專利名稱：一種視頻圖像編碼和檢索的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻處理技術(shù)，特別是涉及一種視頻圖像編碼和檢索的方 法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，越來越多的用戶采用了帶有視頻壓 縮功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)也由原來的單純攝取、傳送、 保存圖像，慢慢發(fā)展到支持一些筒單的分析和處理功能，例如運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警
功能。 一般網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都是由其中的視頻壓縮模塊(例如MPEG4， H.264， AVS 等)將捕獲的監(jiān)控視頻畫面壓縮為碼率較低的編碼視頻流，通過網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān) 控中心的服務(wù)器上。服務(wù)器則負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)發(fā)送過來的視頻流進(jìn)行分 析，并在滿足某些條件的時(shí)候發(fā)送報(bào)警信號(hào)給管理員。
為了能夠基于視頻壓縮碼流實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警，現(xiàn)有的技術(shù)有多種實(shí)現(xiàn) 方法。最簡(jiǎn)單的方法是直接將壓縮碼流做解碼，還原出視頻畫面，然后基于幀 差或光流場(chǎng)等技術(shù)檢測(cè)各幀之間是否存在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，以及提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的大 小、運(yùn)動(dòng)方向等參數(shù)。這種方法主要的問題是，解碼過程需要耗費(fèi)大量的運(yùn)算 量，這直接限制了每臺(tái)服務(wù)器允許接入網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的數(shù)量，增加了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系 統(tǒng)的成本。
另 一種方法運(yùn)算復(fù)雜度稍微簡(jiǎn)單一些，它并不需要將整個(gè)圖像都解出來， 只需要從碼流中解析出各個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)向量等參數(shù)?；诟鱾€(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)向量 等信息，可以粗略判斷出各個(gè)區(qū)域是否存在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。這個(gè)方法的問題在于， 當(dāng)畫面中噪聲成分比較多的時(shí)候，噪聲會(huì)對(duì)視頻壓縮過程中計(jì)算運(yùn)動(dòng)向量的搜 索算法造成干擾，使得運(yùn)動(dòng)向量也不能準(zhǔn)確地反映目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況。最典型的 例子是，畫面中沒有任何運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，但是由于噪聲較大，很多宏塊的運(yùn)動(dòng)向量 都非零。這將直接導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法做出誤報(bào)警。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種視頻圖像編碼和檢索的方法及裝置，能夠排除圖 像編碼噪聲的干擾，準(zhǔn)確檢測(cè)出編碼圖像中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，解決現(xiàn)有視頻圖像監(jiān) 測(cè)技術(shù)容易產(chǎn)生誤報(bào)警的技術(shù)問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的， 一方面，提供了一種視頻圖像編碼和檢索的方法，包
括
步驟一，對(duì)于攝像機(jī)所拍攝的每幀畫面，計(jì)算該幀畫面中各宏塊的亮度平
均值；
步驟二，在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值； 步驟三，在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)目才示的檢測(cè)。
優(yōu)選地，上述的方法中，所述步驟三中，所述#>據(jù)所述亮度平均值進(jìn)行運(yùn) 動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)具體包括將當(dāng)前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對(duì) 應(yīng)宏塊的亮度平均值進(jìn)行比較，如果當(dāng)前正比較的當(dāng)前宏塊的亮度平均值與對(duì) 應(yīng)宏塊的亮度平均值的差值超出預(yù)定閾值，則認(rèn)為當(dāng)前宏塊具有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
優(yōu)選地，上述的方法中，在所述步驟三之前還包括在檢索過程中，提取 編碼數(shù)據(jù)中的當(dāng)前幀畫面的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)不為零，則執(zhí)行步驟 三，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
優(yōu)選地，上述的方法中，在所述步驟二中，所述亮度平均值加入到所述編 碼數(shù)據(jù)的圖像頭擴(kuò)展數(shù)據(jù)定義區(qū)。
優(yōu)選地，上述的方法中，所述圖像頭擴(kuò)展數(shù)據(jù)定義區(qū)還包括有代表所述亮 度平均值存在的存在標(biāo)識(shí)。
優(yōu)選地，上述的方法中，所述圖像頭擴(kuò)展數(shù)據(jù)定義區(qū)為用戶數(shù)據(jù)區(qū)。
優(yōu)選地，上述的方法中，在所述步驟二中，所述亮度平均值以原始值進(jìn)行 編碼并加入到所述編碼數(shù)據(jù)中。
優(yōu)選地，上述的方法中，在所述步驟二中，所述亮度平均值以聯(lián)合圖像專 家組JPEG的直流分量DC系數(shù)預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行編碼。
還提供了一種視頻圖像編碼和檢索的裝置，包括
計(jì)算模塊，用于對(duì)于攝像機(jī)所拍攝的每幀畫面，計(jì)算該幀畫面中各宏塊 的亮度平均值；
編碼模塊，用于在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平 均值；
亮度檢索模塊，用于在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮 度平均值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的4企測(cè)。
