專利名稱：閃光檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及視頻編碼，并且具體涉及檢測閃光(flash)的預(yù)處理視頻數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
運(yùn)動補(bǔ)償?shù)念A(yù)測視頻壓縮通過從先前的編碼畫面(picture)進(jìn)行預(yù)測來利用連續(xù) 畫面的相似性。從其取得預(yù)測的畫面可來自于過去(前向預(yù)測)或?qū)?后向預(yù)測)或 兩者的組合(雙向預(yù)測)，從而能夠預(yù)測未覆蓋區(qū)。因此，現(xiàn)有技術(shù)的視頻壓縮引擎可以 應(yīng)付大多數(shù)類型的運(yùn)動和關(guān)鍵畫面素材，但序列中的每個(gè)圖像的編碼明顯依賴于其相鄰 圖像的編碼。但是，存在能引起嚴(yán)重的畫面退化并值得特殊的減輕處理的效應(yīng)。一種這樣的 效應(yīng)出現(xiàn)在視頻序列的編碼期間，其包含短的、明亮的閃光，例如在視場中使用附有閃 光槍的照相機(jī)時(shí)發(fā)生的那些閃光，或在場景中呈現(xiàn)閃爍(strobing)(如夜總會中的電影布 景(movie set)，或槍的炮口火焰)。在一組畫面中的一些畫面被短的、明亮的閃光所影 響的情況下，這組畫面期間的預(yù)測編碼會導(dǎo)致壓縮性能不佳。這是因?yàn)樵诘湫偷囊曨l編碼過程中，閃光檢測中使用的統(tǒng)計(jì)分析與用于場景改 變的統(tǒng)計(jì)分析是密切相關(guān)的。然而，具有快速改變的亮度水平的場景產(chǎn)生強(qiáng)烈的假象， 其誤導(dǎo)大多數(shù)已知的場景改變檢測算法。在編碼過程期間，閃光檢測是重要的，因?yàn)樗?允許編碼引擎在視頻序列中的自然亮度改變和真正的場景改變之間進(jìn)行區(qū)分，并且相應(yīng) 地修改系統(tǒng)速率控制操作。在計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理領(lǐng)域中存在可用閃光的檢測方法。然而，它們在高速 實(shí)時(shí)平臺中是復(fù)雜、昂貴或難以實(shí)現(xiàn)的，或它們在使用時(shí)缺乏足夠的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本公開描述用于檢測閃光的方法和改進(jìn)那些條件下的壓縮性能的機(jī)制。該檢測 是在實(shí)際的編碼過程之前執(zhí)行的。一旦已經(jīng)檢測到閃光，則能控制編碼過程以更好地應(yīng) 付這些效應(yīng)。本發(fā)明的實(shí)施例特別適合在低成本編碼器設(shè)備中的高效實(shí)現(xiàn)，但這不是其 更廣泛使用的限制。相比現(xiàn)有的傳統(tǒng)的閃光檢測方法來說，以下描述的閃光檢測方法展 示極低的計(jì)算復(fù)雜度和閃光檢測的高和健壯的精確度。在優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明在使用超長指令字(VLIW)數(shù)字信號處理器來實(shí)現(xiàn) 的視頻編碼器中使用。例如，描述的閃光檢測方法使用少于德州儀器1GHZTIC6415DSP 設(shè)備的3% (或30MIPS)的處理能力，同時(shí)以30幀每秒來處理標(biāo)準(zhǔn)清晰度格式化視頻。該方案的備選平臺實(shí)現(xiàn)包括Asics、基于硬件的、基于現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)的、以及基于通用可編程處理器的視頻編碼器。當(dāng)與其他閃光檢測方法比較時(shí)， 所有這些實(shí)現(xiàn)將在成本/性能方面享有類似的益處。特別地，本發(fā)明描述了用于使用圖像像素值的直方圖來檢測閃光的統(tǒng)計(jì)方式，其提供可靠的閃光檢測，即使在底層視頻行為復(fù)雜時(shí)和在現(xiàn)有的簡單現(xiàn)有技術(shù)方法能導(dǎo) 致不想要的錯(cuò)誤檢測或未能檢測到閃光時(shí)。而且，本發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)用與直方圖數(shù)據(jù)合 作的其他參數(shù)和方法來提供檢測閃光的改進(jìn)方法。當(dāng)多于一個(gè)行為模式在圖像中呈現(xiàn)時(shí) 并且當(dāng)場景改變是部分該行為時(shí)，視頻編碼中的特定問題發(fā)生。本發(fā)明的一個(gè)特定目標(biāo) 是當(dāng)閃光和場景切換(scene cut)可同時(shí)存在時(shí)，減輕現(xiàn)有技術(shù)編碼性能中的缺陷。因此，在本發(fā)明的第一方面中，提供一種檢測閃光的預(yù)處理視頻數(shù)據(jù)的方法， 包括計(jì)算用于視頻數(shù)據(jù)的亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值；計(jì)算用于視頻數(shù)據(jù)的色 度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值；計(jì)算用于視頻數(shù)據(jù)的歸一化亮度[Y]均值梯度指 數(shù)；并且當(dāng)所有以下條件滿足時(shí)，提供已檢測到閃光的指示用于亮度[Y]分量的歸一 化差異指數(shù)值大于第一預(yù)定閾值(Ty)；用于色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值小于 第二預(yù)定閾值(Te)；用于色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值和歸一化亮度[Y]均值 梯度指數(shù)之間的差小于或等于第三預(yù)定閾值(Tf)。有利的是，該方法還包括停止提供已檢測到閃光的指示，當(dāng)滿足所有以下條件時(shí)用于亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值大于第四預(yù)定閾 值(Tny)；用于色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值小于第五預(yù)定閾值(Tnc)；以及歸 一化亮度[Y]均值梯度指數(shù)小于或等于第六預(yù)定閾值(Tci)；或在閃光已檢測狀態(tài)中花費(fèi)的時(shí)間期間超過預(yù)定時(shí)間限制(TJ時(shí)。有利的是，使用以下等式在連續(xù)畫面i和j上計(jì)算用于亮度[Y]分量的歸一化差 異指數(shù)值
權(quán)利要求
