专利名称：一种利用视频图像特征序列的存储处理方法
技术领域：
本发明涉及一种视频的存储方法，特别涉及一种利用视频图像特征序列的存储处
理方法，主要但不限应用于视频图像监控、视频红外图像序列、视频紫外图像序列、视频激 光图像序列、视频雷达图像序列、及视频声纳图像序列等的视频图像序列处理领域。
背景技术：
目前现有的数字图像无损存储处理方法是将组成数字图像的所有帧的像素完整 不漏地进行存储处理，这种数字图像的存储方法的主要缺点是数字图像的存储信息量庞 大，存储时间长，且存储出来的数字图像的体积过大，即存储出来的数字图像文件的字节数 非常大，这样数字图像的传输和解读显示的时间也长，导致效率低下。 (1)数字图像处理的信息大多是二维信息，处理信息量很大。如一幅256X256低 分辨率黑白数字图像，要求约64kbit的数据量；对高分辨率彩色512X512数字图像，则 要求768kbit数据量；如果要处理30帧/秒的视频数字图像序列，则每秒要求500kbit 22. 5Mbit数据量。因此对计算机的计算速度、存储容量等要求较高。 (2)数字图像处理占用的频带较宽。与语言信息相比，占用的频带要大几个数量 级。如视频数字图像的带宽约5.6MHz，而语音带宽仅为4kHz左右。所以在成像、传输、存 储、处理、显示等各个环节的实现上，技术难度较大，成本亦高，这就对频带压縮技术提出了 更高的要求。 (3)数字图像中各个像素是不独立的，其相关性大。在数字图像画面上，经常有很 多像素有相同或接近的灰度。就视频画面而言，同一行中相邻两个像素或相邻两行间的像 素，其相关系数可达0.9以上，而相邻两帧之间的相关性比帧内相关性一般说还要大些。因 此，数字图像处理中信息压縮的潜力很大。 (4)视频图像特征序列熵编码时，视频图像特征序列中图像像素序列存在的像素 值时间冗余(或称"时域冗余")，因记录该序列包含的图像像素的移动向量信息占用大量 数据和/或存储开销。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术缺陷，提供一种在对具有视频图像特征序列中 图像像素序列存在的像素值时间冗余(或称"时域冗余")进行熵编码时，应用其被编码各 相关帧内图像像素自然位序信息来代替因记录该序列包含的图像像素的移动向量信息，可 以避免因记录移动向量而产生的数据和/或存储开销，因而达到减少对视频图像特征序列 熵编码时的数据量的目的，并且高效、简捷的利用视频图像特征序列的存储处理方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是 —种利用视频图像特征序列的存储处理方法，将视频图像特征序列的第一帧图像 的自然产生的和/或按照某种可循特征而设定成为的第一像素位置的像素值设置为"前位 像素值"，将处于该序列的第二帧图像的相同像素位序的像素值设置为"后位像素值"，以任何顺序对所述"前位像素值"与"后位像素值"进行比较，同时设置一个准确记录"'前位像 素值'在该像素位置连续重复出现次数"的记录装置，在随后视频图像特征序列中，当"后位 像素值"与"前位像素值"被判断为"相等"时，此记录装置开始记录该"前位像素值"在该 像素位序连续重复出现的次数 1、经以任何顺序对两者进行比较，如果"前位像素值"与"后位像素值"两者之差等 于(=)零(O)，或小于等于(《)任一设定阀值，则做出"后位像素值"与"前位像素值" 相等的结论，此时进行以下的操作步骤
c)对该"前位像素值"予以存储处理； d)记录装置对该"前位像素值"发生在该视频图像特征序列的该位序目前已经连 续重复次数此时增加了一次的信息内容进行记录和/或存储处理； 2、经以任何顺序对两者进行比较，如果"前位像素值"与"后位像素值"两者之差 不等于(# )零(O)，或大于等于( > )任一设定阀值，则做出该"后位像素值"与该"前位 像素值"不相等的结论，此时进行以下的操作步骤
a)对该"前位像素值"予以存储处理； b)记录装置对该"前位像素值"发生在该视频图像特征序列的该位序目前已经连 续重复次数信息内容进行记录和/或存储处理；
