一種用于監(jiān)控場景的運動預(yù)估計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于監(jiān)控場景的運動預(yù)估計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們安全意識的增強，監(jiān)控攝像頭使用的范圍越來越廣，而為了降低該些海 量數(shù)據(jù)的存儲成本，都會對采集的視頻做壓縮處理，如常用的mpeg4和h. 264視頻壓縮算 法。該些常用的視頻壓縮算法都是通用性很強的算法，不會對某些特定環(huán)境的視頻做特殊 處理。
[0003] 運動估計是視頻編碼部分最為重要的部分，也是其最為耗時和耗帶寬的部分。因 此，運動估計的研究具有重要的現(xiàn)實意義和市場價值。目前常見的運動預(yù)估計算法都是嵌 在編碼器內(nèi)部的，如宏塊編碼方式的預(yù)估計等，此類算法都是基于統(tǒng)計，選取最有可能的幾 種編碼方式做運動估計，再根據(jù)得到的結(jié)果選擇最優(yōu)的方式或者決定是否還需要繼續(xù)對其 它編碼方式做運動估計。因此目前常見的運動預(yù)估計算法和某一標準編碼器關(guān)系緊密，一 般較為難W運用在其它標準上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種對編碼器依賴較小， 可W廣泛應(yīng)用到多個標準的編碼器上，通用性強的用于監(jiān)控場景的運動預(yù)估計方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是；一種用于監(jiān)控場景的運動預(yù) 估計方法，包括W下步驟：
[0006] 1)初始化監(jiān)控場景的第一帖圖像中所有的宏塊均為非拷貝宏塊；
[0007] 2)在監(jiān)控場景視頻當前帖圖像i的前一帖圖像不做修改，當前帖圖像i開始編碼 前，用當前帖圖像i的原始像素值減去前一帖圖像經(jīng)編碼得到的重建帖的像素值，得到兩 者間差的絕對值，絕對值大于等于閥值的標為1，絕對值小于闊值的標為0,絕對值為1表明 圖像有變化，絕對值為0表示圖像無變化，由此建立起差值圖像的二值表；i>2;
[000引扣基于所述二值表，按照當前帖圖像i的光柵掃描順序逐宏塊進行檢測，當i=2時，當前帖圖像i的宏塊檢測條件如下：
[0009] A)若某個宏塊在二值表中的值均為0,則判定為拷貝宏塊；
[0010] B)若宏塊中在二值表中有非0值，則判定該些非0值對應(yīng)的像素點是否相鄰，若整 個宏塊非0值對應(yīng)的像素點相鄰的個數(shù)小于S個，則判定此宏塊為待確定拷貝宏塊，否則 為非拷貝宏塊；
[0011] C)若步驟B)待確定拷貝宏塊的非0值對應(yīng)的像素點總個數(shù)小于16~20個，則將 待確定拷貝宏塊認定為拷貝宏塊，否則為非拷貝宏塊；
[0012] 當i>2時，當前帖圖像i的宏塊檢測條件如下：
[0013] D)建立W當前帖圖像i之前的所有帖圖像為元素的參考列表；
[0014] 巧將參考列表中的第一帖圖像作為參考帖，若該參考帖圖像中與當前帖圖像i的 某個宏塊位置相同的宏塊為拷貝宏塊，且參考帖圖像中與該拷貝宏塊相鄰的宏塊至少有兩 個也是拷貝宏塊，則進入巧；否則，重復(fù)A)~C);
[0015] 巧若上述當前帖圖像i的所述某個宏塊在二值表中的值均為0,則判定為拷貝宏 塊諾該宏塊在二值表中有非0值，則判定該些非0值對應(yīng)的像素點是否相鄰，若整個宏塊 中與某個非0值像素點的相鄰的非0值像素點小于四個，則判定此宏塊為待確定拷貝宏塊， 否則為非拷貝宏塊；
