专利名称：监视视频编解码方法
监视视頻编解码方法
所属技术領械
本发明涉及一种视频编解码方法，尤其是应用于安全监控环境的监视视频编 解码方法。
背景技术：
目前，应用于安全监控环境的视频编解码方法主要有MPEG、 H26X和AVS， 这些方法都是针对消费电子领域的视频应用而设计的，有两个基本点 一是人眼 对亮度的细节分辨力是有限的；二是人眼对色度的分辨能力远低于对亮度的分辨 能力。这样，将色度细节压縮得很多，将亮度细节去除得很多。这些编码方式在 处理监视环境下的视频时存在以下不足-
1、 监视环境原始视频质量受环境影响很大，当环境条件劣化时原始视频质 量会降低，噪声也会增大。对于劣质的监视视频，MPEG、 H26X和AVS等算法会 将噪声和缺陷放大，使视频经过压縮与解压縮后进一步劣化，使压縮后的画面出 现马赛克(小方块)现象；同时视频压縮率也大大降低。
2、 监视视频中有些区域非常重要，细节必须保留，有些区域无关紧要，细 节可完全去除。MPEG、 H26X和AVS等算法不具备细节判别功能，如果要保留细 节信息，则某一层次细节信息均被保留，导致编码后数据量增大；如果要降低数 据量，则某一层次细节均被丢失，视频质量严重劣化。
3、 监视视频需要单帧细致査看，便于分析与理解。MPEG与H26X、 AVS采用 I、 P和B三种桢类型，只有I帧才是关键帧，P帧和B帧通过I帧加上运动补偿 得到，MPEG、 H26X、 AVS的运动补偿有缺陷，会出现严重的块状效应及蚊式噪声， 不适合监视视频单帧细致査看。
4、 监视视频的录制时间长，为节省存储成本，需要高质量的高压縮率的编 码方法，MPEG与H26X、 AVS等方法在提高压縮率时会使编码后的视频质量严重 劣化，无法满足质量要求。
发明内容
为了解决现有编码方法在处理监视视频时的不足，本发明提出一种监视视频 编解码方法，可以很好地解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是首先，针对监视视频信号易受 环境条件干扰，质量不稳定的特点，先对原始视频信号进行预处理；预处理包括调节视频信号的亮度和对比度，并降低视频信号中的噪声；通过预处理可使视频 信号的质量提升，有用细节更为明显。然后，针对监视视频在实际应用中仅关心 部分特定目标的细节特征这一特点，经预处理后的视频信号将分为两路分别送入 关键帧判别模块、重要区域识别模块进行处理；关键帧判别模块根据视频图像变 化情况得到关键帧标识；重要区域识别模块根据具体应用需求，判断当前画面中 是否存在重要区域，如存在则对其位置进行标识。接着，关键帧标识、重要区域 标识、视频数据和视频帧差数据进入编码模块，编码的原则如下(1)对于关 键帧中的重要区域采用无损编码格式进行编码，(2)对于关键帧中的非重要区 域和非关键帧中的重要区域采用高质量的有损编码格式进行编码，(3)对于非 关键帧中的非重要区域采用高压縮比的有损编码格式对该区域的帧差数据进行 编码。最后，无损编码模块、高质量的有损编码模块和高压縮比的有损编码模块 输出的视频码流信息送入码流合成模块形成最终的编码结果。
本发明的有益效果是对于受环境影响的劣质监视视频，通过亮度均衡、对 比度增强和视频降噪方法将噪声和缺陷缩小；在保证较高视频压縮率的条件下， 监视视频中重要区域的细节得到保留，无关紧要区域的细节得到去除；便于对监 视视频单帧细致査看，便于分析与理解。
图l是本发明的原理方框图。
图2是本发明的预处理方框图。
图3是本发明的编码模块流程图。
图4是本发明的输出码流结构图。
具体实施例方式
在图1中，(1)是视频预处理模块，(2)是关键帧判别模块，(3)是重 要区域识别模块，(4)是编码模块。输入的原始视频信号首先送入视频预处理 模块提升视频质量，然后分两路送入关键械判别模块和重要区域识别模块进行处 理，在关键帧判别模块和重要区域识别模块的输出信号控制下，编码模块对视频 数据进行编码输出。
在图2中，(1)是亮度均衡单元，用于降低环境光照变化对视频质量的影 响，(2)是对比度增强单元，用于提升画面对比度，提高画面细节质量，(3) 是视频降噪单元，用于降低视频信号中的噪声，提高画面质量。
在图3中，(l)是数据分析模块，根据控制信号将输入数据的不同部分送 入相应的处理模块，(2)是高压縮率有损编码模块，用于对非关键帧中的非重 要区域进行编码，(3)是码流合成模块，用于将不同编码模块的输出结果合成
单一码流输出，(4)是无损编码模块，用于对关键帧中的重要区域进行编码， (5)是高质量有损编码模块，用于对关键帧中的非重要区域和非关键帧中的重 要区域进行编码。其中，数据①是关键帧中的重要区域，数据②是关键帧中的非 重要区域和非关键帧中的重要区域，数据③是非关键帧中的非重要区域。
在图4中，(l)是输出码流的总体帧结构，(2)是数据部分的具体帧结构， 其中前n-l个子帧用于存放重要区域数据，第n个子帧用于存放非重要区域数据。 在实际工作中，系统每秒产生一个关键帧编码后的数据帧，重要区域数据编码后 的结果在两个关键帧之间的数据帧输出，如果当前帧既不是关键帧，也不含重要 区域，则输出非重要区域数据帧。
权利要求
1、一种监视视频编解码方法，包括视频预处理模块、关键帧判别模块、重要区域识别模块、编码模块，其特征是输入的原始视频信号首先送入视频预处理模块提升视频质量，然后分两路送入关键帧判别模块和重要区域识别模块进行处理，在关键帧判别模块和重要区域识别模块的输出信号控制下，编码模块对视频数据进行编码输出。
2、 根据权利要求1所述的一种监视视频编解码方法，其特征是视频预处 理模块包括亮度均衡单元、对比度增强单元、视频降噪单元。
3、 根据权利要求1所述的一种监视视频编解码方法，其特征是关键帧判 别模块根据视频图像变化情况得到关键帧标识。
4、 根据权利要求1所述的一种监视视频编解码方法，其特征是重要区域 识别模块根据具体应用需求，判断当前画面中是否存在重要区域，如存在则对其 位置进行标识。
5、 根据权利要求1所述的一种监视视频编解码方法，其特征是编码模块 对于关键帧中的重要区域采用无损编码格式进行编码，对于关键帧中的非重要区 域和非关键帧中的重要区域采用高质量的有损编码格式进行编码，对于非关键帧 中的非重要区域采用高压縮比的有损编码格式对该区域的帧差数据进行编码。
全文摘要
一种用于监视视频的编解码方法，包括视频预处理模块、关键帧判别模块、重要区域识别模块、编码模块。视频预处理模块实现亮度均衡、对比度增强和视频降噪，提升视频质量。在关键帧判别模块和重要区域识别模块的输出信号控制下，编码模块对视频数据进行压缩编码。该方法在保证较高视频压缩率的条件下，将视频噪声和缺陷缩小，监视视频中重要区域的细节得到保留，便于对监视视频单帧细致查看，便于分析与理解。
文档编号H04N7/26GK101202903SQ200610136838
公开日2008年6月18日 申请日期2006年12月11日 优先权日2006年12月11日
发明者通 刘, 唐朝京, 庄钊文, 李沛秦, 程江华, 谢剑斌, 谢昌颐, 伟 阎 申请人:谢剑斌;庄钊文