c)对该"后位像素值"予以存储处理； d)记录装置准确记录"该像素位置的像素值连续重复次数"开始记录"后位像素 值"在随后视频图像特征序列中该像素值在该像素位序将发生的，如果有的话，连续重复的 次数。 进一步的，对该视频图像特征序列的第一帧图像的自然产生的和/或按照某种可 循特征设定而成为的第二像素位置的"前位像素值"与处于该序列的第二帧图像的相同像 素位序的"后位像素值"进行比较。 进一步的，对该视频图像特征序列的第一帧图像的自然产生的和/因按照某种可 循特征设定而成为的第三像素位置的"前位像素值"与处于该序列的第二帧图像的相同像 素位序的"后位像素值"进行比较。 进一步的，对该视频图像特征序列的第一帧图像的自然产生的和/或按照某种可 循特征设定而成为的其余所有像素位置的"前位像素值"与处于该序列的第二帧图像的相 同像素位序的"后位像素值"分别进行比较。 进一步的，对该视频图像特征序列的每帧图像的每个像素位置的"前位像素值"与
处于该序列的之后相邻帧图像的相同像素位序的"后位像素值"进行比较。 进一步的，对包括该视频图像特征序列所有其他后续视频图像特征帧序中被设定
为需要进行存储处理的各帧图像和/或被设定为需要存储处理的存在于各帧图像中像素
位序的像素值分别进行比较处理。 进一步的，所述帧内图像像素位序信息第一像素位置、第二像素位置、第三像素
位置至第n像素位置的排列路径为该视频序列的自然存在的位序信息设定。 进一步的，所述帧内图像像素位序信息第一像素位置、第二像素位置、第三像素
位置至第n像素位置的排列路径为按照某种可循特征而设定成为的和/或编码而成的位序
信息设定。
进一步的，所述的准确记录"像素位置的像素值连续重复次数"的记录装置采用能
准确/如实记录"该像素位置的像素值连续重复次数"的程序进行记录。 采用上述技术方案，本发明的技术效果在于在对具有视频图像特征序列中图像
像素序列存在的像素值时间冗余(或称"时域冗余")进行熵编码时，应用其被编码各相关
帧内图像像素自然位序信息来代替因记录该序列包含的图像像素的移动向量信息，可以避
免因记录移动向量而产生的数据和/或存储开销，因而达到减少对视频图像特征序列熵编
码时的数据存储量的目的。 图像的存储处理信息量得到有效减少，相应的极大的减少了图像的存储空间，相 比熵编码时记录移动向量的序列无损压縮编码节省了大量的存储空间，因为在初始状态， 对数字图像中的所有像素进行位序设定代替熵编码时记录移动向量的序列无损压縮编码， 进而使每帧数字图像的各个像素对应的位被定义，在像素还原时就按照设定的路径进行位 序还原；在图像的存储处理、传输或解读显示时能达到了理想的效果。
图1是本发明以视频图像特征序列中"按照图象像素自然产生的位序而成的"像 素位置排列顺序来为该视频序列编码的示意图； 图2是本发明以视频图像特征序列中"按照某种可循特征设定和/或编码而成的"
像素位置排列顺序来为该视频序列编码的示意图； 图3是本发明视频图像特征序列编码原理结构示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
如图1所示，根据帧内图像像素位序信息为该视频序列中存在的自然存在的位序 信息而成的位序信息，对目标结果示例的说明设向量Z为示范视频图像特征序列的时间 向量，同时为表达该视频序列的帧序向量，以每帧图像设有六个像素位置为例。
在Z-0帧 同时仅以示范视频图像特征序列中Z-0帧定为基础位序信息，以示范视频图像特 征序列中图像像素位置为X = 0， Y = 0， Z = O(定为像素位序WXl) ;X = 1， Y = 0， Z = 0(定为像素位序WX2) ;X = O，Y = l，Z = 0(定为像素位序WX3) ;X = 1， Y = 1， Z = 0 (定 为像素位序WX4) ;X二0，Y二2，Z二0(定为像素位序WX5) ;X = 1， Y = 2， Z = 0 (定为像 素位序WX6).
