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申请/专利权人：福建华电储运有限公司

摘要：本发明为一种面向港口5G智能目标检测实时视频码率优化系统，包括发送端和边缘AI设备，发送端包括路侧摄像头和视频输入单元、视频预处理单元、码率分配模型单元；发送端和边缘AI设备连接进行信号交互；监控摄像头用于采集现场视频；视频预处理单元，对现场视频进行预处理，得到目标检测准确率与量化参数QP之间的关系，以及最优模型参数数据，并读取视频流，将视频帧划分成不同区域进行视频编码；边缘AI设备接收采集到的现场视频，通过深度学习目标检测执行目标检测任务；码率分配模型单元对输入视频帧进行码率控制，根据建立的视频语义驱动指导模型，执行视频码率算法处理目标检测任务，能够使目标检测准确率最大化。

主权项：1.一种面向港口5G应用的基于目标检测的视频码率控制系统，其特征在于，包括发送端和终端，所述发送端包括监控摄像头和视频输入单元、视频预处理单元、码率分配模型单元；所述发送端和终端连接进行信号交互；所述终端为边缘AI设备，包括目标检测单元，输出最优检测结果单元；监控摄像头用于采集现场视频；所述视频预处理单元，对现场视频进行预处理，得到目标检测准确率与量化参数QP之间的关系，以及最优模型参数数据，并读取视频流，将视频帧划分成不同区域进行视频编码；所述目标检测单元负责对接收到的视频中的检测对象进行目标检测；所述输出最优检测结果单元将检测结果输出到显示界面；所述终端边缘AI设备接收采集到的现场视频，通过深度学习目标检测执行目标检测任务；码率分配模型单元对输入视频帧进行码率控制，根据建立的视频语义驱动指导模型，执行视频码率算法处理目标检测任务；码率分配模型单元具体为：根据视频帧各自区域的目标检测对象的复杂度分配不同的比特包括：步骤1：采用三层比特分配方案即GOP层、帧层、LCU层逐级向下分配比特，提高码率的利用效率；步骤2：对于视频中纹理度简单的区域会选择较大的CU块来使用少量的比特进行编码；步骤3：LCU层采用基于像素梯度的方法来度量各个区域复杂度，各个区域的CTU块的梯度计算公式为： ；式中：表示当前CTU块的像素梯度，代表各像素点在坐标为处的亮度值，和分别代表当前CTU块的宽和高，各个视频区域的梯度Gj计算公式为： ；式中：L表式各个区域包含的CTU块数；由于采用的是多slice和多Tile来平均划分视频帧，每个视频帧划分的N个区域的复杂度Fj和复杂度集合F表示如下：Fj=Gj ；以各个区域的复杂度作为帧内的分配比特权重进行自适应分配目标比特，利用复杂度来对视频帧各区域进行自适应比特分配，计算第j个区域内容复杂度占整个视频帧目标比特复杂度权重Kj： ；式中：表示第j个区域的复杂度，表示所有区域的复杂度之和；因此第j个区域获得的目标比特数表示为： ；式中：表示当前视频帧获得的比特数；所述视频帧各自独立区域相应的量化参数QP的公式如下： ；式中：和表示视频帧当前区域的更新参数，qj为量化参数QP，C1和C2是预设值，Gj为检测区域总的像素值。

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