1.一種檢測閃光的預(yù)處理視頻數(shù)據(jù)的方法，包括計(jì)算用于所述視頻數(shù)據(jù)的亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值； 計(jì)算用于所述視頻數(shù)據(jù)的色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值； 計(jì)算用于所述視頻數(shù)據(jù)的歸一化亮度[Y]均值梯度指數(shù)；并且 當(dāng)所有以下條件滿足時(shí)，提供已檢測到閃光的指示 用于所述亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值大于第一預(yù)定閾值(Ty)； 用于所述色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值小于第二預(yù)定閾值(Te)；以及 用于所述色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值和所述歸一化亮度[Y]均值梯度指數(shù) 之間的差小于或等于第三預(yù)定閾值(Tf)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括 當(dāng)所有以下條件滿足時(shí)用于所述亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值大于第四預(yù)定閾值(Tny)； 用于所述色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值小于第五預(yù)定閾值(Tnc)；以及 所述歸一化亮度[Y]均值梯度指數(shù)小于或等于第六預(yù)定閾值(Tci)； 或在閃光已檢測狀態(tài)中花費(fèi)的時(shí)間期間超過預(yù)定時(shí)間限制(TJ時(shí)，停止提供已檢測 到閃光的指示。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用以下等式在連續(xù)畫面i和j上計(jì)算用于所述亮 度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用以下等式在連續(xù)畫面i和j上計(jì)算用于色度[U 和V]分量的歸一化差異指數(shù)值
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用以下等式來計(jì)算所述歸一化亮度[Y]均值梯度 指數(shù)
6.如權(quán)利要求1所述的方法，用于所述色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值和所述歸一化亮度[Y]均值梯度指數(shù)之間的差使用以下等式來計(jì)算 Dc (Hc1, Hcj) -Gt
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中用于所述色度[U和V]分量的歸一化指數(shù)值在相同 的計(jì)算中組合。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一預(yù)定閾值在范圍
中。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二預(yù)定閾值在范圍
中。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第三預(yù)定閾值在范圍卜1，2]中。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第四預(yù)定閾值在范圍
中。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第五預(yù)定閾值在范圍
中。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第六預(yù)定閾值在范圍
中。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括根據(jù)已檢測到閃光的所述指示來修改后續(xù)視頻數(shù)據(jù)編碼操作的系統(tǒng)速率控制。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法先于視頻數(shù)據(jù)編碼步驟執(zhí)行。
16.一種適合于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述方法的數(shù)字信號處理器。
17.一種適合于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述方法的裝置。
18.—種計(jì)算機(jī)可讀媒體，包含指令，所述指令在由處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1 所述的方法。
19.一種適合于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述方法的計(jì)算機(jī)程序。
20.一種檢測閃光的預(yù)處理視頻數(shù)據(jù)的方法，包括計(jì)算用于所述視頻數(shù)據(jù)的亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值； 計(jì)算用于所述視頻數(shù)據(jù)的色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值； 計(jì)算用于所述視頻數(shù)據(jù)的歸一化亮度[Y]均值梯度指數(shù)；并且 當(dāng)所有以下條件滿足時(shí)，轉(zhuǎn)變到閃光已檢測狀態(tài) 用于所述亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值大于第一預(yù)定閾值(Ty)； 用于所述色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值小于第二預(yù)定閾值(Te)；以及 用于所述色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值和所述歸一化亮度[Y]均值梯度指數(shù) 之間的差小于或等于第三預(yù)定閾值(Tf)。
全文摘要
提供一種檢測閃光的預(yù)處理視頻數(shù)據(jù)的方法，包括計(jì)算用于視頻數(shù)據(jù)的亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值；計(jì)算用于視頻數(shù)據(jù)的色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值；計(jì)算用于視頻數(shù)據(jù)的歸一化亮度[Y]均值梯度指數(shù)；并且當(dāng)所有以下條件滿足時(shí)，提供已檢測到閃光的指示用于亮度[Y]分量的歸一化差異指數(shù)值大于第一預(yù)定閾值(TY)；用于色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值小于第二預(yù)定閾值(TC)；以及用于色度[U和V]分量的歸一化差異指數(shù)值和歸一化亮度[Y]均值梯度指數(shù)之間的差小于或等于第三預(yù)定閾值(TF)。
文檔編號G06K9/40GK102016879SQ200880120469
公開日2011年4月13日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者Z·L·王 申請人:愛立信電視公司