智能化帧间编码操作平台的制作方法

本发明涉及帧间编码领域，尤其涉及一种智能化帧间编码操作平台。

背景技术：

收信端重建图像的质量，用相对于原始图像的失真来衡量。失真的客观量度，一般用原始图像样值与经过图像编码后在收信端重建图像样值间的均方误差表示。失真的主观度量是人的视觉感受，它是对再生图像质量有决定意义的评价。在研究图像编码时，往往同时采用主观和客观失真度量。

活动图像可看成是由平面坐标i，j以及时间坐标t决定的三维空间内的亮度分布。同一平面内相邻像素(亦称像元)间以及相邻时间的各帧像素间存在相关性，因而数字图像信息具有冗余度。实现图像编码的基本途径是通过对图像信号样值去相关来消除信息的冗余度。这也就是利用图像信号样值间的相关性来实现图像的频带压缩。

与帧内编码不同，帧间编码所利用的是视频的时间冗余。通常在视频信息中，每一帧所包含的物体对象与其前后帧之间存在运动关系，这种物体的运动关系即构成帧与帧之间的时间冗余。由于帧与帧之间物体的运动相关性大于一帧内部相邻像素之间的相关性，尤其对于时间相近的图像之间，时间冗余比空间冗余更加明显。

现有技术中，对于各种场景的图像采用的帧间编码模式完全相同，没有考虑到监控场景下不同目标的类型和尺寸，例如，如果对一个较小尺寸的运动目标设置一个大的搜索窗口执行帧间的运动捕捉，虽然能够得到可靠的运动捕捉结果，但浪费了较多的编码运算资源，同时，如果对一个类型为静止的目标执行搜索窗口的运动捕捉，同样浪费了较多的编码运算资源。

技术实现要素：

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种智能化帧间编码操作平台，能够替换原有的固化的帧间编码预测模式，采用基于监控场景的目标尺寸和目标大小的帧间编码预测模式，从而在减少运算量的同时保持运动检测的可靠性和有效性。

为此，本发明需要具备以下两处重要的发明点：

(1)根据监控场景的目标尺寸，设置不同大小的运动搜索窗口以便于后续执行图像帧间编码，从而提升了图像帧间编码的灵活性和智能化水准；

(2)根据监控场景的目标类型，决定是否对相应目标设置运动搜索窗口以便于后续执行图像帧间编码，从而减少了不必要的图像编码数据。

根据本发明的一方面，提供了一种智能化帧间编码操作平台，所述平台包括：

布控球型设备，设置在监控场所，用于对被监控场景进行监控视频的录制，以获得时间轴上连续的多个布控场景图像；

定制处理机构，与所述布控球型设备连接，用于对每一个布控场景图像依次执行第一级均衡处理和第二级均衡处理，以获得并输出相应的定制处理图像；

内容修正设备，与所述定制处理机构连接，用于对接收到的定制处理图像执行先边缘锐化后对比度提升的依次处理，以获得对应的内容修正图像；

目标抓取机构，与所述内容修正设备连接，用于基于边缘像素点的成像特征从所述内容修正图像中提取出各个目标区域；

尺寸选择设备，与所述目标抓取机构连接，用于对每一个目标区域执行以下操作：基于所述目标区域的尺寸确定对所述目标区域对应目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸；

其中，所述目标区域的尺寸确定对所述目标区域对应目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸包括：所述目标区域的尺寸越大，确定的对所述目标区域对应目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸越大；

其中，所述目标区域的尺寸确定对所述目标区域对应目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸还包括：所述目标区域的尺寸为所述目标区域占据的像素点的数量，所述搜索窗口的尺寸为所述搜索窗口占据的被执行运动矢量解析的图像的像素点的数量；

其中，被执行运动矢量解析的图像为所述目标区域所在图像的相邻图像；

其中，基于边缘像素点的成像特征从所述内容修正图像中提取出各个目标区域包括：将图像中具有的像素值梯度大于周围像素点的像素点作为边缘像素点；

其中，基于边缘像素点的成像特征从所述内容修正图像中提取出各个目标区域还包括：对所述内容修正图像中的所有像素点进行拟合处理以获得各个目标区域。

根据本发明的另一方面，还提供了一种智能化帧间编码操作方法，所述方法包括使用一种如上述的智能化帧间编码操作平台，用于基于监控图像中目标的类型和尺寸定制不同目标的不同帧间编码运动矢量搜索窗口。

本发明的智能化帧间编码操作平台设计灵活、应用广泛。由于能够根据监控场景的目标尺寸和目标类型灵活定制执行帧间编码的运动目标运动搜索窗口，从而在不占据过多运算资源的同时为后续图像编码处理提供可靠的运动参考数据。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的智能化帧间编码操作平台的布控球型设备的外形结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的智能化帧间编码操作平台的实施方案进行详细说明。

1948年，信息论学说的奠基人香农曾经论证：不论是语音或图像，由于其信号中包含很多的冗余信息，所以当利用数字方法传输或存储时均可以得到数据的压缩。在他的理论指导下，图像编码已经成为当代信息技术中较活跃的一个分支。经过近半个世纪的努力，图像编码技术已从实验室走入通信和电子领域。

模拟图像信号的数字化和相应的图像频带压缩技术。模拟图像信号数字化是对信号在时间上抽样、幅度上分层并转换为数码的过程。这一典型的数字化过程大大增加对传输信道容量的要求。因此，在图像数字化的同时，往往必须进行频带压缩。只有将图像数字化后对传输信道容量的要求降低到接近于、甚至小于图像模拟传输时的数值，图像的数字传输才有可能得到广泛应用。

