一種監(jiān)控?cái)z像機(jī)碼流的自適應(yīng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種監(jiān)控?cái)z像機(jī)碼流的自適應(yīng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]視頻通信系統(tǒng)中的碼流具有與生倶來(lái)的變碼率特性，如果編碼過(guò)程中，保持編碼參數(shù)不變，不同幀之間消耗的比特?cái)?shù)會(huì)顯著不同。尤其在視頻場(chǎng)景切換時(shí)，會(huì)發(fā)生碼率的突變，而且在帶寬受限的多媒體通信系統(tǒng)中，這種具有顯著變化碼率的碼流不適合網(wǎng)絡(luò)的傳輸和存儲(chǔ)。
[0003]目前的碼流控制的方法包括:采用宏塊級(jí)復(fù)雜度運(yùn)算的方式選取宏塊QP值(quas1-peak，準(zhǔn)峰值)控制碼率;或采用率失真模型選取宏塊QP值。這些算法通過(guò)預(yù)測(cè)的方法選取量化參數(shù)，運(yùn)算復(fù)雜度高，不能有效獲取對(duì)應(yīng)場(chǎng)景的經(jīng)驗(yàn)值，降低了編碼的效率，而且場(chǎng)景變化時(shí)視頻質(zhì)量大幅下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，而提出的一種監(jiān)控?cái)z像機(jī)碼流的自適應(yīng)控制方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的一種監(jiān)控?cái)z像機(jī)碼流的自適應(yīng)控制方法，該方法為:輸入圖像的幀信息通過(guò)傳感器采集后，先輸入圖像場(chǎng)景分類器，對(duì)當(dāng)前場(chǎng)景進(jìn)行判斷，獲取當(dāng)前場(chǎng)景的經(jīng)驗(yàn)QP值；當(dāng)場(chǎng)景確定后，再進(jìn)入圖幀的起始QP獲取器，根據(jù)每幀圖像確定本幀圖像的起始QP值;最后進(jìn)入圖幀的宏塊級(jí)QP獲取器，獲取宏塊級(jí)QP值，最終完成圖像編碼。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明使監(jiān)控?cái)z像機(jī)能夠能夠根據(jù)不同場(chǎng)景精準(zhǔn)選取宏塊級(jí)的QP值，使碼流的波動(dòng)范圍明顯減小，碼流質(zhì)量得到提升，并降低了碼流，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)空間，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了系統(tǒng)存儲(chǔ)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明的控制流程示意圖；
圖2是本發(fā)明的圖像場(chǎng)景分類器的程序流程圖；
圖3是本發(fā)明的一幀圖像起始QP值的計(jì)算流程圖；
圖4是本發(fā)明的宏塊QP值的計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]以下，參照附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，本發(fā)明的一種監(jiān)控?cái)z像機(jī)碼流的自適應(yīng)控制方法，該方法為:輸入圖像的幀信息通過(guò)傳感器采集后，先輸入圖像場(chǎng)景分類器，對(duì)當(dāng)前場(chǎng)景進(jìn)行判斷，獲取當(dāng)前場(chǎng)景的經(jīng)驗(yàn)QP值;當(dāng)場(chǎng)景確定后，再進(jìn)入圖幀的起始QP獲取器，根據(jù)每幀圖像確定本幀圖像的起始QP值;最后進(jìn)入圖幀的宏塊級(jí)QP獲取器，獲取宏塊QP值，最終完成圖像編碼。
[0009]本發(fā)明的一種監(jiān)控?cái)z像機(jī)碼流的自適應(yīng)控制方法的具體步驟為:
I將輸入圖像的幀信息輸入圖像場(chǎng)景分類器，分類器建立輸入幀信息的分類判別緩沖區(qū)，對(duì)當(dāng)前場(chǎng)景進(jìn)行白天或黑夜、運(yùn)動(dòng)或靜止、紋理復(fù)雜或紋理簡(jiǎn)單的分類判斷，獲取當(dāng)前場(chǎng)景的經(jīng)驗(yàn)QP值范圍，包括I幀的最大經(jīng)驗(yàn)QP值和最小經(jīng)驗(yàn)QP值，P幀的最大經(jīng)驗(yàn)QP值和最小經(jīng)驗(yàn)QP值；
Π再進(jìn)入圖幀的起始QP獲取器后，計(jì)算本幀圖像的復(fù)雜度，根據(jù)當(dāng)前場(chǎng)景的經(jīng)驗(yàn)QP值選取本幀圖像的起始QP值；