在Z-l帧 以示范视频图像特征序列中图像像素位置为X = O，Y = 0(定为像素位序WX1) ;X =l，Y = 0(定为像素位序WX2) ;X = O，Y = l，Z = 1(定为像素位序WX3) ;X = l，Y = 1， Z = 1 (定为像素位序WX4) ;X = 0， Y = 2， Z = 1 (定为像素位序WX5) ;X = 1， Y = 2， Z = 1 (定为像素位序WX6). ...... 在Z-N帧 以示范视频图像特征序列中图像像素位置为X = O，Y = 0(定为像素位序WX1) ;X
6=l，Y = 0(定为像素位序WX2) ;X = O，Y = l，Z = N(定为像素位序WX3) ;X = l，Y = 1， Z = N(定为像素位序WX4) ;X = 0， Y = 2， Z = N(定为像素位序WX5) ;X = 1， Y = 2， Z = N(定为像素位序WX6). 如图2所示，根据帧内图像像素位序信息为该视频序列通过人为干预方法而设定 和/或编码而成的位序信息，对目标结果示例的说明设向量Z为示范视频图像特征序列的 时间向量，同时为表达该视频序列的帧序向量，以每帧图像设有六个像素位置为例。
在Z-O帧 同时仅以示范视频图像特征序列中Z-0帧定为基础位序信息，以示范视频图像特 征序列中图像像素位置为X = 0， Y = 0， Z = O(定为像素位序WXl) ;X = 0， Y = 1， Z = 0(定为像素位序WX2) ;X = O，Y = 2，Z = 0(定为像素位序WX3) ;X = 1， Y = 2， Z = 0 (定 为像素位序WX4) ;X= 1，Y= l，Z = 0(定为像素位序WX5) ;X= 1， Y = 0， Z = 0 (定为像 素位序WX6).
在Z-l帧 以示范视频图像特征序列中图像像素位置为X : WX1) ;X = O，Y = l，Z = 1(定为像素位序WX2) ;X = O，Y X = 1， Y = 2， Z = 1(定为像素位序WX4) ;X = 1， Y = 1 1，Y = 0，Z= 1(定为像素位序WX6). ...... 在Z-N帧 以示范视频图像特征序列中图像像素位置为X : WX1) ;X = O，Y = l，Z = N(定为像素位序WX2) ;X = O，Y X = 1， Y = 2， Z = N(定为像素位序WX4) ;X = 1， Y = 1 1，Y = O，Z = N(定为像素位序WX6).
