专利名称：视频监控编码方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频监控技术领域。
背景技术：
目前，伴随着安防产业的成熟和平安城市、平安校园的大规模建设，实时远程监控越来越得到人们的重视，视频监控得到了越来越广泛的应用。视频监控也从有线发展为无线，以满足不断增加的移动性及便捷性要求。但由于TD-SCDMA等3G无线网络的上行带宽受限，使得视频监控图像的传输质量不佳，极大地影响了视频监控的效果。在增加无线网络传输带宽的同时，还需要对信源端的视频编码方式进行优化，以提升在现有无线网络状况下的视频图像传输质量。但是通常情况下视频监控的应用场景很多，如白天、夜间，固定、移动等监控场景，不同监控场景下前端摄像装置采集的视频图像特性不相同，对编码器的性能要求也不相同。如果统一采用同一套编码配置方案对诸多种不同监控场景下监控到的视频图像进行相同方式编码，其视频编码质量就不能达到最优效果，且压缩后重建视频图像的质量差别也很大，无法呈现一致的监控视频图像的效果，从而影响了视频监控技术的实施效果。
发明内容
本发明实施例提供一种视频监控编码方法及其装置，以实现对不同监控场景下监控到的视频图像采用适应的编码方式，提升视频监控的图像编码质量。本发明实施例提出的技术方案如下一种视频监控编码方法，包括判别前端视频监控装置当前所处的监控场景；按照预先设定的监控场景与视频编码方式的对应关系，确定判别出的监控场景对应的视频编码方式；以及按照确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码。—种视频监控编码装置，包括场景判别单元，用于判别前端视频监控装置当前所处的监控场景；编码方式确定单元，用于按照预先设定的监控场景与视频编码方式的对应关系，确定场景判别单元判别出的监控场景对应的视频编码方式；以及编码单元，用于按照编码方式确定单元确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码。一种视频监控场景判别方法，包括获得前端视频监控装置监控到的前一视频图像帧以及当前视频图像帧；将获得的当前视频图像帧与前一视频图像帧相减得到图像残差帧；确定得到的图像残差帧中每个像素点的亮度值；根据确定的每个像素点的亮度值，确定非零亮度值的像素点数目与所述残差帧中所有像素点的数目的比例值；若确定的比例值大于设定的比例阈值，则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为运动场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为静止场景。一种视频监控场景判别装置，包括图像帧获得单元，用于获得前端视频监控装置监控到的前一视频图像帧以及当前视频图像帧；残差帧获得单元，用于将图像帧获得单元获得的当前视频图像帧与前一视频图像帧相减得到图像残差帧；亮度值确定单元，用于确定残差帧获得单元得到的图像残差帧中每个像素点的亮度值；比例值确定单元，用于根据亮度值确定单元确定的每个像素点的亮度值，确定非零亮度值的像素点数目与所述残差帧中所有像素点的数目的比例值；场景判别单元，用于在比例值确定单元确定的比例值大于设定的比例阈值时，判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为运动场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为静止场景。一种视频监控场景判别方法，包括获得前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧；确定获得的当前视频图像帧中包含的各个像素点的亮度值的均值；若确定的所述均值大于设定的均值阈值，则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为白天场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为夜间场景。一种视频监控场景判别装置，包括图像帧获得单元，用于获得前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧；亮度值均值确定单元，用于确定图像帧获得单元获得的当前视频图像帧中包含的各个像素点的亮度值的均值；场景判别单元，用于在亮度值均值确定单元确定的所述均值大于设定的均值阈值，判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为白天场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为夜间场景。一种视频监控场景判别方法，包括获得前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧；将获得的当前视频图像帧划分为MXN像素大小的块，其中M、N为自然数；分别确定划分得到的每个块的亮度均值；并在分别确定的每个块的亮度均值中，确定最大亮度均值Ymax
和最小亮度均值
权利要求
1.一种视频监控编码方法，其特征在于，包括 判别前端视频监控装置当前所处的监控场景；按照预先设定的监控场景与视频编码方式的对应关系，确定判别出的监控场景对应的视频编码方式；以及按照确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控场景包括运动场景和静止场景； 判别前端视频监控装置当前所处的监控场景，具体包括获得所述前端视频监控装置监控到的前一视频图像帧以及当前视频图像帧； 将获得的当前视频图像帧与前一视频图像帧相减得到图像残差帧； 确定得到的图像残差帧中每个像素点的亮度值；根据确定的每个像素点的亮度值，确定非零亮度值的像素点数目与所述残差帧中所有像素点的数目的比例值；若确定的比例值大于设定的比例阈值，则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为运动场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为静止场景。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控场景包括白天场景和夜间场景； 判别前端视频监控装置当前所处的监控场景，具体包括获得所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧； 确定获得的当前视频图像帧中包含的各个像素点的亮度值的均值； 若确定的所述均值大于设定的均值阈值，则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为白天场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为夜间场景。