專利名稱：視頻監(jiān)控編碼方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，伴隨著安防產(chǎn)業(yè)的成熟和平安城市、平安校園的大規(guī)模建設(shè)，實時遠程監(jiān)控越來越得到人們的重視，視頻監(jiān)控得到了越來越廣泛的應(yīng)用。視頻監(jiān)控也從有線發(fā)展為無線，以滿足不斷增加的移動性及便捷性要求。但由于TD-SCDMA等3G無線網(wǎng)絡(luò)的上行帶寬受限，使得視頻監(jiān)控圖像的傳輸質(zhì)量不佳，極大地影響了視頻監(jiān)控的效果。在增加無線網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的同時，還需要對信源端的視頻編碼方式進行優(yōu)化，以提升在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)狀況下的視頻圖像傳輸質(zhì)量。但是通常情況下視頻監(jiān)控的應(yīng)用場景很多，如白天、夜間，固定、移動等監(jiān)控場景，不同監(jiān)控場景下前端攝像裝置采集的視頻圖像特性不相同，對編碼器的性能要求也不相同。如果統(tǒng)一采用同一套編碼配置方案對諸多種不同監(jiān)控場景下監(jiān)控到的視頻圖像進行相同方式編碼，其視頻編碼質(zhì)量就不能達到最優(yōu)效果，且壓縮后重建視頻圖像的質(zhì)量差別也很大，無法呈現(xiàn)一致的監(jiān)控視頻圖像的效果，從而影響了視頻監(jiān)控技術(shù)的實施效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種視頻監(jiān)控編碼方法及其裝置，以實現(xiàn)對不同監(jiān)控場景下監(jiān)控到的視頻圖像采用適應(yīng)的編碼方式，提升視頻監(jiān)控的圖像編碼質(zhì)量。本發(fā)明實施例提出的技術(shù)方案如下一種視頻監(jiān)控編碼方法，包括判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景；按照預(yù)先設(shè)定的監(jiān)控場景與視頻編碼方式的對應(yīng)關(guān)系，確定判別出的監(jiān)控場景對應(yīng)的視頻編碼方式；以及按照確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼?！N視頻監(jiān)控編碼裝置，包括場景判別單元，用于判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景；編碼方式確定單元，用于按照預(yù)先設(shè)定的監(jiān)控場景與視頻編碼方式的對應(yīng)關(guān)系，確定場景判別單元判別出的監(jiān)控場景對應(yīng)的視頻編碼方式；以及編碼單元，用于按照編碼方式確定單元確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼。一種視頻監(jiān)控場景判別方法，包括獲得前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的前一視頻圖像幀以及當前視頻圖像幀；將獲得的當前視頻圖像幀與前一視頻圖像幀相減得到圖像殘差幀；確定得到的圖像殘差幀中每個像素點的亮度值；根據(jù)確定的每個像素點的亮度值，確定非零亮度值的像素點數(shù)目與所述殘差幀中所有像素點的數(shù)目的比例值；若確定的比例值大于設(shè)定的比例閾值，則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為運動場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為靜止場景。一種視頻監(jiān)控場景判別裝置，包括圖像幀獲得單元，用于獲得前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的前一視頻圖像幀以及當前視頻圖像幀；殘差幀獲得單元，用于將圖像幀獲得單元獲得的當前視頻圖像幀與前一視頻圖像幀相減得到圖像殘差幀；亮度值確定單元，用于確定殘差幀獲得單元得到的圖像殘差幀中每個像素點的亮度值；比例值確定單元，用于根據(jù)亮度值確定單元確定的每個像素點的亮度值，確定非零亮度值的像素點數(shù)目與所述殘差幀中所有像素點的數(shù)目的比例值；場景判別單元，用于在比例值確定單元確定的比例值大于設(shè)定的比例閾值時，判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為運動場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為靜止場景。一種視頻監(jiān)控場景判別方法，包括獲得前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀；確定獲得的當前視頻圖像幀中包含的各個像素點的亮度值的均值；若確定的所述均值大于設(shè)定的均值閾值，則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為白天場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為夜間場景。一種視頻監(jiān)控場景判別裝置，包括圖像幀獲得單元，用于獲得前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀；亮度值均值確定單元，用于確定圖像幀獲得單元獲得的當前視頻圖像幀中包含的各個像素點的亮度值的均值；場景判別單元，用于在亮度值均值確定單元確定的所述均值大于設(shè)定的均值閾值，判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為白天場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為夜間場景。一種視頻監(jiān)控場景判別方法，包括獲得前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀；將獲得的當前視頻圖像幀劃分為MXN像素大小的塊，其中M、N為自然數(shù)；分別確定劃分得到的每個塊的亮度均值；并在分別確定的每個塊的亮度均值中，確定最大亮度均值Ymax
