專利名稱：監(jiān)視視頻編解碼方法
監(jiān)視視頻編解碼方法
所屬技術(shù)領(lǐng)械
本發(fā)明涉及一種視頻編解碼方法，尤其是應(yīng)用于安全監(jiān)控環(huán)境的監(jiān)視視頻編 解碼方法。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于安全監(jiān)控環(huán)境的視頻編解碼方法主要有MPEG、 H26X和AVS， 這些方法都是針對消費電子領(lǐng)域的視頻應(yīng)用而設(shè)計的，有兩個基本點 一是人眼 對亮度的細節(jié)分辨力是有限的；二是人眼對色度的分辨能力遠低于對亮度的分辨 能力。這樣，將色度細節(jié)壓縮得很多，將亮度細節(jié)去除得很多。這些編碼方式在 處理監(jiān)視環(huán)境下的視頻時存在以下不足-
1、 監(jiān)視環(huán)境原始視頻質(zhì)量受環(huán)境影響很大，當(dāng)環(huán)境條件劣化時原始視頻質(zhì) 量會降低，噪聲也會增大。對于劣質(zhì)的監(jiān)視視頻，MPEG、 H26X和AVS等算法會 將噪聲和缺陷放大，使視頻經(jīng)過壓縮與解壓縮后進一步劣化，使壓縮后的畫面出 現(xiàn)馬賽克(小方塊)現(xiàn)象；同時視頻壓縮率也大大降低。
2、 監(jiān)視視頻中有些區(qū)域非常重要，細節(jié)必須保留，有些區(qū)域無關(guān)緊要，細 節(jié)可完全去除。MPEG、 H26X和AVS等算法不具備細節(jié)判別功能，如果要保留細 節(jié)信息，則某一層次細節(jié)信息均被保留，導(dǎo)致編碼后數(shù)據(jù)量增大；如果要降低數(shù) 據(jù)量，則某一層次細節(jié)均被丟失，視頻質(zhì)量嚴(yán)重劣化。
3、 監(jiān)視視頻需要單幀細致査看，便于分析與理解。MPEG與H26X、 AVS采用 I、 P和B三種楨類型，只有I幀才是關(guān)鍵幀，P幀和B幀通過I幀加上運動補償 得到，MPEG、 H26X、 AVS的運動補償有缺陷，會出現(xiàn)嚴(yán)重的塊狀效應(yīng)及蚊式噪聲， 不適合監(jiān)視視頻單幀細致査看。
4、 監(jiān)視視頻的錄制時間長，為節(jié)省存儲成本，需要高質(zhì)量的高壓縮率的編 碼方法，MPEG與H26X、 AVS等方法在提高壓縮率時會使編碼后的視頻質(zhì)量嚴(yán)重 劣化，無法滿足質(zhì)量要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有編碼方法在處理監(jiān)視視頻時的不足，本發(fā)明提出一種監(jiān)視視頻 編解碼方法，可以很好地解決上述問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是首先，針對監(jiān)視視頻信號易受 環(huán)境條件干擾，質(zhì)量不穩(wěn)定的特點，先對原始視頻信號進行預(yù)處理；預(yù)處理包括調(diào)節(jié)視頻信號的亮度和對比度，并降低視頻信號中的噪聲；通過預(yù)處理可使視頻 信號的質(zhì)量提升，有用細節(jié)更為明顯。然后，針對監(jiān)視視頻在實際應(yīng)用中僅關(guān)心 部分特定目標(biāo)的細節(jié)特征這一特點，經(jīng)預(yù)處理后的視頻信號將分為兩路分別送入 關(guān)鍵幀判別模塊、重要區(qū)域識別模塊進行處理；關(guān)鍵幀判別模塊根據(jù)視頻圖像變 化情況得到關(guān)鍵幀標(biāo)識；重要區(qū)域識別模塊根據(jù)具體應(yīng)用需求，判斷當(dāng)前畫面中 是否存在重要區(qū)域，如存在則對其位置進行標(biāo)識。接著，關(guān)鍵幀標(biāo)識、重要區(qū)域 標(biāo)識、視頻數(shù)據(jù)和視頻幀差數(shù)據(jù)進入編碼模塊，編碼的原則如下(1)對于關(guān) 鍵幀中的重要區(qū)域采用無損編碼格式進行編碼，(2)對于關(guān)鍵幀中的非重要區(qū) 域和非關(guān)鍵幀中的重要區(qū)域采用高質(zhì)量的有損編碼格式進行編碼，(3)對于非 關(guān)鍵幀中的非重要區(qū)域采用高壓縮比的有損編碼格式對該區(qū)域的幀差數(shù)據(jù)進行 編碼。最后，無損編碼模塊、高質(zhì)量的有損編碼模塊和高壓縮比的有損編碼模塊 輸出的視頻碼流信息送入碼流合成模塊形成最終的編碼結(jié)果。
本發(fā)明的有益效果是對于受環(huán)境影響的劣質(zhì)監(jiān)視視頻，通過亮度均衡、對 比度增強和視頻降噪方法將噪聲和缺陷縮小；在保證較高視頻壓縮率的條件下， 監(jiān)視視頻中重要區(qū)域的細節(jié)得到保留，無關(guān)緊要區(qū)域的細節(jié)得到去除；便于對監(jiān) 視視頻單幀細致査看，便于分析與理解。


圖l是本發(fā)明的原理方框圖。
圖2是本發(fā)明的預(yù)處理方框圖。
圖3是本發(fā)明的編碼模塊流程圖。
圖4是本發(fā)明的輸出碼流結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