優(yōu)選地，上述的裝置中，所述亮度檢索模塊具體包括
比較單元，用于將當(dāng)前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對(duì)應(yīng) 宏塊的亮度平均值進(jìn)行比較；
判斷單元，用于如果當(dāng)前正比較的當(dāng)前宏塊的亮度平均值與對(duì)應(yīng)宏塊的 亮度平均值的差值超出預(yù)定閾值，則認(rèn)為當(dāng)前宏塊具有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
優(yōu)選地，上述的裝置中，還包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢索模塊，用于在檢索過程 中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當(dāng)前幀畫面的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)不為零，則 執(zhí)行所述檢索模塊的功能，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
本發(fā)明實(shí)施例至少存在以下技術(shù)效果
1) 編碼器在對(duì)一幀圖像進(jìn)行編碼時(shí)，通過簡(jiǎn)單的計(jì)算，可以求出各宏塊 的亮度平均值，通過特定的擴(kuò)展語法結(jié)構(gòu)，在碼流中可以方便簡(jiǎn)單的嵌入這些 亮度平均值信息。
2) 解碼器不需要進(jìn)行修改，即可正常解出圖像畫面。
3) 基于編碼視頻流的檢測(cè)模塊，可以提取出每幀中各宏塊的平均值，直 接或輔助用來做運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的方法的步驟流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例才是供的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì) 具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
現(xiàn)有的視頻編碼方法中，因?yàn)橛玫綆g預(yù)測(cè)及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，所以不能 很方便的從編碼后的編碼數(shù)據(jù)中提取出各個(gè)宏塊的亮度平均值。而這樣的亮度 平均值信息對(duì)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法會(huì)有很大幫助。例如，在背景技術(shù)所舉的例子中， 噪聲大導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)向量非零，但此時(shí)若輔以宏塊的亮度平均值信息，將當(dāng)前宏塊 亮度平均值與以往圖像中對(duì)應(yīng)的宏塊亮度平均值相比較，則會(huì)排除一些干擾， 獲得更為準(zhǔn)確的結(jié)果。
因此，本發(fā)明在視頻編碼時(shí)，將每幀中各宏塊的亮度平均值嵌入到視頻流 中，作為附加信息。解碼器在解碼過程中可以完全忽略這些信息而不影響解碼。 檢測(cè)模塊可以讀取這些附加信息，得到各宏塊的亮度平均值，直接或輔助做運(yùn) 動(dòng)4企測(cè)。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的方法的步驟流程圖，如圖所示，本發(fā)明實(shí)施例
的種視頻圖像編碼和檢索的方法，包括
步驟IOI，對(duì)于攝像機(jī)所拍攝的每幀畫面，計(jì)算該幀畫面中各宏塊的亮度
平均值；
步驟102，在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值；
步驟103，在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進(jìn) 行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)。
其中，步驟103中，所述根據(jù)所述亮度平均值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)具體包 括將當(dāng)前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對(duì)應(yīng)宏塊的亮度平均值 進(jìn)行比較，如果當(dāng)前正比較的當(dāng)前宏塊的亮度平均值與對(duì)應(yīng)宏塊的亮度平均值 的差值超出預(yù)定閾值，則認(rèn)為當(dāng)前宏塊具有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
當(dāng)然，以上方法也可以將各宏塊的亮度平均值信息與現(xiàn)有的其他運(yùn)動(dòng);f企測(cè) 方法(例如采用運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè))相結(jié)合，來提高運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的準(zhǔn)確率， 降低誤報(bào)和錯(cuò)報(bào)的幾率。結(jié)合后的方法是在所述步驟103之前加入步驟在檢 索過程中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當(dāng)前幀畫面的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)不為 零，則執(zhí)行步驟103,如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
在步驟102中，所述亮度平均值是加入到所述編碼數(shù)據(jù)的圖像頭擴(kuò)展數(shù)據(jù) 定義區(qū)。本發(fā)明在每幀圖像頭的擴(kuò)展數(shù)據(jù)定義(例如用戶數(shù)據(jù)區(qū))中，嵌入如 下語法結(jié)構(gòu) (宏塊亮度均值存在的標(biāo)志； 如果宏塊亮度均值存在，貝'J {依次列出各個(gè)宏塊的亮度均值；} }
計(jì)算宏塊(16x16像素)的亮度均值是公知的方法，在此不做詳述。計(jì)算 方法比較簡(jiǎn)單，；規(guī)頻編碼器容易實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然，依據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)精度的需要，也可以將各個(gè)塊(8x8像素)的均值嵌 入碼流中，但這會(huì)增加碼流的大小。
步驟103中，在做運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，將各宏塊的亮度均值從碼流中提取出來， 與以往圖像進(jìn)行對(duì)比。如果某個(gè)宏塊的亮度均值變化程度大于某個(gè)事先設(shè)定的 閾值，則認(rèn)為該宏塊發(fā)生了運(yùn)動(dòng)。
在所述步驟102中，所述亮度平均值以原始值進(jìn)行編碼，或者所述亮度平 均值以聯(lián)合圖像專家組JPEG的直流分量DC系數(shù)預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行編碼。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，本發(fā)明實(shí)施例提 供的視頻圖像編碼和檢索的裝置包括
