專利名稱：一種視頻圖像編碼和檢索的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種視頻處理技術，特別是涉及一種視頻圖像編碼和檢索的方 法及裝置。
背景技術：
隨著網絡化數(shù)字視頻監(jiān)控技術的發(fā)展，越來越多的用戶采用了帶有視頻壓 縮功能的網絡攝像機。網絡攝像機和網絡監(jiān)控系統(tǒng)也由原來的單純攝取、傳送、 保存圖像，慢慢發(fā)展到支持一些筒單的分析和處理功能，例如運動檢測和報警
功能。 一般網絡攝像機都是由其中的視頻壓縮模塊(例如MPEG4， H.264， AVS 等)將捕獲的監(jiān)控視頻畫面壓縮為碼率較低的編碼視頻流，通過網絡傳送到監(jiān) 控中心的服務器上。服務器則負責對各個網絡攝像機發(fā)送過來的視頻流進行分 析，并在滿足某些條件的時候發(fā)送報警信號給管理員。
為了能夠基于視頻壓縮碼流實現(xiàn)運動檢測和報警，現(xiàn)有的技術有多種實現(xiàn) 方法。最簡單的方法是直接將壓縮碼流做解碼，還原出視頻畫面，然后基于幀 差或光流場等技術檢測各幀之間是否存在運動目標，以及提取運動目標的大 小、運動方向等參數(shù)。這種方法主要的問題是，解碼過程需要耗費大量的運算 量，這直接限制了每臺服務器允許接入網絡攝像機的數(shù)量，增加了網絡監(jiān)控系 統(tǒng)的成本。
另 一種方法運算復雜度稍微簡單一些，它并不需要將整個圖像都解出來， 只需要從碼流中解析出各個宏塊的運動向量等參數(shù)?；诟鱾€宏塊的運動向量 等信息，可以粗略判斷出各個區(qū)域是否存在運動目標。這個方法的問題在于， 當畫面中噪聲成分比較多的時候，噪聲會對視頻壓縮過程中計算運動向量的搜 索算法造成干擾，使得運動向量也不能準確地反映目標的運動情況。最典型的 例子是，畫面中沒有任何運動目標，但是由于噪聲較大，很多宏塊的運動向量 都非零。這將直接導致運動檢測算法做出誤報警。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種視頻圖像編碼和檢索的方法及裝置，能夠排除圖 像編碼噪聲的干擾，準確檢測出編碼圖像中的運動目標，解決現(xiàn)有視頻圖像監(jiān) 測技術容易產生誤報警的技術問題。
為了實現(xiàn)上述目的， 一方面，提供了一種視頻圖像編碼和檢索的方法，包
括
步驟一，對于攝像機所拍攝的每幀畫面，計算該幀畫面中各宏塊的亮度平
均值；
步驟二，在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值； 步驟三，在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進行 運動目才示的檢測。
優(yōu)選地，上述的方法中，所述步驟三中，所述#>據(jù)所述亮度平均值進行運 動目標的檢測具體包括將當前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對 應宏塊的亮度平均值進行比較，如果當前正比較的當前宏塊的亮度平均值與對 應宏塊的亮度平均值的差值超出預定閾值，則認為當前宏塊具有運動目標。
優(yōu)選地，上述的方法中，在所述步驟三之前還包括在檢索過程中，提取 編碼數(shù)據(jù)中的當前幀畫面的運動參數(shù)，如果所述運動參數(shù)不為零，則執(zhí)行步驟 三，如果所述運動參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
優(yōu)選地，上述的方法中，在所述步驟二中，所述亮度平均值加入到所述編 碼數(shù)據(jù)的圖像頭擴展數(shù)據(jù)定義區(qū)。
優(yōu)選地，上述的方法中，所述圖像頭擴展數(shù)據(jù)定義區(qū)還包括有代表所述亮 度平均值存在的存在標識。
優(yōu)選地，上述的方法中，所述圖像頭擴展數(shù)據(jù)定義區(qū)為用戶數(shù)據(jù)區(qū)。
優(yōu)選地，上述的方法中，在所述步驟二中，所述亮度平均值以原始值進行 編碼并加入到所述編碼數(shù)據(jù)中。
優(yōu)選地，上述的方法中，在所述步驟二中，所述亮度平均值以聯(lián)合圖像專 家組JPEG的直流分量DC系數(shù)預測的方式進行編碼。
還提供了一種視頻圖像編碼和檢索的裝置，包括
計算模塊，用于對于攝像機所拍攝的每幀畫面，計算該幀畫面中各宏塊 的亮度平均值；
編碼模塊，用于在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平 均值；
亮度檢索模塊，用于在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮 度平均值進行運動目標的4企測。
優(yōu)選地，上述的裝置中，所述亮度檢索模塊具體包括
比較單元，用于將當前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對應 宏塊的亮度平均值進行比較；
判斷單元，用于如果當前正比較的當前宏塊的亮度平均值與對應宏塊的 亮度平均值的差值超出預定閾值，則認為當前宏塊具有運動目標。
優(yōu)選地，上述的裝置中，還包括運動參數(shù)檢索模塊，用于在檢索過程 中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當前幀畫面的運動參數(shù)，如果所述運動參數(shù)不為零，則 執(zhí)行所述檢索模塊的功能，如果所述運動參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