在圖1中，(1)是視頻預(yù)處理模塊，(2)是關(guān)鍵幀判別模塊，(3)是重 要區(qū)域識別模塊，(4)是編碼模塊。輸入的原始視頻信號首先送入視頻預(yù)處理 模塊提升視頻質(zhì)量，然后分兩路送入關(guān)鍵械判別模塊和重要區(qū)域識別模塊進行處 理，在關(guān)鍵幀判別模塊和重要區(qū)域識別模塊的輸出信號控制下，編碼模塊對視頻 數(shù)據(jù)進行編碼輸出。
在圖2中，(1)是亮度均衡單元，用于降低環(huán)境光照變化對視頻質(zhì)量的影 響，(2)是對比度增強單元，用于提升畫面對比度，提高畫面細節(jié)質(zhì)量，(3) 是視頻降噪單元，用于降低視頻信號中的噪聲，提高畫面質(zhì)量。
在圖3中，(l)是數(shù)據(jù)分析模塊，根據(jù)控制信號將輸入數(shù)據(jù)的不同部分送 入相應(yīng)的處理模塊，(2)是高壓縮率有損編碼模塊，用于對非關(guān)鍵幀中的非重 要區(qū)域進行編碼，(3)是碼流合成模塊，用于將不同編碼模塊的輸出結(jié)果合成
單一碼流輸出，(4)是無損編碼模塊，用于對關(guān)鍵幀中的重要區(qū)域進行編碼， (5)是高質(zhì)量有損編碼模塊，用于對關(guān)鍵幀中的非重要區(qū)域和非關(guān)鍵幀中的重 要區(qū)域進行編碼。其中，數(shù)據(jù)①是關(guān)鍵幀中的重要區(qū)域，數(shù)據(jù)②是關(guān)鍵幀中的非 重要區(qū)域和非關(guān)鍵幀中的重要區(qū)域，數(shù)據(jù)③是非關(guān)鍵幀中的非重要區(qū)域。
在圖4中，(l)是輸出碼流的總體幀結(jié)構(gòu)，(2)是數(shù)據(jù)部分的具體幀結(jié)構(gòu)， 其中前n-l個子幀用于存放重要區(qū)域數(shù)據(jù)，第n個子幀用于存放非重要區(qū)域數(shù)據(jù)。 在實際工作中，系統(tǒng)每秒產(chǎn)生一個關(guān)鍵幀編碼后的數(shù)據(jù)幀，重要區(qū)域數(shù)據(jù)編碼后 的結(jié)果在兩個關(guān)鍵幀之間的數(shù)據(jù)幀輸出，如果當(dāng)前幀既不是關(guān)鍵幀，也不含重要 區(qū)域，則輸出非重要區(qū)域數(shù)據(jù)幀。
權(quán)利要求
1、一種監(jiān)視視頻編解碼方法，包括視頻預(yù)處理模塊、關(guān)鍵幀判別模塊、重要區(qū)域識別模塊、編碼模塊，其特征是輸入的原始視頻信號首先送入視頻預(yù)處理模塊提升視頻質(zhì)量，然后分兩路送入關(guān)鍵幀判別模塊和重要區(qū)域識別模塊進行處理，在關(guān)鍵幀判別模塊和重要區(qū)域識別模塊的輸出信號控制下，編碼模塊對視頻數(shù)據(jù)進行編碼輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)視視頻編解碼方法，其特征是視頻預(yù)處 理模塊包括亮度均衡單元、對比度增強單元、視頻降噪單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)視視頻編解碼方法，其特征是關(guān)鍵幀判 別模塊根據(jù)視頻圖像變化情況得到關(guān)鍵幀標(biāo)識。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)視視頻編解碼方法，其特征是重要區(qū)域 識別模塊根據(jù)具體應(yīng)用需求，判斷當(dāng)前畫面中是否存在重要區(qū)域，如存在則對其 位置進行標(biāo)識。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)視視頻編解碼方法，其特征是編碼模塊 對于關(guān)鍵幀中的重要區(qū)域采用無損編碼格式進行編碼，對于關(guān)鍵幀中的非重要區(qū) 域和非關(guān)鍵幀中的重要區(qū)域采用高質(zhì)量的有損編碼格式進行編碼，對于非關(guān)鍵幀 中的非重要區(qū)域采用高壓縮比的有損編碼格式對該區(qū)域的幀差數(shù)據(jù)進行編碼。
全文摘要
一種用于監(jiān)視視頻的編解碼方法，包括視頻預(yù)處理模塊、關(guān)鍵幀判別模塊、重要區(qū)域識別模塊、編碼模塊。視頻預(yù)處理模塊實現(xiàn)亮度均衡、對比度增強和視頻降噪，提升視頻質(zhì)量。在關(guān)鍵幀判別模塊和重要區(qū)域識別模塊的輸出信號控制下，編碼模塊對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮編碼。該方法在保證較高視頻壓縮率的條件下，將視頻噪聲和缺陷縮小，監(jiān)視視頻中重要區(qū)域的細節(jié)得到保留，便于對監(jiān)視視頻單幀細致查看，便于分析與理解。
文檔編號H04N7/26GK101202903SQ200610136838
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者通 劉, 唐朝京, 莊釗文, 李沛秦, 程江華, 謝劍斌, 謝昌頤, 偉 閻 申請人:謝劍斌;莊釗文