和最小亮度均值
權(quán)利要求
1.一種視頻監(jiān)控編碼方法，其特征在于，包括 判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景；按照預(yù)先設(shè)定的監(jiān)控場景與視頻編碼方式的對應(yīng)關(guān)系，確定判別出的監(jiān)控場景對應(yīng)的視頻編碼方式；以及按照確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)控場景包括運動場景和靜止場景； 判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景，具體包括獲得所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的前一視頻圖像幀以及當前視頻圖像幀； 將獲得的當前視頻圖像幀與前一視頻圖像幀相減得到圖像殘差幀； 確定得到的圖像殘差幀中每個像素點的亮度值；根據(jù)確定的每個像素點的亮度值，確定非零亮度值的像素點數(shù)目與所述殘差幀中所有像素點的數(shù)目的比例值；若確定的比例值大于設(shè)定的比例閾值，則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為運動場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為靜止場景。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)控場景包括白天場景和夜間場景； 判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景，具體包括獲得所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀； 確定獲得的當前視頻圖像幀中包含的各個像素點的亮度值的均值； 若確定的所述均值大于設(shè)定的均值閾值，則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為白天場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為夜間場景。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)控場景包括室內(nèi)場景和室外場景； 判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景，具體包括獲得所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀；將獲得的當前視頻圖像幀劃分為MXN像素大小的塊，其中M、N為自然數(shù)；分別確定劃分得到的每個塊的亮度均值；并在分別確定的每個塊的亮度均值中，確定最大亮度均值Ymax和最小亮度均值Ymin ； 若Y- -Ymm>TH，則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為室內(nèi)場景；否則min判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為室外場景，其中TH為設(shè)定的商值閾值。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為運動場景時，按照確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼，具體包括對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行全局運動估計， 得到全局運動矢量MVg;并對當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行基于塊的運動估計，得到塊運動矢量MVb ； 確定所述塊運動矢量MVb與全局運動矢量MVg的差值MVd ； 基于所述差值MVd對所述當前視頻圖像幀進行運動矢量編碼。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為運動場景時，按照確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼，具體包括對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行全局運動估計， 得到全局運動矢量MVg;并對當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行基于塊的運動估計，得到塊運動矢量MVb ； 確定所述塊運動矢量MVb與全局運動矢量MVg的差值MVd ； 基于所述差值MVd對所述當前視頻圖像幀進行第一次運動矢量編碼； 根據(jù)編碼結(jié)果對所述當前視頻圖像幀進行幀率調(diào)整；對幀率調(diào)整后的當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行全局運動估計，得到全局運動矢量 MV ；并對幀率調(diào)整后的當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行基于塊的運動估計，得到塊運動矢量 MVb’ ；確定所述塊運動矢量MVb’與全局運動矢量MVg’的差值MV/ ；基于所述差值MV/對幀率調(diào)整后的當前視頻圖像幀進行第二次運動矢量編碼。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為靜止場景時，按照確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼，具體包括將所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀相對于監(jiān)控到的作為參考幀的第一幀視頻圖像幀的變化區(qū)域作為殘差幀；以及對所述殘差幀相對于監(jiān)控到的前一視頻圖像幀進行運動估計，并根據(jù)運動估計結(jié)果進行視頻編碼。