[0016] G)若步驟巧待確定拷貝宏塊的非0值對應(yīng)的像素點總個數(shù)小于20~25個，則將 待確定拷貝宏塊認定為拷貝宏塊，否則為非拷貝宏塊，并進入步驟H);
[0017] H)對于所述非拷貝宏塊，W參考列表的第二帖圖像作為參考帖，重復(fù)步驟巧~ G)；
[0018] I)重復(fù)步驟巧~H)，直到所述非拷貝宏塊被判定為拷貝宏塊，或者直到將所述參 考列表的最后一帖圖像作為參考帖，并經(jīng)過步驟巧~G)的處理；
[0019] J)重復(fù)步驟巧~I)，直到當前帖圖像i中的所有宏塊均被判定為拷貝宏塊，或者 遍歷完所述參考列表中的所有帖圖像（即參考列表中所有的圖像均被當做參考帖，并經(jīng)過 步驟巧~H)的處理）；
[0020] 4)將當前帖圖像i中被判定為非拷貝宏塊的宏塊視為發(fā)生了運動，拷貝宏塊視為 未運動。
[0021] 本發(fā)明中閥值設(shè)定為15,闊值越大，對圖像變化的容忍度越高，闊值設(shè)定為15,在 保證圖像變化的容忍度的同時，能很好地反映圖像的變化。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明由于閥值的引入，因此對圖 像的像素點變化有一定容忍度，此容忍度是建立在對圖像質(zhì)量影響很小的情況下的，所W 一些本會編碼為有殘差的宏塊被處理為無殘差的宏塊，降低了碼率。閥值的引入W及拷貝 宏塊時像素點相鄰的判定對噪聲有一定的抑制作用，幾個孤立的變化的噪聲會被忽略，而 仍然編碼為無殘差的宏塊；通過簡單的圖像減法，即確定部分宏塊的宏塊類型，減少其后續(xù) 編碼中大量的運動估計W及模式挾擇的計算，降低了后續(xù)編碼的復(fù)雜度；本發(fā)明是各個標 準都通用的，因此可W廣泛應(yīng)用到多個標準的編碼器上，具有更強的通用性。
【附圖說明】
[0023] 圖1為相同位置宏塊示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明相連通兩點的定義。
【具體實施方式】
[0025] 對于監(jiān)控場景的視頻，大部分攝像頭都是固定安裝的，所W采集的圖像都有較為 固定的背景區(qū)域，如何利用好該一特性成為本發(fā)明關(guān)注的焦點。
[0026] 對于監(jiān)控采集的視頻而言，大部分的帖率都在25帖或者30帖每秒，有的甚至達到 60帖每秒，由此可知兩幅圖像之間的時間間隔是很短的，也就意味著兩幅圖像間的背景變 化是很小的，兩幅圖像間有大量的相似區(qū)域，利用該一特性，我們可W對兩幅圖之間的相似 部分做重用。
[0027] 首先我們引入一個概念，拷貝宏塊，其含義為當前圖像與參考圖像相同位置宏塊 的內(nèi)容相似，可w直接拷貝參考圖像的相同位置宏塊代替當前圖像的相同位置部分，即可 認定為此宏塊mv=0且無殘差。如圖1中所示的1和2宏塊即為相同位置宏塊。將圖像 W宏塊為單位建立一張二維表mbcopy虹bcol]虹brow]，用W標明當前圖像是否可拷貝參考 圖像的相同部分。Mbcol=pichei曲t/16,mbrow=picwi化h/16。Pichei曲t表示圖像的 高度，picwidth表示圖像的寬度。Mbcopy表項存儲的內(nèi)容用8位表示，最高位表示是否為 拷貝宏塊，中間5位表示參考索引，低兩位為保留位。如表1所示。
[0028] 表 1
[0029]
【主權(quán)項】