ΙΠ最后進(jìn)入圖幀的宏塊級(jí)QP獲取器，計(jì)算每個(gè)宏塊的復(fù)雜度，確定本宏塊QP值，再根據(jù)宏塊間復(fù)雜度關(guān)系，進(jìn)行碼率分配。
[0010]所述的最大QP值，表示一幀圖像宏塊編碼能采用的最大QP值。
[0011]所述的最小QP值，表示一幀圖像宏塊編碼能采用的最小QP值。
[0012]所述的最大的I幀與P幀的QP差值，代表P幀的平均QP值與當(dāng)前I幀QP值的差值。
[0013]所述的I幀和P幀對(duì)應(yīng)復(fù)雜度的QP值，將復(fù)雜度歸一化為[0，255]，根據(jù)不同復(fù)雜度區(qū)間選取I幀或P幀具體QP值。
[0014]如圖2所示，為本發(fā)明的圖像場(chǎng)景分類器的程序流程圖。讀取輸入分類判別緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前場(chǎng)景進(jìn)行逐一判別，進(jìn)行I幀和P幀QP值調(diào)整，最終確定當(dāng)前場(chǎng)景的經(jīng)驗(yàn)QP值范圍。所述的圖像場(chǎng)景分類器內(nèi)具有輸入幀分類判別緩沖區(qū)，保存輸入圖像近幾幀和參考幀，用于進(jìn)行場(chǎng)景判別，實(shí)現(xiàn)圖像的對(duì)比。所述的分類場(chǎng)景包括:白天或黑夜、運(yùn)動(dòng)或靜止、紋理復(fù)雜或簡(jiǎn)單場(chǎng)景。
[0015]所述步驟I中，對(duì)輸入圖像進(jìn)行白天或黑夜場(chǎng)景判斷，用以確定白天和黑夜不同場(chǎng)景時(shí)應(yīng)選取的QP經(jīng)驗(yàn)值。由于夜晚光線弱，傳感器需要增大感光度數(shù)值、加大增益幅度以適應(yīng)較暗的夜景，導(dǎo)致夜景圖像的噪點(diǎn)大。根據(jù)此特點(diǎn)，選擇高斯模板對(duì)輸入圖像進(jìn)行整體濾波，將濾波后的圖像與輸入圖像做差，選擇經(jīng)驗(yàn)閾值對(duì)差值圖像進(jìn)行二值化處理，利用直方圖統(tǒng)計(jì)二值化后圖像的噪點(diǎn)信息，若噪點(diǎn)過(guò)多則代表黑夜場(chǎng)景，否則代表白天場(chǎng)景;若為黑夜場(chǎng)景，則增大P幀的QP值，若為白天場(chǎng)景，則減小P幀的QP值。由于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景可引入噪點(diǎn)，噪點(diǎn)多時(shí)，將P幀的QP值取值增大，以降低P幀的碼流，相應(yīng)地增大I幀的碼流，降低I幀的QP值，以實(shí)現(xiàn)碼率穩(wěn)定。
[0016]所述步驟I中，在經(jīng)過(guò)白天或黑夜場(chǎng)景判斷后，對(duì)輸入圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或靜止場(chǎng)景判斷，用以確定運(yùn)動(dòng)和靜止不同場(chǎng)景時(shí)應(yīng)選取的QP經(jīng)驗(yàn)值。采用圖像差值法進(jìn)行判斷，將分類判別緩沖區(qū)內(nèi)的相鄰圖像做幀差處理，通過(guò)差值圖像的特征分析，確定輸入圖像為運(yùn)動(dòng)或靜止場(chǎng)景;若為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，減小P幀的QP值，若為靜止場(chǎng)景，減小I幀QP值。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景本身P幀信息大，碼流上升，當(dāng)保證碼率時(shí)，將P幀的QP值增大，以保證碼率穩(wěn)定。而靜止場(chǎng)景，P幀信息量少，為保證圖像質(zhì)量，可增大I幀，減小I幀QP值，以保證圖像的清晰度。
[0017]所述步驟I中，在經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)或靜止場(chǎng)景判斷后，對(duì)輸入圖像進(jìn)行紋理復(fù)雜或簡(jiǎn)單場(chǎng)景，用以確定紋理復(fù)雜度不同的場(chǎng)景應(yīng)選取的QP經(jīng)驗(yàn)值。采用圖像梯度幅度計(jì)算方式判斷，對(duì)輸入圖像的紋理復(fù)雜度進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算輸入圖像的梯度幅度后，選取每個(gè)像素最大的梯度幅值，對(duì)此梯度圖像進(jìn)行積分運(yùn)算，得到輸入圖像的紋理復(fù)雜度;若紋理復(fù)雜度高，則減小I幀的QP值，使圖像更加清晰，并增大P幀的QP值，保證實(shí)時(shí)碼率，若紋理復(fù)雜度低，則增大I幀的QP值。
[0018]所述步驟Π中，根據(jù)當(dāng)前幀的灰度直方圖計(jì)算本幀圖像的復(fù)雜度，將本幀圖像的復(fù)雜度歸一化為[0，255]，并與當(dāng)前場(chǎng)景的復(fù)