8.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，在判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為白天場景或夜間場景時，按照確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼，具體包括在對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀進行編碼量化過程中，降低量化步長值；以及基于降低后的量化步長值對當前視頻圖像幀進行編碼。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為夜間場景時，在基于降低后的量化步長值對當前視頻圖像幀進行編碼之前，還包括對當前視頻圖像幀進行濾波。
10.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，在判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為室內(nèi)場景時，按照確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼，具體包括獲得所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀；將獲得的當前視頻圖像幀劃分為MXN像素大小的塊，其中M、N為自然數(shù)；分別確定劃分得到的每個塊的亮度均值；并根據(jù)確定的每個塊的亮度均值，選擇亮度均值小于第一設(shè)定閾值的塊及其亮度均值大于第二設(shè)定閾值的塊，其中第一設(shè)定閾值小于第二設(shè)定閾值；對選擇的塊進行編碼量化過程中，降低量化步長值；以及基于降低后的量化步長值對選擇的塊進行編碼。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，按照下述公式確定劃分得到的每個塊的亮度均值ι M-I N-Iγ=—^y Yrlj MxN^ 臺 1J其中Yij為塊中包含的每一個像素的亮度值，i、j為正整數(shù)。
12.一種視頻監(jiān)控編碼裝置，其特征在于，包括場景判別單元，用于判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景； 編碼方式確定單元，用于按照預(yù)先設(shè)定的監(jiān)控場景與視頻編碼方式的對應(yīng)關(guān)系，確定場景判別單元判別出的監(jiān)控場景對應(yīng)的視頻編碼方式；以及編碼單元，用于按照編碼方式確定單元確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)控場景包括運動場景和靜止場景； 所述場景判別單元具體包括第一圖像幀獲得子單元，用于獲得所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的前一視頻圖像幀以及當前視頻圖像幀；殘差幀獲得子單元，用于將圖像幀獲得子單元獲得的當前視頻圖像幀與前一視頻圖像幀相減得到圖像殘差幀；亮度值確定子單元，用于確定殘差幀獲得子單元得到的圖像殘差幀中每個像素點的亮度值；比例值確定子單元，用于根據(jù)亮度值確定子單元確定的每個像素點的亮度值，確定非零亮度值的像素點數(shù)目與所述殘差幀中所有像素點的數(shù)目的比例值；和第一場景判別子單元，用于在比例值確定子單元確定的比例值大于設(shè)定的比例閾值時，判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為運動場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為靜止場景。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)控場景包括白天場景和夜間場景； 所述場景判別單元具體包括第二圖像幀獲得子單元，用于獲得所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀； 亮度值均值確定子單元，用于確定第二圖像幀獲得子單元獲得的當前視頻圖像幀中包含的各個像素點的亮度值的均值；第二場景判別子單元，用于在亮度值均值確定子單元確定的所述均值大于設(shè)定的均值閾值時，判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為白天場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為夜間場景。
15.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)控場景包括室內(nèi)場景和室外場景； 所述場景判別單元具體包括第三圖像幀獲得子單元，用于獲得所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀； 第一塊劃分子單元，用于將第三圖像幀獲得子單元獲得的當前視頻圖像幀劃分為MXN 像素大小的塊，其中M、N為自然數(shù)；第一亮度均值確定子單元，用于分別確定第一塊劃分子單元劃分得到的每個塊的亮度均值；最大最小亮度值確定子單元，用于在第一亮度均值確定子單元分別確定的每個塊的亮度均值中，確定最大亮度均值Ymax和最小亮度均值Ymin ；第二場景判別子單元，用于在最大最小亮度值確定子單元確定的最大亮度均值Ymax和最小亮度均值Ymin滿足Ymax -Ymm > TH時，判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為min室內(nèi)場景；否則判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為室外場景，其中TH為設(shè)定的商值閾值。