本發(fā)明實施例至少存在以下技術效果
1) 編碼器在對一幀圖像進行編碼時，通過簡單的計算，可以求出各宏塊 的亮度平均值，通過特定的擴展語法結構，在碼流中可以方便簡單的嵌入這些 亮度平均值信息。
2) 解碼器不需要進行修改，即可正常解出圖像畫面。
3) 基于編碼視頻流的檢測模塊，可以提取出每幀中各宏塊的平均值，直 接或輔助用來做運動檢測和報警。


圖1為本發(fā)明實施例提供的方法的步驟流程圖； 圖2為本發(fā)明實施例才是供的裝置的結構圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對 具體實施例進行詳細描述。
現(xiàn)有的視頻編碼方法中，因為用到幀間預測及運動補償?shù)燃夹g，所以不能 很方便的從編碼后的編碼數(shù)據(jù)中提取出各個宏塊的亮度平均值。而這樣的亮度 平均值信息對運動檢測算法會有很大幫助。例如，在背景技術所舉的例子中， 噪聲大導致運動向量非零，但此時若輔以宏塊的亮度平均值信息，將當前宏塊 亮度平均值與以往圖像中對應的宏塊亮度平均值相比較，則會排除一些干擾， 獲得更為準確的結果。
因此，本發(fā)明在視頻編碼時，將每幀中各宏塊的亮度平均值嵌入到視頻流 中，作為附加信息。解碼器在解碼過程中可以完全忽略這些信息而不影響解碼。 檢測模塊可以讀取這些附加信息，得到各宏塊的亮度平均值，直接或輔助做運 動4企測。
圖1為本發(fā)明實施例提供的方法的步驟流程圖，如圖所示，本發(fā)明實施例
的種視頻圖像編碼和檢索的方法，包括
步驟IOI，對于攝像機所拍攝的每幀畫面，計算該幀畫面中各宏塊的亮度
平均值；
步驟102，在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值；
步驟103，在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進 行運動目標的檢測。
其中，步驟103中，所述根據(jù)所述亮度平均值進行運動目標的檢測具體包 括將當前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對應宏塊的亮度平均值 進行比較，如果當前正比較的當前宏塊的亮度平均值與對應宏塊的亮度平均值 的差值超出預定閾值，則認為當前宏塊具有運動目標。
當然，以上方法也可以將各宏塊的亮度平均值信息與現(xiàn)有的其他運動;f企測 方法(例如采用運動向量進行運動檢測)相結合，來提高運動檢測的準確率， 降低誤報和錯報的幾率。結合后的方法是在所述步驟103之前加入步驟在檢 索過程中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當前幀畫面的運動參數(shù)，如果所述運動參數(shù)不為 零，則執(zhí)行步驟103,如果所述運動參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
在步驟102中，所述亮度平均值是加入到所述編碼數(shù)據(jù)的圖像頭擴展數(shù)據(jù) 定義區(qū)。本發(fā)明在每幀圖像頭的擴展數(shù)據(jù)定義(例如用戶數(shù)據(jù)區(qū))中，嵌入如 下語法結構 (宏塊亮度均值存在的標志； 如果宏塊亮度均值存在，貝'J {依次列出各個宏塊的亮度均值；} }
計算宏塊(16x16像素)的亮度均值是公知的方法，在此不做詳述。計算 方法比較簡單，；規(guī)頻編碼器容易實現(xiàn)。
當然，依據(jù)運動檢測精度的需要，也可以將各個塊(8x8像素)的均值嵌 入碼流中，但這會增加碼流的大小。
步驟103中，在做運動檢測時，將各宏塊的亮度均值從碼流中提取出來， 與以往圖像進行對比。如果某個宏塊的亮度均值變化程度大于某個事先設定的 閾值，則認為該宏塊發(fā)生了運動。
在所述步驟102中，所述亮度平均值以原始值進行編碼，或者所述亮度平 均值以聯(lián)合圖像專家組JPEG的直流分量DC系數(shù)預測的方式進行編碼。
圖2為本發(fā)明實施例提供的裝置的結構圖，如圖所示，本發(fā)明實施例提 供的視頻圖像編碼和檢索的裝置包括
計算模塊201,用于對于攝像機所拍攝的每幀畫面，計算該幀畫面中各 宏塊的亮度平均值；
編碼模塊202,用于在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮 度平均值；
亮度檢索模塊203,用于在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所 述亮度平均值進行運動目標的檢測。 還可以包括
運動參數(shù)檢索模塊204，用于在檢索過程中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當前幀 畫面的運動參數(shù)，如果所述運動參數(shù)不為零，則執(zhí)行所述檢索模塊的功能，如 果所述運動參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
其中，所述亮度檢索模塊可以具體包括
比較單元，用于將當前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對應 宏塊的亮度平均值進行比較；