1. 一種用于監(jiān)控場景的運動預(yù)估計方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 初始化監(jiān)控場景的第一幀圖像中所有的宏塊均為非拷貝宏塊； 2) 在監(jiān)控場景視頻當前幀圖像i的前一幀圖像不做修改，當前幀圖像i開始編碼前，用 當前幀圖像i的原始像素值減去前一幀圖像經(jīng)編碼得到的重建幀的像素值，得到兩者間差 的絕對值，絕對值大于等于閥值的標為1，絕對值小于閾值的標為0,絕對值為1表明圖像有 變化，絕對值為0表示圖像無變化，由此建立起差值圖像的二值表；i多2 ;所述閾值為5~ 15 ； 3) 基于所述二值表，按照當前幀圖像i的光柵掃描順序逐宏塊進行檢測，當i = 2時， 當前幀圖像i的宏塊檢測條件如下： A) 若某個宏塊在二值表中的值均為0,則判定為拷貝宏塊； B) 若宏塊中在二值表中有非0值，則判定這些非0值對應(yīng)的像素點是否相鄰，若整個宏 塊中與某個非〇值像素點的相鄰的非〇值像素點小于三個，則判定此宏塊為待確定拷貝宏 塊，否則為非拷貝宏塊； C) 若步驟B)待確定拷貝宏塊的非0值對應(yīng)的像素點總個數(shù)小于16~20個，則將待確 定拷貝宏塊認定為拷貝宏塊，否則為非拷貝宏塊； 當i > 2時，當前幀圖像i的宏塊檢測條件如下： D) 建立以當前幀圖像i之前的所有幀圖像為元素的參考列表； E) 將參考列表中的第一幀圖像作為參考幀，若該參考幀圖像中與當前幀圖像i的某個 宏塊位置相同的宏塊為拷貝宏塊，且參考幀圖像中與該拷貝宏塊相鄰的宏塊至少有兩個也 是拷貝宏塊，則進入F);否則，重復(fù)A)~C); F) 若上述當前幀圖像i的所述某個宏塊在二值表中的值均為0,則判定為拷貝宏塊；若 該宏塊在二值表中有非0值，則判定這些非0值對應(yīng)的像素點是否相鄰，若整個宏塊中與某 個非〇值像素點的相鄰的非〇值像素點小于四個，則判定此宏塊為待確定拷貝宏塊，否則為 非拷貝宏塊； G) 若步驟F)待確定拷貝宏塊的非0值對應(yīng)的像素點總個數(shù)小于20~25個，則將待確 定拷貝宏塊認定為拷貝宏塊，否則為非拷貝宏塊，并進入步驟H); H) 對于所述非拷貝宏塊，以參考列表的第二幀圖像作為參考幀，重復(fù)步驟E)~G); I) 重復(fù)步驟E)~H)，直到所述非拷貝宏塊被判定為拷貝宏塊，或者直到將所述參考列 表的最后一幀圖像作為參考幀，并經(jīng)過步驟E)~G)的處理； J) 重復(fù)步驟E)~I)，直到當前幀圖像i中的所有宏塊均被判定為拷貝宏塊，或者遍歷 完所述參考列表中的所有幀圖像； 4) 將當前幀圖像i中被判定為非拷貝宏塊的宏塊視為發(fā)生了運動，拷貝宏塊視為未運 動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)控場景的運動預(yù)估計方法，其特征在于，所述閥值為 15。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于監(jiān)控場景的運動預(yù)估計方法，初始化監(jiān)控場景的第一幀圖像中所有的宏塊均為非拷貝宏塊，在某一幀圖像開始編碼時，判斷該幀圖像的某一個宏塊是否為拷貝宏塊，并將當前幀圖像中被判定為非拷貝宏塊的宏塊視為發(fā)生了運動；本發(fā)明運用在編碼器外部，對編碼器依賴較小，因此可以廣泛應(yīng)用到多個標準的編碼器上，具有更強的通用性。
【IPC分類】H04N19-51, H04N19-142
【公開號】CN104754333
【申請?zhí)枴緾N201510101241
【發(fā)明人】官升, 姜黎, 李淼, 秦剛
【申請人】湖南國科微電子有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月9日