由上图1、图2所述，因为应用到视频序列中存在的自然存在的位序信息而成的位 序信息，或通过人为干预方法而设定和/或编码而成的位序信息，从而在每帧图像进行压 縮时不需要记录移动向量而产生的数据和/或存储开销，只需在初始时设定好位序信息， 或者在视频序列中设定几种位序信息，这种数据开销很少，在多帧视频序列中可以忽略不 计； 例如对一帧lm(分辨率)的图像采用移动向量进行编码的开销为
1MB (分辨率)+ (x. y) 1M = 1MB+ (2Bx2B) 1M = 5MB ;而采用设定位
序信息设定:1MB (分辨率)+ (x. y) 1MB = 1M+ (OBxOB) 1M = 1MB ;
从而相比较存储空间占有量为5 : 1。
如图3所示，对目标结果示例的说明 1.设向量Z为示范视频图像特征序列的时间向量，同时为表达该视频序列的帧序向量。 2.同时仅以示范视频图像特征序列中图像像素位置为1 = 0，7 = 0(像素位序1); x = 1， y = 0(像素位序2)两个像素序列为例。 3.设位于示范视频图像特征序列中像素位序1的像素值在该序列内始终为数字 "120"。
=0，Y = 0，Z= l(定为像素位序 =2， Z = 1 (定为像素位序WX3); Z = 1 (定为像素位序WX5) ;X =
=0，Y = 0，Z= l(定为像素位序 =2，Z = N(定为像素位序WX3); Z = N(定为像素位序WX5) ;X =
4.设位于示范视频图像特征序列中像素位序2的像素值在该图像序列的Z-0帧 和Z-l帧内的图像像素值为数字"000"或"0";同时得知自Z-2帧开始直到Z-n帧止，像 素位置的像素值为数字"255"。 但对被处理的视频图像特征序列的起始帧图像与比邻/随后帧图像可以开始处 理时 在Z-0帧
1.像素位序1的编码为
2.像素位序2的编码为
在Z-l帧
1.像素位序1的编码为 重复次数现在为1。
2.像素位序2的编码为
复次数现在为1。
在Z-2帧
1.像素位序1的编码为 复次数现在为2。
2.像素位序2的编码为 将其重复次数设为"0"(起始值)
在Z-3帧
1.像素位序1的编码为 重复次数现在为3。
2.像素位序2的编码为
重复次数现在为1。 ...... 在Z-n帧
1.像素位序1的编码为 重复次数为n。 2.像素位序2的编码为 重复次数为n_2。 由上图3所述，在视频序列中就每帧的相同像素位序当连续出现相同像素值时就 不必重复存储，即在连续数帧图像相同像素位序中相同像素值时，可以采用简便乘法记忆。
所以在对具有视频图像特征序列中图像像素序列存在的像素值时间冗余(或称 "时域冗余")进行熵编码时，应用其被编码各相关帧内图像像素自然位序信息来代替因记 录该序列包含的图像像素的移动向量信息，可以避免因记录移动向量而产生的数据和/或 存储开销，因而达到减少对视频图像特征序列熵编码时的数据量的目的；同时结合在视频 序列中就每帧的相同像素位序当连续出现相同像素值时就不必重复记忆法达到更进一步 避免因记录数据和/或存储开销。 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，显然，本领域的技 术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发
:记录像素值为"120"，其重复次数设为"0"(起始值) :记录像素值为"0"，其重复次数设为"0"(起始值)
:由于像素值继续为"120"，仅将其重复次数增加"1 "，即
:由于像素值继续为"0"，仅将其重复次数增加"1"，即重
:由于像素值继续为"120"，仅将重复次数增加"1 "，即重
:由于像素值从"0"变为"255"，因此记录像素值为"255"、
:由于像素值继续为"120"，仅将其重复次数增加"1 "，即
:由于像素值继续为"225"，仅将其重复次数增加"1"，即
:由于像素值继续为"120"，仅将其重复次数增加"1 "，即
:由于像素值继续为"255"，仅将其重复次数增加"1"，即明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含 这些改动和变型在内。
权利要求