16.如權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，場景判別單元判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為運動場景時，編碼單元具體包括第一運動估計子單元，用于對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行全局運動估計，得到全局運動矢量MVg;并對當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行基于塊的運動估計，得到塊運動矢量MVb ；第一運動矢量差值確定子單元，用于確定所述第一運動估計子單元得到的塊運動矢量 MVb與全局運動矢量MVg的差值MVd ；第一運動矢量編碼子單元，用于基于所述第一運動矢量差值確定子單元確定的差值 MVd對所述當前視頻圖像幀進行運動矢量編碼。
17.如權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，場景判別單元判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為運動場景時，編碼單元具體包括第二運動估計子單元，用于對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行全局運動估計，得到全局運動矢量MVg;并對當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行基于塊的運動估計，得到塊運動矢量MVb ；第二運動矢量差值確定子單元，用于確定所述第二運動估計子單元得到的塊運動矢量 MVb與全局運動矢量MVg的差值MVd ；第二運動矢量編碼子單元，用于基于所述第二運動矢量差值確定子單元確定的差值 MVd對所述當前視頻圖像幀進行第一次運動矢量編碼；幀率調(diào)整子單元，用于根據(jù)第二運動矢量編碼子單元的編碼結(jié)果對所述當前視頻圖像幀進行幀率調(diào)整；所述第二運動估計子單元還用于對幀率調(diào)整子單元幀率調(diào)整后的當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行全局運動估計，得到全局運動矢量MVg’ ；并對幀率調(diào)整后的當前視頻圖像幀在編碼預(yù)測前進行基于塊的運動估計，得到塊運動矢量MVb’ ；所述第二運動矢量差值確定子單元還用于確定所述塊運動矢量MVb’與全局運動矢量 MVg’的差值MV/ ；所述第二運動矢量編碼子單元還用于基于所述差值MV/對幀率調(diào)整后的當前視頻圖像幀進行第二次運動矢量編碼。
18.如權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，場景判別單元判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為靜止場景時，編碼單元具體包括殘差幀確定子單元，用于將所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀相對于監(jiān)控到的作為參考幀的第一幀視頻圖像幀的變化區(qū)域作為殘差幀；以及第一編碼子單元，用于對所述殘差幀確定子單元得到的殘差幀相對于監(jiān)控到的前一視頻圖像幀進行運動估計，并根據(jù)運動估計結(jié)果進行視頻編碼。
19.如權(quán)利要求12或14所述的裝置，其特征在于，場景判別單元判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為白天場景或夜間場景時，編碼單元具體包括第一步長值降低子單元，用于在對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀進行編碼量化過程中，降低量化步長值；以及第二編碼子單元，用于基于第一步長值降低子單元降低后的量化步長值對當前視頻圖像幀進行編碼。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，場景判別單元在判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為夜間場景時，編碼單元還包括濾波子單元，用于在第二編碼子單元基于降低后的量化步長值對當前視頻圖像幀進行編碼之前，對當前視頻圖像幀進行濾波。
21.如權(quán)利要求12或15所述的裝置，其特征在于，場景判別單元在判別出前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景為室內(nèi)場景時，編碼單元具體包括第四圖像幀獲得子單元，用于獲得所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的當前視頻圖像幀；第二塊劃分子單元，用于將第四圖像幀獲得子單元獲得的當前視頻圖像幀劃分為MXN 像素大小的塊，其中M、N為自然數(shù)；第二亮度均值確定子單元，用于分別確定第二塊劃分子單元劃分得到的每個塊的亮度均值；塊選擇子單元，用于根據(jù)第二亮度均值確定子單元確定的每個塊的亮度均值，選擇亮度均值小于第一設(shè)定閾值的塊及其亮度均值大于第二設(shè)定閾值的塊，其中第一設(shè)定閾值小于第二設(shè)定閾值；第二步長值降低子單元，用于對塊選擇子單元選擇的塊進行編碼量化過程中，降低量化步長值；以及第三編碼子單元，用于基于第二步長值降低子單元降低后的量化步長值對塊選擇子單元選擇的塊進行編碼。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，第二亮度均值確定子單元按照下述公式確定劃分得到的每個塊的亮度均值其中Yij為塊中包含的每一個像素的亮度值，i、j為正整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視頻監(jiān)控編碼方法及其裝置，其中該方法包括判別前端視頻監(jiān)控裝置當前所處的監(jiān)控場景；按照預(yù)先設(shè)定的監(jiān)控場景與視頻編碼方式的對應(yīng)關(guān)系，確定判別出的監(jiān)控場景對應(yīng)的視頻編碼方式；以及按照確定出的視頻編碼方式對所述前端視頻監(jiān)控裝置監(jiān)控到的視頻圖像信息進行編碼。本發(fā)明可以實現(xiàn)對不同監(jiān)控場景下監(jiān)控到的視頻圖像采用適應(yīng)的編碼方式，提升視頻監(jiān)控的圖像編碼質(zhì)量。
文檔編號H04N7/50GK102572380SQ20101061237
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者張儉, 楊黎波, 柴鑫剛 申請人:中國移動通信集團公司