用于差分编码进行压缩。另外一个明显特征为场景存在昼夜交替，虽然前景和背景物体未发生较明显变化，但其亮度，反映到位图中的像素值大小会存在较为明显的变化，这是由于光照强度的变化引起的。[0048] 进一步需要说明的是，昼夜交替引起的亮度差异反映到位图上会引起差分编码压缩效率的降低，这是因为在光照强度变高或者变低的过程中，不同帧的位图像素信息发生着较为剧烈的变化，那么根据位图残差进行差分编码压缩的压缩效率就会变低。所以为了消除光照强度变化引起的残差计算不准确，对位图信息进行分析，当场景内仅存在光照变化时，位图内不同像素之间的像素值差异会保持不变，或者存在较小幅度的变化，即灰度变化越同步，越是由于光照强度引起的局部像素值变化，所以该区域依然具备较高的可压缩性，因为不存在行人等特征信息。此类变化持续时间越久，监控昼夜交替性就越高，即越接近昼夜交替环节。[0049] 需要说明的是，固定时间间隔内，帧位图之间的像素整体差异越大，即差分编码的差分结果越大，越是接近昼夜交替时间段，因为正常情况下，场景内行人不足以引起整体像素的剧烈变化。那么此时由于光照强度引起的像素值变化即可以通过优化编码残差值进行压缩，因为不包含特征变化信息，即监控视野内的物体未发生移动等。即帧位图之间的像素整体差异越大，灰度同步变化率就越高，灰度变化率越高，监控时间的交替性就越高，即越接近昼夜交替的时间段。除去位图像素值在不同帧下的差异之外，同步变化率大小与每帧位图像素邻域差异也呈现一定关系。帧位图内像素差异在不同帧下保持越一致，越是由于光照强度引起的变化，因为场景内的物件例如施工设备等未发生位移变化。[0050] 具体的，根据每帧位图与相邻帧位图的灰度差异，得到每帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，作为一种实施例，具体的计算方法如下：[0051][0052] 式中， 为帧位图中像素点的数量， 为第 帧位图的相邻帧位图数量，所述第帧位图的相邻帧位图的具体获取方法如下：将第 帧位图之前的 帧位图和之后的帧位图，作为第 帧位图的相邻帧位图，第 帧位图的相邻帧位图中包含第 帧位图，为预设的第一数值，本实施例以 进行叙述； 为第 帧位图中第 个像素点的灰度值， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值，为以自然常数为底的指数函数，本实施例采用 的模型来呈现反比例关系及归一化处理， 为模型的输入，本实施例不进行限定， 为第 帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，为取绝对值。[0053] 需要说明的是，若第 帧位图之前或之后没有相邻的 帧位图，则以实际存在的相邻帧位图，作为第 帧位图的相邻帧位图；第 帧位图之前的 帧位图和之后的帧位图是最相邻的前 帧位图和后 帧位图； 表示第 帧位图与相邻帧位图的相同位置的像素点灰度差异，表示第 帧位图与相邻帧位图的灰度差异，若 越接近0，说明第 帧位图与相邻帧位图的相同位置的像素点灰度差异越。杂ν奖浠副暧υ叫。ü 函数映射后进行归一化处理，最终得到第 帧位图与相邻帧位图的同步变化指标，同步变化指标越大说明第 帧位图与相邻帧位图所确定的时间段越接近昼夜交替的时间段。[0054] 具体的，根据每帧位图的相邻帧位图之间的局部灰度差异，得到每帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标，作为一种实施例，具体的计算方法如下：[0055][0056] 式中， 为第 帧位图的相邻帧位图数量，为帧位图中像素点的数量， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内像素点的数量，为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值， 为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内第 个像素点的灰度值，为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的灰度值，为第 帧位图的相邻帧位图内第 帧位图中第 个像素点的八邻域范围内第 个像素点的灰度值，为取绝对值， 为第 帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标， 为以自然常数为底的指数函数。