專利名稱：一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣播電視信號監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法。
背景技術(shù)：
隨著近期數(shù)字電視、IPTV、手機電視、互聯(lián)網(wǎng)電視等新媒體的不斷涌現(xiàn)和興起，數(shù)字信號取代模擬信號已是大勢所趨，這就對廣電視頻質(zhì)量監(jiān)控領(lǐng)域提出了新的挑戰(zhàn)。傳輸過程中造成的數(shù)據(jù)損失始終是造成節(jié)目質(zhì)量下降的主要原因，在模擬信號環(huán)境中，傳輸數(shù)據(jù)丟失的表現(xiàn)形式為雪花噪聲，而在數(shù)字電視領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的錯誤與丟失意味著解碼錯誤和馬賽克的產(chǎn)生。本發(fā)明中用到的術(shù)語解釋如下:
Y:是指視頻信號的亮度分量；
宏塊，英文Macroblock，是視頻編碼技術(shù)中的一個基本概念，在視頻編碼中，一個編碼圖像通常劃分成若干宏塊組成，一個宏塊由一個亮度像素塊(一般為16*16大小像素塊)和附加的兩個色度像素塊組成。邊緣檢測Edge Detection,使用數(shù)學(xué)方法提取圖像像元中具有亮度值(灰度)空間方向梯度大的邊、線特征的過程。Canny邊緣檢測算子是John F.Canny于1986年開發(fā)出來的一個多級邊緣檢測算法。更為重要的是Canny創(chuàng)立了邊緣檢測計算理論(Computational theory of edgedetection)解釋這項技術(shù)如何工作。邊緣提取Edge Extraction,確定圖像中邊緣特征點，形成連續(xù)完整邊界的圖像處
理方法。模板匹配Match Template，通過在輸入圖像上滑動圖像塊對實際的圖像塊和輸入圖像進行匹配。專利權(quán)人新奧特(北京)視頻技術(shù)有限公司，專利號200810103053，發(fā)明名稱《一種視頻馬賽克圖像檢測方法》，公開了一種視頻馬賽克圖像檢測方法，首先將待檢測圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，進行坎尼邊緣檢測，獲得只具有輪廓信息的圖像；然后利用四個模板對輪廓圖像進行模板匹配，獲得四個匹配圖像；再對四個匹配圖像進行二值化處理，獲得只保留相匹配的點的圖像；最后利用滑動窗口馬賽克檢測算法檢測圖像是否具有馬賽克。但基于數(shù)字視頻馬賽克三大特征(以宏塊大小(16*16像素)方塊狀出現(xiàn)、突然從畫面上出現(xiàn)，突然從畫面上消失，幀與幀之間不存在漸變、帶有強烈的邊緣特征)的馬賽克識別方法未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
對于數(shù)字電視視頻文件因數(shù)據(jù)丟失或錯誤造成的馬賽克有以下三種特征:
1.以宏塊大小(16*16像素)方塊狀出現(xiàn)；
2.突然從畫面上出現(xiàn),突然從畫面上消失,幀與幀之間不存在漸變； 3.帶有強烈的邊緣特征。本發(fā)明的目的就是通過識別上述三個特征，來判斷數(shù)字電視馬賽克。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法，通過視頻宏塊的圖像邊緣檢測以及馬賽克模板匹配識別數(shù)字電視馬賽克，其包括以下步驟:
步驟a，對數(shù)字視頻進行解碼的步驟；
步驟b，獲得解碼后視頻Y分量圖像的步驟；
步驟C，將本幀Y圖像與上一幀Y圖像做差分并取絕對值的步驟；
步驟d，對差分后的圖像進行Canny邊緣檢測，得到邊緣圖像的步驟；
步驟e，在邊緣圖像上進行逐個宏塊區(qū)域遍歷的步驟；
步驟f，按16 ± I的邊長建立馬賽克模板并進行模板匹配，并記錄命中像素點數(shù)量為模板匹配度，模板匹配度大于閾值為匹配的步驟；
步驟g，統(tǒng)計被匹配的方塊中，邊緣斷裂次數(shù)的步驟；
步驟h，統(tǒng)計被匹配的方塊中有向方塊內(nèi)或向方塊外發(fā)展趨勢像素點數(shù)量，即邊緣向內(nèi)外發(fā)展趨勢的步驟；
步驟i，當(dāng)模板匹配度、邊緣斷裂次數(shù)、邊緣向內(nèi)外發(fā)展趨勢都達(dá)到閾值條件時，認(rèn)定匹配到一個馬賽克的步驟。本發(fā)明有如下有益效果:正常的視頻中常常存在與馬賽克相似的畫面，例如格子襯衫、棋盤、高樓窗戶，中文文字等，而本發(fā)明在算法上緊扣由數(shù)據(jù)丟失或錯誤引起的馬賽克的三大特征:以宏塊大小(16*16像素)方塊狀出現(xiàn)；突然從畫面上出現(xiàn)，突然從畫面上消失，幀與幀之間不存在漸變；帶有強烈的邊緣特征，從而有效的避免了馬賽克相似畫面的誤報，具有識別率高，誤報率低的有點。


圖1是一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法總流程圖。圖2是一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法模板匹配流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例并參照附圖對本發(fā)明作進一步描述。本實施例一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法，參看圖1，一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法總流程圖，通過視頻宏塊的圖像邊緣檢測以及馬賽克模板匹配識別數(shù)字電視馬賽克，其包括以下步驟:
步驟a，對數(shù)字視頻進行解碼的步驟；
步驟b，獲得解碼后視頻Y分量圖像的步驟；
步驟C，將本幀Y圖像與上一幀Y圖像做差分并取絕對值的步驟；
步驟d，對差分后的圖像進行Canny邊緣檢測，得到邊緣圖像的步驟；
步驟e，在邊緣圖像上進行逐個宏塊區(qū)域遍歷的步驟；
步驟f，參看圖2，一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法模板匹配流程圖，按16±1的邊長建立馬賽克模板并進行模板匹配，并記錄命中像素點數(shù)量為模板匹配度，模板匹配度大于閾值為匹配的步驟；
步驟g，統(tǒng)計被匹配的方塊中，邊緣斷裂次數(shù)的步驟；
步驟h，統(tǒng)計被匹配的方塊中有向方塊內(nèi)或向方塊外發(fā)展趨勢像素點數(shù)量，即邊緣向內(nèi)外發(fā)展趨勢的步驟；
步驟i，當(dāng)模板匹配度、邊緣斷裂次數(shù)、邊緣向內(nèi)外發(fā)展趨勢都達(dá)到閾值條件時，認(rèn)定匹配到一個馬賽克的步驟。其中，步驟d得到的邊緣圖像，邊緣都為I個像素；步驟f，按16±1的邊長建立的馬賽克模板，包括15*15方塊模塊、15*16方塊模塊、15*17方塊模塊、16*15方塊模塊、16*16方塊模塊、16*17方塊模塊、17*15方塊模塊、17*16方塊模塊、17*17方塊模塊；步驟f中模板匹配度的閾值根據(jù)發(fā)明人的測試結(jié)果，32，48，64都可以準(zhǔn)確的判定模板匹配，故閾值范圍為大于等于32，當(dāng)然并不排除在閾值小于32時，同樣有一定的匹配度；步驟i中邊緣斷裂次數(shù)、邊緣向內(nèi)外發(fā)展趨勢的閾值范圍為小于等于3時可以準(zhǔn)確識別馬賽克。本實施例一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法，其還包括:
步驟j，當(dāng)連續(xù)兩幀或兩幀以上匹配的馬賽克數(shù)達(dá)到設(shè)定閾值時，發(fā)出馬賽克報警的步驟。這里需要說明的是連續(xù)兩幀識別到馬賽克時就可以發(fā)出馬賽克報警，但實際使用時根據(jù)應(yīng)用場合和用戶對馬塞克的敏感度，具體幀數(shù)是可以調(diào)整的。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法，通過視頻宏塊的圖像邊緣檢測以及馬賽克模板匹配識別數(shù)字電視馬賽克，其特征在于包括以下步驟: 步驟a，對數(shù)字視頻進行解碼的步驟； 步驟b，獲得解碼后視頻Y分量圖像的步驟； 步驟C，將本幀Y圖像與上一幀Y圖像做差分并取絕對值的步驟； 步驟d，對差分后的圖像進行Canny邊緣檢測，得到邊緣圖像的步驟； 步驟e，在邊緣圖像上進行逐個宏塊區(qū)域遍歷的步驟； 步驟f，按16 ± I的邊長建立馬賽克模板并進行模板匹配，并記錄命中像素點數(shù)量為模板匹配度，模板匹配度大于閾值為匹配的步驟； 步驟g，統(tǒng)計被匹配的方塊中，邊緣斷裂次數(shù)的步驟； 步驟h，統(tǒng)計被匹配的方塊中有向方塊內(nèi)或向方塊外發(fā)展趨勢像素點數(shù)量，即邊緣向內(nèi)外發(fā)展趨勢的步驟； 步驟i，當(dāng)模板匹配度、邊緣斷裂次數(shù)、邊緣向內(nèi)外發(fā)展趨勢都達(dá)到閾值條件時，認(rèn)定匹配到一個馬賽克的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字電視馬賽克識別方法，其特征在于還包括: 步驟j，當(dāng)連續(xù)兩幀或兩幀以上匹配的馬賽克數(shù)達(dá)到設(shè)定閾值時，發(fā)出馬賽克報警的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字電視馬賽克識別方法，其特征在于:所述模板匹配度閾值范圍為大于等于32 ;所述邊緣斷裂次數(shù)閾值范圍為小于等于3 ;所述邊緣向內(nèi)外發(fā)展趨勢閾值范圍為小于等于3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于宏塊邊緣信息的數(shù)字電視馬賽克識別方法，首先對視頻進行解碼，提取y分量圖像，將連續(xù)的前后兩幀做差分運算；其次，在差分圖像上做Canny邊緣檢測；然后以單像素寬度，宏塊大小的方塊作為模板，對邊緣圖像進行模板匹配，當(dāng)匹配次數(shù)達(dá)到門限，并持續(xù)若干幀以后，發(fā)出馬賽克報警。本發(fā)明在算法上緊扣由數(shù)據(jù)丟失或錯誤引起的馬賽克的三大特征以宏塊大小(16*16像素)方塊狀出現(xiàn)；突然從畫面上出現(xiàn)，突然從畫面上消失，幀與幀之間不存在漸變；帶有強烈的邊緣特征，從而有效的避免了馬賽克相似畫面的誤報，具有識別率高，誤報率低的優(yōu)點。
文檔編號H04N7/26GK103079029SQ20131004689
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者陳志強 申請人:上海風(fēng)格信息技術(shù)股份有限公司, 上海風(fēng)格軟件有限公司, 無錫風(fēng)格軟件有限公司