一种利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征在于将视频图像特征序列的第一帧图像的自然产生的或按照可循特征而设定成为的第一像素位置的像素值设置为“前位像素值”，将处于该序列的第二帧图像的相同像素位序的像素值设置为“后位像素值”，所述“前位像素值”与“后位像素值”进行比较，同时设置一个准确记录“‘前位像素值’在该像素位置连续重复出现次数”的记录装置，在随后视频图像特征序列中，当“后位像素值”与“前位像素值”被判断为“相等”时，此记录装置开始记录该“前位像素值”在该像素位序连续重复出现的次数1)经比较，如果“前位像素值”与“后位像素值”两者之差等于零，或小于等于设定阀值，则做出“后位像素值”与“前位像素值”相等的结论，此时进行以下的操作步骤a)对该“前位像素值”予以存储处理；b)记录装置对该“前位像素值”发生在该视频图像特征序列的该位序目前已经连续重复次数此时增加了一次的信息内容进行记录和/或存储处理；2)经比较，如果“前位像素值”与“后位像素值”两者之差不等于零，或大于等于设定阀值，则做出该“后位像素值”与该“前位像素值”不相等的结论，此时进行以下的操作步骤a)对该“前位像素值”予以存储处理；b)记录装置对该“前位像素值”发生在该视频图像特征序列的该位序目前已经连续重复次数信息内容进行记录和/或存储处理；c)对该“后位像素值”予以存储处理；d)记录装置准确记录“该像素位置的像素值连续重复次数”开始记录“后位像素值”在随后视频图像特征序列中该像素值在该像素位序将发生的次数。
2. 根据权利要求1所述利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征在于对该视 频图像特征序列的第一帧图像的自然产生或按照可循特征设定而成为的第二像素位置的 "前位像素值"与处于该序列的第二帧图像的相同像素位序的"后位像素值"进行比较。
3. 根据权利要求1所述利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征在于对该视 频图像特征序列的第一帧图像的自然产生或按照可循特征设定而成为的第三像素位置的 "前位像素值"与处于该序列的第二帧图像的相同像素位序的"后位像素值"进行比较。
4. 根据权利要求1所述利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征在于对该视 频图像特征序列的第一帧图像的自然产生或按照可循特征设定而成为的其余所有像素位 置的"前位像素值"与处于该序列的第二帧图像的相同像素位序的"后位像素值"分别进行 比较。
5. 根据权利要求1所述利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征在于对该视 频图像特征序列的每帧图像的每个像素位置的"前位像素值"与处于该序列的之后相邻帧 图像的相同像素位序的"后位像素值"进行比较。
6. 根据权利要求1所述利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征在于对包括 该视频图像特征序列所有其他后续视频图像特征帧序中被设定为需要进行存储处理的各 帧图像或被设定为需要存储处理的存在于各帧图像中像素位序的像素值分别进行比较处 理。
7. 根据权利要求1、2、3、4、5或6所述利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征 在于所述帧内图像像素位序信息第一像素位置、第二像素位置、第三像素位置至第n像素位置的排列路径为该视频序列的自然存在的位序信息设定。
8. 根据权利要求1、2、3、4、5或6所述利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征 在于所述帧内图像像素位序信息第一像素位置、第二像素位置、第三像素位置至第n像 素位置的排列路径为按照可循特征而设定成为的和/或编码而成的位序信息设定。
9. 根据权利要求1所述利用视频图像特征序列的存储处理方法，其特征在于所述准 确记录"像素位置的像素值连续重复次数"的记录装置采用能准确/如实记录"该像素位置 的像素值连续重复次数"的程序进行记录。
全文摘要
本发明涉及一种利用视频图像特征序列的存储处理方法，将视频图像特征序列的第一帧图像的自然产生的和/或按照某种可循特征而设定成为的第一像素位置的像素值设置为“前位像素值”，将处于该序列的第二帧图像的相同像素位序的像素值设置为“后位像素值”，以任何顺序对所述“前位像素值”与“后位像素值”进行比较，同时设置一个准确记录“‘前位像素值’在该像素位置连续重复出现次数”的记录装置，在随后视频图像特征序列中，当“后位像素值”与“前位像素值”被判断为“相等”时，此记录装置开始记录该“前位像素值”在该像素位序连续重复出现的次数。可以避免因记录移动向量而产生的数据和/或存储开销，达到减少图像熵编码时的数据存储量。
文档编号H04N5/917GK101729840SQ20091024252
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者于培宁 申请人:于培宁