基于crc校验的视频静帧检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及广播电视技术领域，具体涉及一种基于CRC校验的视频静帧检测系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着广播电视事业的飞速发展、数字化进程的不断加快，安全播出的形势变得愈发严重。在数字电视的播出中，通常会出现各种播出异态，如黑场、彩场、彩条、静帧等。造成这些播出故障的原因很多，通常为硬件系统故障，如接收机故障，或软件系统故障，如码流传输异常等。随着节目数量的增加，人工检测已不能满足要求，人们相继开发了各种视频质量监控的方法。在上述各种异态中，视频静帧是数字电视播出中很常见的一种异态情况。视频静帧故障的及时准确发现和快速处理，是保障节目正常播出的关键。
[0003]静帧故障的判断需要根据不同时刻若干帧画面的灰度值进行分析和比较。如今播出节目不断多样化，导致了静帧检测算法的复杂性。目前，现有的视频静帧检测算法有很多，如何提高视频静帧故障检测算法的效率，是当前电视播出静帧检测需要解决的关键问题。
[0004]YUV是现代彩色电视摄像系统中采用的一种颜色编码方法，其中“Y”表示明亮度，也就是灰阶值;而“U”和“V”表示的则是色度，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是透过RGB输入信号来建立的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面一色调与饱和度，分别用Cr和Cb来表示。目前对视频信号中的静帧的检测方法主要是基于对像素点Y，U，V的加权累加得到每一帧的加权和，然后对加权和进行对比。因为视频像素点Y，U，V数据量大，达到每秒几十兆的数据量，加权累加势必要求加法器位数足够多且加法运算足够快。另外，加权求和还需要用乘法器实现几十位的乘法运算，所以算法相对复杂，占用资源多，而导致最终的检测结果不精确。
[0005]申请号为201310214540.5、发明名称为“视频质量检测的方法及系统”的中国专利申请中涉及到的静帧检测方法中，根据在静帧时，如果两个相邻帧的视频图像完全一样，则所提取出的视频图像的亮度值Y也是完全一样的原理，由此来判定视频中是否出现了静帧。具体方法是，先提取视频图像的亮度数据，求取当前帧视频图像与其前一帧视频图像对应像素点亮度值的绝对差值，将所有像素点的绝对差值的总和除以每帧视频图像像素点总数，得到相邻两帧视频图像像素点亮度值变化的平均值;将所述像素点亮度值变化的平均值与预设的预设静帧阈值进行比较，当其小于等于所述预设静帧阈值时，则判定当前帧视频图像为静帧。
[0006]申请号为201210529748.1、发明名称为“多模态并行的视频质量故障检测方法及装置”的中国专利申请涉及到一种静帧检测方法，将视频图像划分成x*y小块，再对每一小块图像进行像素点的计算，将两帧图像中对应的小块中的像素点的值相减，得到某一个值，然后将该值取绝对值，最后累加起来，最后得到一个值，如果该值的大小超过前一个图像小块中所有像素点的累加和的(这个百分比外部可以设置，命名为静帧敏感度)，那么比较的两帧小的部分就是不同的，否则就是相同的，如所有的小的分割区块都相同，那么两帧图像就是一样的。当相同的图像帧数累加到一定程度(根据帧数判断时间)，就发出静帧的报目O
[0007]而在前两个专利申请中，在判断是否出现静帧时，都是对像素点进行各种计算，数据量大、计算量大，因而效率有待提高。
[0008]申请号为201410007405.8、发明名称为“一种计算数字视频黑场或静帧量化评估值的方法”中提出了一种视频静帧检测算法，其引入高斯误差分布函数计算数字视频静帧量化评估值。虽然该算法可以得到比较理想的检测结果，但其算法的执行复杂度比较高、占用较多资源。因而效率较低。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于CRC校验的视频静帧检测系统及方法，有效提高视频静帧故障检测算法的执行效率，及时、准确地发现视频文件的静帧。
[0010]为了解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种基于CRC校验的视频静帧检测系统，具体包括以下部分:
[0011 ]控制模块，视频帧画面数据获取模块，帧图像块划分模块和CRC校验模块。视频帧画面数据获取模块对输入的视频信息进行解码，而后抓取解码后的视频数据，从而获得连续的视频帧画面数据，并将相关信息发送给控制模块，控制模块根据视频帧画面数据及相关参数，控制帧图像块划分模块将每一帧画面划分成多个帧图像块。其中，帧图像块的个数作为一个参数存储在控制模块中，其值可以由用户根据具体的视频数据及实际需要合理设定。控制模块根据帧图像块的个数创建相应数量的线程，CRC校验模块利用各个线程对每一个帧图像块进行CRC校验，将其校验值发送给控制模块，控制模块对校验值进行处理，从而判断是否存在静帧故障。