計(jì)算模塊201,用于對(duì)于攝像機(jī)所拍攝的每幀畫面，計(jì)算該幀畫面中各 宏塊的亮度平均值；
編碼模塊202,用于在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮 度平均值；
亮度檢索模塊203,用于在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所 述亮度平均值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)。 還可以包括
運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢索模塊204，用于在檢索過程中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當(dāng)前幀 畫面的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)不為零，則執(zhí)行所述檢索模塊的功能，如 果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
其中，所述亮度檢索模塊可以具體包括
比較單元，用于將當(dāng)前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對(duì)應(yīng) 宏塊的亮度平均值進(jìn)行比較；
判斷單元，用于如果當(dāng)前正比較的當(dāng)前宏塊的亮度平均值與對(duì)應(yīng)宏塊的 亮度平均值的差值超出預(yù)定閾值，則認(rèn)為當(dāng)前宏塊具有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
由上可知，本發(fā)明實(shí)施例具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
1) 編碼器在對(duì)一幀圖像進(jìn)行編碼時(shí)，通過筒單的計(jì)算，可以求出各宏塊
的亮度平均值。根據(jù)上述擴(kuò)展語法結(jié)構(gòu)，在碼流中可以方便簡(jiǎn)單的嵌入這些信 臺(tái)
2) 解碼器不需要進(jìn)行修改，即可正常解出圖像畫面。
3) 基于編碼視頻流的檢測(cè)模塊，可以提取出每幀中各宏塊的平均值，直 接或輔助用來做運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾， 這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種視頻圖像編碼和檢索的方法，其特征在于，包括步驟一，對(duì)于攝像機(jī)所拍攝的每幀畫面，計(jì)算該幀畫面中各宏塊的亮度平均值；步驟二，在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值；步驟三，在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三中，所述根據(jù) 所述亮度平均值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)具體包括將當(dāng)前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對(duì)應(yīng)宏塊的亮度平均 值進(jìn)行比較，如果當(dāng)前正比較的當(dāng)前宏塊的亮度平均值與對(duì)應(yīng)宏塊的亮度平均 值的差值超出預(yù)定閾值，則認(rèn)為當(dāng)前宏塊具有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟三之前還包括 在檢索過程中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當(dāng)前幀畫面的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)不為零，則執(zhí)行步驟三，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述亮 度平均值加入到所述編碼數(shù)據(jù)的圖像頭擴(kuò)展數(shù)據(jù)定義區(qū)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述圖像頭擴(kuò)展數(shù)據(jù)定義 區(qū)還包括有代表所述亮度平均值存在的存在標(biāo)識(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述圖像頭擴(kuò)展數(shù)據(jù)定義 區(qū)為用戶^t據(jù)區(qū)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述亮 度平均值以原始值進(jìn)行編碼并加入到所述編碼數(shù)據(jù)中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述亮 度平均值以聯(lián)合圖像專家組JPEG的直流分量DC系數(shù)預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行編碼。
9. 一種視頻圖像編碼和檢索的裝置，其特征在于，包括計(jì)算模塊，用于對(duì)于攝像機(jī)所拍攝的每幀畫面，計(jì)算該幀畫面中各宏塊 的亮度平均值； 編碼模塊，用于在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值；亮度檢索模塊，用于在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述亮度檢索模塊具體包括比較單元，用于將當(dāng)前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對(duì)應(yīng)宏塊的亮度平均值進(jìn)行比較；判斷單元，用于如果當(dāng)前正比較的當(dāng)前宏塊的亮度平均值與對(duì)應(yīng)宏塊的亮度平均值的差值超出預(yù)定閾值，則認(rèn)為當(dāng)前宏塊具有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括 運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢索模塊，用于在檢索過程中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當(dāng)前幀畫面的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)不為零，則執(zhí)行所述檢索模塊的功能，如果所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種視頻圖像編碼和檢索的方法及裝置，方法包括步驟一，對(duì)于攝像機(jī)所拍攝的每幀畫面，計(jì)算該幀畫面中各宏塊的亮度平均值；步驟二，在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值；步驟三，在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)。本發(fā)明能夠排除圖像編碼噪聲的干擾，準(zhǔn)確檢測(cè)出編碼圖像中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101389029SQ20081022460
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
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