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控场景包括室内场景和室外场景； 判别前端视频监控装置当前所处的监控场景，具体包括获得所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧；将获得的当前视频图像帧划分为MXN像素大小的块，其中M、N为自然数；分别确定划分得到的每个块的亮度均值；并在分别确定的每个块的亮度均值中，确定最大亮度均值Ymax和最小亮度均值Ymin ； 若Y- -Ymm>TH，则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为室内场景；否则min判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为室外场景，其中TH为设定的商值阈值。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为运动场景时，按照确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码，具体包括对所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧在编码预测前进行全局运动估计， 得到全局运动矢量MVg;并对当前视频图像帧在编码预测前进行基于块的运动估计，得到块运动矢量MVb ； 确定所述块运动矢量MVb与全局运动矢量MVg的差值MVd ； 基于所述差值MVd对所述当前视频图像帧进行运动矢量编码。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为运动场景时，按照确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码，具体包括对所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧在编码预测前进行全局运动估计， 得到全局运动矢量MVg;并对当前视频图像帧在编码预测前进行基于块的运动估计，得到块运动矢量MVb ； 确定所述块运动矢量MVb与全局运动矢量MVg的差值MVd ； 基于所述差值MVd对所述当前视频图像帧进行第一次运动矢量编码； 根据编码结果对所述当前视频图像帧进行帧率调整；对帧率调整后的当前视频图像帧在编码预测前进行全局运动估计，得到全局运动矢量 MV ；并对帧率调整后的当前视频图像帧在编码预测前进行基于块的运动估计，得到块运动矢量 MVb’ ；确定所述块运动矢量MVb’与全局运动矢量MVg’的差值MV/ ；基于所述差值MV/对帧率调整后的当前视频图像帧进行第二次运动矢量编码。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为静止场景时，按照确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码，具体包括将所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧相对于监控到的作为参考帧的第一帧视频图像帧的变化区域作为残差帧；以及对所述残差帧相对于监控到的前一视频图像帧进行运动估计，并根据运动估计结果进行视频编码。
8.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为白天场景或夜间场景时，按照确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码，具体包括在对所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧进行编码量化过程中，降低量化步长值；以及基于降低后的量化步长值对当前视频图像帧进行编码。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为夜间场景时，在基于降低后的量化步长值对当前视频图像帧进行编码之前，还包括对当前视频图像帧进行滤波。
10.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为室内场景时，按照确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码，具体包括获得所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧；将获得的当前视频图像帧划分为MXN像素大小的块，其中M、N为自然数；分别确定划分得到的每个块的亮度均值；并根据确定的每个块的亮度均值，选择亮度均值小于第一设定阈值的块及其亮度均值大于第二设定阈值的块，其中第一设定阈值小于第二设定阈值；对选择的块进行编码量化过程中，降低量化步长值；以及基于降低后的量化步长值对选择的块进行编码。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，按照下述公式确定划分得到的每个块的亮度均值ι M-I N-Iγ=—^y Yrlj MxN^ 台 1J其中Yij为块中包含的每一个像素的亮度值，i、j为正整数。
12.一种视频监控编码装置，其特征在于，包括场景判别单元，用于判别前端视频监控装置当前所处的监控场景； 编码方式确定单元，用于按照预先设定的监控场景与视频编码方式的对应关系，确定场景判别单元判别出的监控场景对应的视频编码方式；以及编码单元，用于按照编码方式确定单元确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述监控场景包括运动场景和静止场景； 所述场景判别单元具体包括第一图像帧获得子单元，用于获得所述前端视频监控装置监控到的前一视频图像帧以及当前视频图像帧；残差帧获得子单元，用于将图像帧获得子单元获得的当前视频图像帧与前一视频图像帧相减得到图像残差帧；亮度值确定子单元，用于确定残差帧获得子单元得到的图像残差帧中每个像素点的亮度值；比例值确定子单元，用于根据亮度值确定子单元确定的每个像素点的亮度值，确定非零亮度值的像素点数目与所述残差帧中所有像素点的数目的比例值；和第一场景判别子单元，用于在比例值确定子单元确定的比例值大于设定的比例阈值时，判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为运动场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为静止场景。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述监控场景包括白天场景和夜间场景； 所述场景判别单元具体包括第二图像帧获得子单元，用于获得所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧； 亮度值均值确定子单元，用于确定第二图像帧获得子单元获得的当前视频图像帧中包含的各个像素点的亮度值的均值；第二场景判别子单元，用于在亮度值均值确定子单元确定的所述均值大于设定的均值阈值时，判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为白天场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为夜间场景。