一种用于监控场景的运动预估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于监控场景的运动预估计方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们安全意识的增强，监控摄像头使用的范围越来越广，而为了降低该些海 量数据的存储成本，都会对采集的视频做压缩处理，如常用的mpeg4和h. 264视频压缩算 法。该些常用的视频压缩算法都是通用性很强的算法，不会对某些特定环境的视频做特殊 处理。
[0003] 运动估计是视频编码部分最为重要的部分，也是其最为耗时和耗带宽的部分。因 此，运动估计的研究具有重要的现实意义和市场价值。目前常见的运动预估计算法都是嵌 在编码器内部的，如宏块编码方式的预估计等，此类算法都是基于统计，选取最有可能的几 种编码方式做运动估计，再根据得到的结果选择最优的方式或者决定是否还需要继续对其 它编码方式做运动估计。因此目前常见的运动预估计算法和某一标准编码器关系紧密，一 般较为难W运用在其它标准上。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种对编码器依赖较小， 可W广泛应用到多个标准的编码器上，通用性强的用于监控场景的运动预估计方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是；一种用于监控场景的运动预 估计方法，包括W下步骤：
[0006] 1)初始化监控场景的第一帖图像中所有的宏块均为非拷贝宏块；
[0007] 2)在监控场景视频当前帖图像i的前一帖图像不做修改，当前帖图像i开始编码 前，用当前帖图像i的原始像素值减去前一帖图像经编码得到的重建帖的像素值，得到两 者间差的绝对值，绝对值大于等于阀值的标为1，绝对值小于阔值的标为0,绝对值为1表明 图像有变化，绝对值为0表示图像无变化，由此建立起差值图像的二值表；i>2;
[000引扣基于所述二值表，按照当前帖图像i的光栅扫描顺序逐宏块进行检测，当i=2时，当前帖图像i的宏块检测条件如下：
[0009] A)若某个宏块在二值表中的值均为0,则判定为拷贝宏块；
[0010] B)若宏块中在二值表中有非0值，则判定该些非0值对应的像素点是否相邻，若整 个宏块非0值对应的像素点相邻的个数小于S个，则判定此宏块为待确定拷贝宏块，否则 为非拷贝宏块；
[0011] C)若步骤B)待确定拷贝宏块的非0值对应的像素点总个数小于16~20个，则将 待确定拷贝宏块认定为拷贝宏块，否则为非拷贝宏块；
[0012] 当i>2时，当前帖图像i的宏块检测条件如下：
[0013] D)建立W当前帖图像i之前的所有帖图像为元素的参考列表；
[0014] 巧将参考列表中的第一帖图像作为参考帖，若该参考帖图像中与当前帖图像i的 某个宏块位置相同的宏块为拷贝宏块，且参考帖图像中与该拷贝宏块相邻的宏块至少有两 个也是拷贝宏块，则进入巧；否则，重复A)~C);
[0015] 巧若上述当前帖图像i的所述某个宏块在二值表中的值均为0,则判定为拷贝宏 块诺该宏块在二值表中有非0值，则判定该些非0值对应的像素点是否相邻，若整个宏块 中与某个非0值像素点的相邻的非0值像素点小于四个，则判定此宏块为待确定拷贝宏块， 否则为非拷贝宏块；
[0016] G)若步骤巧待确定拷贝宏块的非0值对应的像素点总个数小于20~25个，则将 待确定拷贝宏块认定为拷贝宏块，否则为非拷贝宏块，并进入步骤H);
[0017] H)对于所述非拷贝宏块，W参考列表的第二帖图像作为参考帖，重复步骤巧~ G)；
[0018] I)重复步骤巧~H)，直到所述非拷贝宏块被判定为拷贝宏块，或者直到将所述参 考列表的最后一帖图像作为参考帖，并经过步骤巧~G)的处理；
[0019] J)重复步骤巧~I)，直到当前帖图像i中的所有宏块均被判定为拷贝宏块，或者 遍历完所述参考列表中的所有帖图像（即参考列表中所有的图像均被当做参考帖，并经过 步骤巧~H)的处理）；
[0020] 4)将当前帖图像i中被判定为非拷贝宏块的宏块视为发生了运动，拷贝宏块视为 未运动。
[0021] 本发明中阀值设定为15,阔值越大，对图像变化的容忍度越高，阔值设定为15,在 保证图像变化的容忍度的同时，能很好地反映图像的变化。
[0022] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明由于阀值的引入，因此对图 像的像素点变化有一定容忍度，此容忍度是建立在对图像质量影响很小的情况下的，所W 一些本会编码为有残差的宏块被处理为无残差的宏块，降低了码率。阀值的引入W及拷贝 宏块时像素点相邻的判定对噪声有一定的抑制作用，几个孤立的变化的噪声会被忽略，而 仍然编码为无残差的宏块；通过简单的图像减法，即确定部分宏块的宏块类型，减少其后续 编码中大量的运动估计W及模式挟择的计算，降低了后续编码的复杂度；本发明是各个标 准都通用的，因此可W广泛应用到多个标准的编码器上，具有更强的通用性。