[0057] 需要说明的是，上述实施例中所用的公式和数学模型可能存在分母为0的情况，但是本实施例为了叙述简单易懂，因此没有对分母为0这种形况进行处理；在具体实施时将分子分母同时加一即可避免分母为0的不可实施的情况；第 帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标 旨在量化在不同帧位图下相同位置像素与周围邻域像素之间的像素差，表示第 个像素点与邻域像素点在第 帧位图下的像素差，将其与第帧位图同位置差异结果 进行比值，该比值结果越接近1，在不同帧位图下像素表征的信息越相同，那么它们的变化同步率就越高。对应到场景中的逻辑为：在监控视频中，施工设备或施工材料等目标在不同帧的位图下不存在较大的变化或者不发生变化，那么此时位图像素与周围像素之间的像素值差值就越固定，即使在昼夜交替过程中，光照强度变化引起的像素值整体变化，也不会影响施工材料等与周围像素之间的差值结果。那么此时表征位图变化的同步性很高，不同像素在不同帧下与周围像素之间的像素值差异求和结果就越接近1。[0058] 需要说明的是， 表示每帧位图的相邻帧位图之间的局部灰度差异。[0059] 进一步地，将同步变化指标和像素变化指标进行权重融合，得到每帧位图的灰度同步变化率，作为一种实施例，具体的计算方法如下：[0060][0061] 式中，为预设的第一超参数，本实施例以 进行叙述， 为第 帧位图与相邻帧位图的同步变化指标， 为第 帧位图的相邻帧位图之间的像素变化指标， 为第帧位图的灰度同步变化率。[0062] 需要说明的是，对于位图的灰度同步变化率，本实施例通过对同步变化指标和像素变化指标分配不同权重，综合得到帧位图的灰度同步变化率，增加同步变化指标的贡献程度，因为多帧位图下的昼夜交替变化越能体现出位图像素值变化的同步性，因此设置权重为0.6。本实施例认为，第 帧位图的灰度同步变化率 值越接近1，其灰度同步变化率就越高。[0063] 至此，得到每帧位图的灰度同步变化率。[0064] 步骤S003、获取每帧位图的若干子位图；获取每个子位图在若干方向的灰度直线拟合率；根据灰度同步变化率、子位图在若干方向的灰度直线拟合率，得到每帧位图的昼夜交替性。[0065] 需要说明的是，位图的灰度同步变化率越高，监控时间的昼夜交替性就越高，即由光照强度变化引起的位图像素变化性就越高。因为光照引起的位图变化，不具备监控视频特征，即视频内人员的移动或者设施设备的移动。差分编码计算的是前后帧位图的像素值差，依据像素值差得到编码残差，在昼夜交替时，位图内所有像素点都存在或多或少的变化，编码残差区域越不能确定，差分编码压缩效率就越低。为了解决该问题，选择对交替性区域进行原编码的压缩处理，即压缩尺度同未发生交替前的状态。[0066] 需要说明的是，获取帧位图的灰度同步变化率，计算监控昼夜交替性。本实施例选择将原位图分为若干个子位图，每个子位图具备一个类似帧位图的灰度同步变化率。本实施例分子位图的目的是区分不同区域的灰度同步变化率，防止因为设备影子的移动等产生昼夜交替性计算的误差。[0067] 具体的，获取每帧位图的若干子位图，具体如下：[0068] 将第 帧位图均等划分为 个小位图，作为第 帧位图的子位图， 为预设的第二数值，本实施例以 进行叙述。[0069] 需要说明的是，若帧位图不能均等被均等划分，通过将帧位图最外一行或最外一列进行去除，保证帧位图均等划分。[0070] 具体的，获取每个子位图在若干方向的灰度直线拟合率，具体如下：[0071] 获取第 帧位图的第 个子位图的中心像素点，在第 个子位图内，以第 个子位图的中心像素点为起点，获取沿若干方向的线段，作为第 个子位图的若干方向线段，需要说明的是，本实施例中若干方向具体为从0°开始，每次增加30°，直至到360°，具体方向本实施例不进行限定；对第 个子位图的每个方向线段中像素点的灰度值进行拟合，得到第 个子位图的若干灰度拟合直线，将每个灰度拟合直线与水平线的夹角值，作为第 个子位图在每个方向的灰度直线拟合率，所述夹角值为水平线沿逆时针方向到灰度拟合直线的角度值。