[0012]优选地，控制模块包括:中央处理单元，参数存储单元，输入输出单元，线程创建单元，比较单元、统计单元和计算单元。参数存储单元中存储有各种参数及参数值，包括动态参数和固定参数。动态参数如控制过程中产生的各种临时参数及其值。固定参数包括控制过程中使用的各种必要参数，如将每一帧画面划分成帧图像块的个数及进行比较时用到的各种阈值。
[0013]中央处理单元通过输入输出单元与其他模块进行信息的交互。线程创建单元用于创建进行CRC校验的线程，由中央处理单元控制各个线程的协调工作。比较单元用于比较相邻两帧视频帧画面中对应帧图像块的CRC校验值，确定CRC校验值相等的行数C同。计算单元用进行各种计算，包括计算C同/C总的值总为该帧图像块的总行数、计算Cati与设定阈值T的差值、静止图像块的数目与总图像块数目的比值及该比值与设定阈值P的差值和静止帧画面的数量与设定的静帧门限F的差值。统计单元用于获得上述计算中所需要的数值，如C总的具体值，静止图像块的数目和静止帧画面的数量等。
[0014]为了解决上述技术问题，根据本发明的另一方面，提供一种基本CRC校验的视频静帧检测方法，具体包括以下步骤:
[0015]步骤I:对视频信息进行解码，抓取解码得到的视频数据，从而得到视频帧画面数据；
[0016]步骤2:对每一帧视频帧画面进行划分，从而得到多个帧图像块；
[0017]步骤3:创建线程，利用多线程对所述帧图像块进行CRC校验，从而得到每一帧图像块的CRC校验值；
[0018]步骤4:根据CRC校验值确定该帧图像块是否为静止帧图像块；
[0019]步骤5:统计静止帧图像块的数量，确定该帧画面是否为静止帧画面；
[0020]步骤6:统计连续静止帧画面的数量，确定是否存在静帧故障。
[0021]在上述步骤I中，采用视频解码技术对输入的视频信息进行解码后，利用函数回调抓取解码得到的视频数据，从而获得连续的视频帧画面数据。
[0022]在步骤2中，对每一帧画面进行划分时，帧图像块的数目决定步骤3中所述的创建线程的数目，帧图像块的个数由用户根据实际需求，在实际划分后能够得到有效图像的前提下，合理设定。
[0023]在步骤3中:根据划分得到的帧图像块的数量，创建相应数量的线程;利用多线程对所述帧图像块进行CRC校验时，优选采用CRC多项式对每个帧图像块各行像素点的亮度Y进行校验，从而得到CRC校验值。其中，所述CRC校验值优选通过计算该行像素点亮度Y与CRC生成多项式的模二除得到。所述CRC多项式最佳为CRC-16。
[0024]步骤4中根据CRC校验值确定该帧图像块是否为静止帧图像块具体包括如下步骤:
[0025]步骤41:对比相邻两帧视频帧画面中对应帧图像块的CRC校验值，确定CRC校验值相等的行数C同；
[0026]步骤42:计算(?/C总的值C^t; C总为该帧图像块的总行数。
[0027]步骤43:比较C当前与设定阈值T的大小，如果大于设定阈值T，则说明在前一帧画面和后一帧画面中对应的该帧图像块的内容基本没有变化，因此将该帧图像块标记为静止帧图像块。
[0028]步骤5优选为:统计一帧图像中静止帧图像块的数量，如果该帧图像中静止帧图像块的数目占总图像块数目的比值超过设定阈值P，则判定该帧画面与下一帧画面是相同的，即为静止帧画面。
[0029]步骤6优选为:统计连续静止帧画面的数量，当其大于设定的静帧门限F时，则认为此时发生静帧故障，则发出视频静帧指示信号到其他控制或显示设备。
[0030]本发明采用多线程思想，对视频帧画面进行分块同步CRC校验，最后通过统计各个帧模块的比较结果得出视频静帧判断结果，其算法执行简单、占用资源少、执行效率高，缩短了视频静帧检测的执行时间。
【附图说明】
[0031]通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0032]图1为本发明所述系统的结构原理框图；
[0033]图2为本发明所述系统中控制模块的结构原理框图；
[0034]图3为本发明所述方法一具体实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0035]以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0036]如图1所示，为本发明所述系统的结构原理框图。本发明所述系统包括控制模块1、视频帧画面数据获取模块2，帧图像块划分模块3和CRC校验模块4。
[0037]视频帧画面数据获取模块2对输入的视频信息进行解码，而后抓取解码后的视频数据，从而获得连续的视频帧画面数据，并将相关信息发送给控制模块I。其中，对视频信息进行解码时，可以采用任何一种解码技术，然后利用函数回调抓取解码得到的视频数据，从而得到连续的视频帧画面数据。
[0038]控制模块I根据得到的视频帧画面数据及相关参数，控制帧图像块划分模块3将每一帧画面划分成多个帧图像块。其中，帧图像块的个数作为一个参数存储在控制模块中，其值可以由用户根据具体的视频数据