现有技术中，对于各种场景的图像采用的帧间编码模式完全相同，没有考虑到监控场景下不同目标的类型和尺寸，例如，如果对一个较小尺寸的运动目标设置一个大的搜索窗口执行帧间的运动捕捉，虽然能够得到可靠的运动捕捉结果，但浪费了较多的编码运算资源，同时，如果对一个类型为静止的目标执行搜索窗口的运动捕捉，同样浪费了较多的编码运算资源。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能化帧间编码操作平台，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的智能化帧间编码操作平台包括：

布控球型设备，如图1所示，设置在监控场所，用于对被监控场景进行监控视频的录制，以获得时间轴上连续的多个布控场景图像，其中，在所述布控球型设备中，1为基座，2为镜头，3为辅助光源；

定制处理机构，与所述布控球型设备连接，用于对每一个布控场景图像依次执行第一级均衡处理和第二级均衡处理，以获得并输出相应的定制处理图像；

内容修正设备，与所述定制处理机构连接，用于对接收到的定制处理图像执行先边缘锐化后对比度提升的依次处理，以获得对应的内容修正图像；

目标抓取机构，与所述内容修正设备连接，用于基于边缘像素点的成像特征从所述内容修正图像中提取出各个目标区域；

尺寸选择设备，与所述目标抓取机构连接，用于对每一个目标区域执行以下操作：基于所述目标区域的尺寸确定对所述目标区域对应目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸；

其中，所述目标区域的尺寸确定对所述目标区域对应目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸包括：所述目标区域的尺寸越大，确定的对所述目标区域对应目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸越大；

其中，所述目标区域的尺寸确定对所述目标区域对应目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸还包括：所述目标区域的尺寸为所述目标区域占据的像素点的数量，所述搜索窗口的尺寸为所述搜索窗口占据的被执行运动矢量解析的图像的像素点的数量；

其中，被执行运动矢量解析的图像为所述目标区域所在图像的相邻图像；

其中，基于边缘像素点的成像特征从所述内容修正图像中提取出各个目标区域包括：将图像中具有的像素值梯度大于周围像素点的像素点作为边缘像素点；

其中，基于边缘像素点的成像特征从所述内容修正图像中提取出各个目标区域还包括：对所述内容修正图像中的所有像素点进行拟合处理以获得各个目标区域。

接着，继续对本发明的智能化帧间编码操作平台的具体结构进行进一步的说明。

所述智能化帧间编码操作平台中还可以包括：

运动分析机构，与所述目标抓取机构连接，用于对所述目标区域的目标类型进行识别以判断是否属于运动目标；

其中，所述尺寸选择设备还与所述运动分析机构连接，用于将不属于运动目标的目标执行帧间运动矢量解析的搜索窗口的尺寸设置为零。

所述智能化帧间编码操作平台中：

对所述目标区域的目标类型进行识别以判断是否属于运动目标包括：基于监控场所可能出现的各种目标的标准轮廓对所述目标区域的目标类型进行识别。

所述智能化帧间编码操作平台中：

所述内容修正设备包括第一级修正单元和与所述第一级修正单元连接的第二级修正单元；

其中，所述第一级修正单元用于对接收到的定制处理图像执行边缘锐化处理；

其中，所述第二级修正单元用于对接收到的、所述第一级修正单元的输出图像执行对比度提升处理以获得对应的内容修正图像；

其中，所述运动分析机构、所述定制处理机构、所述目标抓取机构和所述尺寸选择设备被集成在同一块柔性电路板上。

所述智能化帧间编码操作平台中还可以包括：

多个任务检测设备，分别与所述运动分析机构、所述定制处理机构、所述目标抓取机构和所述尺寸选择设备连接。

所述智能化帧间编码操作平台中：

所述多个任务检测设备用于分别检测所述运动分析机构、所述定制处理机构、所述目标抓取机构和所述尺寸选择设备的当前任务负荷。

所述智能化帧间编码操作平台中：

所述定制处理机构包括内容输入接口、第一级处理设备、第二级处理设备和内容输出接口；

其中，所述内容输入接口、所述第一级处理设备、所述第二级处理设备和所述内容输出接口共用同一并行数据总线。

所述智能化帧间编码操作平台中：

在所述定制处理机构中，所述内容输入接口分别与所述第一级处理设备和所述布控球型设备连接，用于对接收到的每一个布控场景图像执行基于密度函数的直方图均衡处理，以获得中继处理图像。

所述智能化帧间编码操作平台中：

在所述定制处理机构中，所述第二级处理设备与所述第一级处理设备连接，用于对接收到的中继处理图像执行基于分布函数的直方图均衡处理，以获得定制处理图像；

以及在所述定制处理机构中，所述内容输出接口与所述第二级处理设备连接，用于接收并发送所述定制处理图像。

同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种智能化帧间编码操作方法，所述方法包括使用一种如上述的智能化帧间编码操作平台，用于基于监控图像中目标的类型和尺寸定制不同目标的不同帧间编码运动矢量搜索窗口。

另外，在所述智能化帧间编码操作平台中，可以采用通用阵列逻辑器件gal来实现所述定制处理机构。通用阵列逻辑器件gal(genericarraylogicwww.husoon.com)器件是lattice公司最先发明的可电擦除、可编程、可设置加密位的pld。具有代表性的gal芯片有gal16v8、gal20，这两种gal几乎能够仿真所有类型的pal器件。实际应用中，gal器件对pal器件仿真具有100％的兼容性，所以gal几乎可以全代替pal器件，并可取代大部分ssi、msi数字集成电路，因而获得广泛应用。gal和pal的最大差别在于gal的输出结构可由用户定义，是一种可编程的输出结构。gal的两种基本型号gal16v8(20引脚)gal20v8(24引脚)可代替树十种pal器件，因而称为痛用可编程电路。而pal的输出是由厂家定义好的，芯片选定后就固定了，用户无法改变。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。