[0072] 需要说明的是，本实施例通过最小二乘法对子位图的每个方向线段中像素点的灰度值进行拟合，具体拟合为现有方法，本实施例不再赘述；对于灰度直线拟合率，旨在量化该子位图在不同角度下灰度的一致性。量化灰度直线拟合率的目的是将直线程度较大的子位图在后续计算昼夜交替性时放大其权重。对应到场景中的逻辑为：当一个子位图所处区域为图中重要信息区域，例如设施设备区域，一般设备的空间边缘构造都接近几何形状，那么这其中直线就是最为直接的表现形式。所以此处通过灰度直线拟合率，该拟合率越高，越有可能是设施设备的边缘，所以后续在计算昼夜交替性时增加其权重值，目的是保留子位图内较为重要的几何特征。[0073] 进一步地，根据灰度同步变化率、子位图在若干方向的灰度直线拟合率，得到每帧位图的昼夜交替性，作为一种实施例，具体的计算方法如下：[0074] 将第 帧位图的第 个子位图在所有方向的灰度直线拟合率的平均值与第 个子位图内所有像素点的灰度值的方差的比值，记为第 帧位图的第 个子位图的第一比值，获取每个子位图的灰度同步变化率，将所述第一比值与第 帧位图的第 个子位图的灰度同步变化率的乘积，记为第 帧位图的第 个子位图的第一乘积，将所述第一乘积与参考均值之间的差值的平方，作为第 帧位图的第 个子位图的第三差异，将第 帧位图的所有子位图的第三差异的平均值，作为第 帧位图的昼夜交替性，其中，参考均值是第 帧位图的所有子位图的灰度同步变化率的均值。[0075] 需要说明的是，为便于更好的理解每帧位图的昼夜交替性，本实施例通过公式进行进一步详细解释，具体如下：[0076][0077] 式中， 为第 帧位图的子位图的数量， 为第 帧位图的第 个子位图在所有方向的灰度直线拟合率的数量， 为第 帧位图的第 个子位图在第 个方向的灰度直线拟合率， 为第 帧位图的第 个子位图内所有像素点的灰度值的方差， 为第帧位图的第 个子位图的灰度同步变化率， 为第 帧位图的所有子位图的灰度同步变化率的均值， 为第 帧位图的昼夜交替性， 为线性归一化函数，归一化的对象为第 帧位图的第 个子位图的所有 。[0078] 需要说明的是，获取子位图的灰度同步变化率和获取帧位图的灰度同步变化率方法相同，本实施例不再赘述；对于 ，其表示一个权重系数，用于对 进行加权， 表示未进行加权的子位图对应的灰度同步变化率的方差值，该方差值越大，表征不同子位图的灰度同步变化率越不一致，即该帧位图内除去光照强度变化引起的像素值变化外，还具备其它特征引起的局部变化，例如监控视频内存在人物移动；对于权重系数部分，旨在分析子位图内像素值的混乱程度，当 值越大，混乱程度就越大，那么该子位图的灰度同步变化率在计算方差时的权重就越低。对应的具体逻辑为：子位图区域内，若仅存在设备设施或者背景，随着光照强度的变化（减弱）， 的值是会越来越低的，因为灰度值越来越低。而 的值越高时，证明该部分存在异常的图像特征，即人物的移动等导致的局部子位图方差过大；昼夜交替性反映的是帧位图是昼夜交替图像的可能性。[0079] 至此，得到每帧位图的昼夜交替性。[0080] 步骤S004、根据昼夜交替性利用差分编码对所有帧位图进行压缩并存储。[0081] 需要说明的是，上述得到了每帧位图的昼夜交替性，通过判断其大。灾∥煌冀胁煌顾。[0082] 具体的，根据昼夜交替性利用差分编码对所有帧位图进行压缩并存储，具体如下：[0083] 对所有帧位图的昼夜交替性进行归一化，预设一个第一阈值，本实施例以第一阈值为0.1进行叙述，若归一化的帧位图的昼夜交替性小于第一阈值，利用差分编码对小于第一阈值的帧位图进行残差计算并得到帧位图的压缩结果，若归一化的帧位图的昼夜交替性大于或等于第一阈值，利用差分编码对大于或等于第一阈值的帧位图直接进行压缩并得到帧位图的压缩结果，将所有压缩结果进行存储。[0084] 需要说明的是，利用差分编码对小于第一阈值的帧位图进行残差计算并得到帧位图的压缩结果、利用差分编码对大于或等于第一阈值的帧位图直接进行压缩并得到帧位图的压缩结果具体为现有方法，本实施例不再赘述。[0085] 至此，通过以上步骤，完成基于位图压缩的物理信息系统数据压缩方法。[0086] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：黑龙江

专利申请日期：2024-05-11

专利公开日期：2024-07-05

专利公告号：CN118158428B