【附图说明】
[0023] 图1为相同位置宏块示意图；
[0024] 图2为本发明相连通两点的定义。
【具体实施方式】
[0025] 对于监控场景的视频，大部分摄像头都是固定安装的，所W采集的图像都有较为 固定的背景区域，如何利用好该一特性成为本发明关注的焦点。
[0026] 对于监控采集的视频而言，大部分的帖率都在25帖或者30帖每秒，有的甚至达到 60帖每秒，由此可知两幅图像之间的时间间隔是很短的，也就意味着两幅图像间的背景变 化是很小的，两幅图像间有大量的相似区域，利用该一特性，我们可W对两幅图之间的相似 部分做重用。
[0027] 首先我们引入一个概念，拷贝宏块，其含义为当前图像与参考图像相同位置宏块 的内容相似，可w直接拷贝参考图像的相同位置宏块代替当前图像的相同位置部分，即可 认定为此宏块mv=0且无残差。如图1中所示的1和2宏块即为相同位置宏块。将图像 W宏块为单位建立一张二维表mbcopy虹bcol]虹brow]，用W标明当前图像是否可拷贝参考 图像的相同部分。Mbcol=pichei曲t/16,mbrow=picwi化h/16。Pichei曲t表示图像的 高度，picwidth表示图像的宽度。Mbcopy表项存储的内容用8位表示，最高位表示是否为 拷贝宏块，中间5位表示参考索引，低两位为保留位。如表1所示。
[0028] 表 1
[0029]
【主权项】
1. 一种用于监控场景的运动预估计方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 初始化监控场景的第一帧图像中所有的宏块均为非拷贝宏块； 2) 在监控场景视频当前帧图像i的前一帧图像不做修改，当前帧图像i开始编码前，用 当前帧图像i的原始像素值减去前一帧图像经编码得到的重建帧的像素值，得到两者间差 的绝对值，绝对值大于等于阀值的标为1，绝对值小于阈值的标为0,绝对值为1表明图像有 变化，绝对值为0表示图像无变化，由此建立起差值图像的二值表；i多2 ;所述阈值为5~ 15 ； 3) 基于所述二值表，按照当前帧图像i的光栅扫描顺序逐宏块进行检测，当i = 2时， 当前帧图像i的宏块检测条件如下： A) 若某个宏块在二值表中的值均为0,则判定为拷贝宏块； B) 若宏块中在二值表中有非0值，则判定这些非0值对应的像素点是否相邻，若整个宏 块中与某个非〇值像素点的相邻的非〇值像素点小于三个，则判定此宏块为待确定拷贝宏 块，否则为非拷贝宏块； C) 若步骤B)待确定拷贝宏块的非0值对应的像素点总个数小于16~20个，则将待确 定拷贝宏块认定为拷贝宏块，否则为非拷贝宏块； 当i > 2时，当前帧图像i的宏块检测条件如下： D) 建立以当前帧图像i之前的所有帧图像为元素的参考列表； E) 将参考列表中的第一帧图像作为参考帧，若该参考帧图像中与当前帧图像i的某个 宏块位置相同的宏块为拷贝宏块，且参考帧图像中与该拷贝宏块相邻的宏块至少有两个也 是拷贝宏块，则进入F);否则，重复A)~C); F) 若上述当前帧图像i的所述某个宏块在二值表中的值均为0,则判定为拷贝宏块；若 该宏块在二值表中有非0值，则判定这些非0值对应的像素点是否相邻，若整个宏块中与某 个非〇值像素点的相邻的非〇值像素点小于四个，则判定此宏块为待确定拷贝宏块，否则为 非拷贝宏块； G) 若步骤F)待确定拷贝宏块的非0值对应的像素点总个数小于20~25个，则将待确 定拷贝宏块认定为拷贝宏块，否则为非拷贝宏块，并进入步骤H); H) 对于所述非拷贝宏块，以参考列表的第二帧图像作为参考帧，重复步骤E)~G); I) 重复步骤E)~H)，直到所述非拷贝宏块被判定为拷贝宏块，或者直到将所述参考列 表的最后一帧图像作为参考帧，并经过步骤E)~G)的处理； J) 重复步骤E)~I)，直到当前帧图像i中的所有宏块均被判定为拷贝宏块，或者遍历 完所述参考列表中的所有帧图像； 4) 将当前帧图像i中被判定为非拷贝宏块的宏块视为发生了运动，拷贝宏块视为未运 动。
2. 根据权利要求1所述的用于监控场景的运动预估计方法，其特征在于，所述阀值为 15。
【专利摘要】本发明公开了一种用于监控场景的运动预估计方法，初始化监控场景的第一帧图像中所有的宏块均为非拷贝宏块，在某一帧图像开始编码时，判断该帧图像的某一个宏块是否为拷贝宏块，并将当前帧图像中被判定为非拷贝宏块的宏块视为发生了运动；本发明运用在编码器外部，对编码器依赖较小，因此可以广泛应用到多个标准的编码器上，具有更强的通用性。
【IPC分类】H04N19-51, H04N19-142
【公开号】CN104754333
【申请号】CN201510101241
【发明人】官升, 姜黎, 李淼, 秦刚
【申请人】湖南国科微电子有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月9日