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述监控场景包括室内场景和室外场景； 所述场景判别单元具体包括第三图像帧获得子单元，用于获得所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧； 第一块划分子单元，用于将第三图像帧获得子单元获得的当前视频图像帧划分为MXN 像素大小的块，其中M、N为自然数；第一亮度均值确定子单元，用于分别确定第一块划分子单元划分得到的每个块的亮度均值；最大最小亮度值确定子单元，用于在第一亮度均值确定子单元分别确定的每个块的亮度均值中，确定最大亮度均值Ymax和最小亮度均值Ymin ；第二场景判别子单元，用于在最大最小亮度值确定子单元确定的最大亮度均值Ymax和最小亮度均值Ymin满足Ymax -Ymm > TH时，判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为min室内场景；否则判别前端视频监控装置当前所处的监控场景为室外场景，其中TH为设定的商值阈值。
16.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，场景判别单元判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为运动场景时，编码单元具体包括第一运动估计子单元，用于对所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧在编码预测前进行全局运动估计，得到全局运动矢量MVg;并对当前视频图像帧在编码预测前进行基于块的运动估计，得到块运动矢量MVb ；第一运动矢量差值确定子单元，用于确定所述第一运动估计子单元得到的块运动矢量 MVb与全局运动矢量MVg的差值MVd ；第一运动矢量编码子单元，用于基于所述第一运动矢量差值确定子单元确定的差值 MVd对所述当前视频图像帧进行运动矢量编码。
17.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，场景判别单元判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为运动场景时，编码单元具体包括第二运动估计子单元，用于对所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧在编码预测前进行全局运动估计，得到全局运动矢量MVg;并对当前视频图像帧在编码预测前进行基于块的运动估计，得到块运动矢量MVb ；第二运动矢量差值确定子单元，用于确定所述第二运动估计子单元得到的块运动矢量 MVb与全局运动矢量MVg的差值MVd ；第二运动矢量编码子单元，用于基于所述第二运动矢量差值确定子单元确定的差值 MVd对所述当前视频图像帧进行第一次运动矢量编码；帧率调整子单元，用于根据第二运动矢量编码子单元的编码结果对所述当前视频图像帧进行帧率调整；所述第二运动估计子单元还用于对帧率调整子单元帧率调整后的当前视频图像帧在编码预测前进行全局运动估计，得到全局运动矢量MVg’ ；并对帧率调整后的当前视频图像帧在编码预测前进行基于块的运动估计，得到块运动矢量MVb’ ；所述第二运动矢量差值确定子单元还用于确定所述块运动矢量MVb’与全局运动矢量 MVg’的差值MV/ ；所述第二运动矢量编码子单元还用于基于所述差值MV/对帧率调整后的当前视频图像帧进行第二次运动矢量编码。
18.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，场景判别单元判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为静止场景时，编码单元具体包括残差帧确定子单元，用于将所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧相对于监控到的作为参考帧的第一帧视频图像帧的变化区域作为残差帧；以及第一编码子单元，用于对所述残差帧确定子单元得到的残差帧相对于监控到的前一视频图像帧进行运动估计，并根据运动估计结果进行视频编码。
19.如权利要求12或14所述的装置，其特征在于，场景判别单元判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为白天场景或夜间场景时，编码单元具体包括第一步长值降低子单元，用于在对所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧进行编码量化过程中，降低量化步长值；以及第二编码子单元，用于基于第一步长值降低子单元降低后的量化步长值对当前视频图像帧进行编码。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，场景判别单元在判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为夜间场景时，编码单元还包括滤波子单元，用于在第二编码子单元基于降低后的量化步长值对当前视频图像帧进行编码之前，对当前视频图像帧进行滤波。
21.如权利要求12或15所述的装置，其特征在于，场景判别单元在判别出前端视频监控装置当前所处的监控场景为室内场景时，编码单元具体包括第四图像帧获得子单元，用于获得所述前端视频监控装置监控到的当前视频图像帧；第二块划分子单元，用于将第四图像帧获得子单元获得的当前视频图像帧划分为MXN 像素大小的块，其中M、N为自然数；第二亮度均值确定子单元，用于分别确定第二块划分子单元划分得到的每个块的亮度均值；块选择子单元，用于根据第二亮度均值确定子单元确定的每个块的亮度均值，选择亮度均值小于第一设定阈值的块及其亮度均值大于第二设定阈值的块，其中第一设定阈值小于第二设定阈值；第二步长值降低子单元，用于对块选择子单元选择的块进行编码量化过程中，降低量化步长值；以及第三编码子单元，用于基于第二步长值降低子单元降低后的量化步长值对块选择子单元选择的块进行编码。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，第二亮度均值确定子单元按照下述公式确定划分得到的每个块的亮度均值其中Yij为块中包含的每一个像素的亮度值，i、j为正整数。
全文摘要
本发明公开了一种视频监控编码方法及其装置，其中该方法包括判别前端视频监控装置当前所处的监控场景；按照预先设定的监控场景与视频编码方式的对应关系，确定判别出的监控场景对应的视频编码方式；以及按照确定出的视频编码方式对所述前端视频监控装置监控到的视频图像信息进行编码。本发明可以实现对不同监控场景下监控到的视频图像采用适应的编码方式，提升视频监控的图像编码质量。
文档编号H04N7/50GK102572380SQ20101061237
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者张俭, 杨黎波, 柴鑫刚 申请人:中国移动通信集团公司