判斷單元，用于如果當前正比較的當前宏塊的亮度平均值與對應宏塊的 亮度平均值的差值超出預定閾值，則認為當前宏塊具有運動目標。
由上可知，本發(fā)明實施例具有以下特點和優(yōu)勢
1) 編碼器在對一幀圖像進行編碼時，通過筒單的計算，可以求出各宏塊
的亮度平均值。根據(jù)上述擴展語法結構，在碼流中可以方便簡單的嵌入這些信 臺
2) 解碼器不需要進行修改，即可正常解出圖像畫面。
3) 基于編碼視頻流的檢測模塊，可以提取出每幀中各宏塊的平均值，直 接或輔助用來做運動檢測和報警。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通 技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾， 這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1. 一種視頻圖像編碼和檢索的方法，其特征在于，包括步驟一，對于攝像機所拍攝的每幀畫面，計算該幀畫面中各宏塊的亮度平均值；步驟二，在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值；步驟三，在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進行運動目標的檢測。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三中，所述根據(jù) 所述亮度平均值進行運動目標的檢測具體包括將當前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對應宏塊的亮度平均 值進行比較，如果當前正比較的當前宏塊的亮度平均值與對應宏塊的亮度平均 值的差值超出預定閾值，則認為當前宏塊具有運動目標。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟三之前還包括 在檢索過程中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當前幀畫面的運動參數(shù)，如果所述運動參數(shù)不為零，則執(zhí)行步驟三，如果所述運動參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述亮 度平均值加入到所述編碼數(shù)據(jù)的圖像頭擴展數(shù)據(jù)定義區(qū)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述圖像頭擴展數(shù)據(jù)定義 區(qū)還包括有代表所述亮度平均值存在的存在標識。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述圖像頭擴展數(shù)據(jù)定義 區(qū)為用戶^t據(jù)區(qū)。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述亮 度平均值以原始值進行編碼并加入到所述編碼數(shù)據(jù)中。
8. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述亮 度平均值以聯(lián)合圖像專家組JPEG的直流分量DC系數(shù)預測的方式進行編碼。
9. 一種視頻圖像編碼和檢索的裝置，其特征在于，包括計算模塊，用于對于攝像機所拍攝的每幀畫面，計算該幀畫面中各宏塊 的亮度平均值； 編碼模塊，用于在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值；亮度檢索模塊，用于在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進行運動目標的檢測。
10. 根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述亮度檢索模塊具體包括比較單元，用于將當前幀圖像各宏塊的所述亮度平均值與以往幀的對應宏塊的亮度平均值進行比較；判斷單元，用于如果當前正比較的當前宏塊的亮度平均值與對應宏塊的亮度平均值的差值超出預定閾值，則認為當前宏塊具有運動目標。
11. 根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括 運動參數(shù)檢索模塊，用于在檢索過程中，提取編碼數(shù)據(jù)中的當前幀畫面的運動參數(shù)，如果所述運動參數(shù)不為零，則執(zhí)行所述檢索模塊的功能，如果所述運動參數(shù)為零，則檢索下一幀畫面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種視頻圖像編碼和檢索的方法及裝置，方法包括步驟一，對于攝像機所拍攝的每幀畫面，計算該幀畫面中各宏塊的亮度平均值；步驟二，在每幀畫面的編碼數(shù)據(jù)中加入該幀各宏塊的所述亮度平均值；步驟三，在檢索過程中，提取所述亮度平均值，根據(jù)所述亮度平均值進行運動目標的檢測。本發(fā)明能夠排除圖像編碼噪聲的干擾，準確檢測出編碼圖像中的運動目標。
文檔編號H04N7/26GK101389029SQ20081022460
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權日2008年10月21日
發(fā)明者浩 王 申請人:北京中星微電子有限公司