一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，包括：分段視頻的任意的連續(xù)兩幀圖像后，各分割成多個子塊；確定源子塊在后幀圖像中的匹配窗口的覆蓋范圍；在匹配窗口內(nèi)遍歷搜索，獲得與源子塊最匹配的子塊作為目標(biāo)子塊；在前幀圖像中的匹配窗口內(nèi)遍歷搜索，獲得與目標(biāo)子塊最匹配的子塊，若該子塊為源子塊，則繼續(xù)；獲得前幀圖像的所有子塊的目標(biāo)子塊后，判斷后幀圖像是否為抖動幀，若是，則進行抖動幀計數(shù)；獲得抖動幀的總數(shù)量，進而判斷該總數(shù)量是否大于預(yù)設(shè)抖動幀閾值，若是，則判斷監(jiān)控視頻存在抖動；獲得監(jiān)控視頻對應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備號后進行異常告警。本方法運算量小，準(zhǔn)確度高，檢測速度快、效率高且成本低，可廣泛應(yīng)用于監(jiān)控視頻的檢測領(lǐng)域中。
【專利說明】一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，特別是涉及一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近年來視頻監(jiān)控系統(tǒng)強勁快速的發(fā)展，其日常維護的矛盾日趨激烈，據(jù)監(jiān)控 視頻產(chǎn)品供應(yīng)商海康威視的不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前國內(nèi)運行的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，能維持正 常工作的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的比例不到60%。造成視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作異常的原因有很多種，其 中最為常見的是攝像頭晃動引起的監(jiān)控視頻的抖動。正常情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)拍攝獲得 的監(jiān)控視頻的運動圖像序列的連續(xù)多幀之間是平滑過渡的，畫面相關(guān)性比較連續(xù)，但是如 果攝像頭出現(xiàn)晃動，監(jiān)控視頻就會出現(xiàn)抖動的情況，導(dǎo)致監(jiān)控視頻的運動圖像序列之間的 相關(guān)性出現(xiàn)大波動。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像頭一般都是固定在某個位置，造成晃動的情況 主要有：1)攝像頭受到環(huán)境的干擾（比如強風(fēng)）發(fā)生有規(guī)律的擺動從而造成圖像的上下或 左右抖動；2)攝像頭正在被人移動，造成畫面抖動。以上任何一種情況，都會導(dǎo)致畫面出現(xiàn) 周期性振顫或不規(guī)則扭曲，都意味著攝像頭工作出現(xiàn)了異常。如果不及時被發(fā)現(xiàn)并排除這 些異常狀態(tài)，將會帶來很大的安全隱患。目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運行和維護工作主要靠人工 檢測和處理，通過人工檢測判斷攝像頭存在異常狀況后再進行調(diào)整，從而消除監(jiān)控視頻中 存在的抖動狀態(tài)。但是這種方式檢測效率低，耗時時間長，檢測成本高，而且受人為工作的 影響較大，及時性差，還容易出現(xiàn)漏檢錯檢的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，包括：
[0006] S1、讀取監(jiān)控視頻的任一分段視頻的任意的連續(xù)兩幀圖像后，將兩幀圖像都分割 成多個像素大小為NXN的子塊；
[0007] S2、將兩幀圖像中的前幀圖像中的任一子塊作為源子塊，確定源子塊在后幀圖像 中對應(yīng)的匹配窗口的覆蓋范圍；
[0008] S3、在后幀圖像中與源子塊對應(yīng)的匹配窗口內(nèi)遍歷搜索，獲得與源子塊最匹配的 子塊作為目標(biāo)子塊；
[0009] S4、在前幀圖像中與目標(biāo)子塊對應(yīng)的匹配窗口內(nèi)遍歷搜索，獲得與目標(biāo)子塊最匹 配的子塊，若該子塊為源子塊，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S5,反之，將源子塊在后幀圖像中對應(yīng)的匹 配窗口進行偏移后，返回執(zhí)行步驟S3 ;
[0010] S5、重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S4,直到獲得前幀圖像的所有子塊的目標(biāo)子塊后，計算獲得 后幀圖像相對于前幀圖像的X方向運動矢量和Y方向運動矢量，進而判斷后幀圖像是否為 抖動幀，若是，則進行抖動幀計數(shù)；
[0011] S6、重復(fù)執(zhí)行步驟S1-S5,直到獲得分段視頻除了第一幀圖像外的所有幀圖像中的 抖動幀的總數(shù)量，進而判斷該總數(shù)量是否大于預(yù)設(shè)抖動幀閾值，若是，則判斷監(jiān)控視頻存在 抖動；
[0012] S7、獲得監(jiān)控視頻對應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備號后進行異常告警；
[0013] 所述分段視頻是指根據(jù)預(yù)設(shè)幀數(shù)對監(jiān)控視頻進行分段后得到的多個視頻段中的 任一個。
[0014] 進一步，所述匹配窗口的像素大小為：
[0015] S = (N+2d) X (N+2d)
[0016] 上式中，S代表匹配窗口的像素大小，d表示后幀圖像相對于前幀圖像在X方向和 Y方向的最大位移值。
[0017] 進一步，所述步驟S2中所述確定源子塊在后幀圖像中對應(yīng)的匹配窗口的覆蓋范 圍的步驟，其具體為：
[0018] 獲取源子塊的中心坐標(biāo)后，將后幀圖像對應(yīng)該中心坐標(biāo)的點作為匹配窗口的中心 點，進而獲得源子塊在后幀圖像中對應(yīng)的匹配窗口的覆蓋范圍。
[0019] 進一步，所述步驟S3,包括：
[0020] S31、對后幀圖像中與源子塊對應(yīng)的匹配窗口內(nèi)的每個子塊，根據(jù)下式計算其與源 子塊的絕對誤差值：
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，其特征在于，包括： 51、 讀取監(jiān)控視頻的任一分段視頻的任意的連續(xù)兩幀圖像后，將兩幀圖像都分割成多 個像素大小為NXN的子塊； 52、 將兩幀圖像中的前幀圖像中的任一子塊作為源子塊，確定源子塊在后幀圖像中對 應(yīng)的匹配窗口的覆蓋范圍； 53、 在后幀圖像中與源子塊對應(yīng)的匹配窗口內(nèi)遍歷搜索，獲得與源子塊最匹配的子塊 作為目標(biāo)子塊； 54、 在前幀圖像中與目標(biāo)子塊對應(yīng)的匹配窗口內(nèi)遍歷搜索，獲得與目標(biāo)子塊最匹配的 子塊，若該子塊為源子塊，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S5,反之，將源子塊在后幀圖像中對應(yīng)的匹配窗 口進行偏移后，返回執(zhí)行步驟S3 ; 55、 重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S4,直到獲得前幀圖像的所有子塊的目標(biāo)子塊后，計算獲得后幀 圖像相對于前幀圖像的X方向運動矢量和Y方向運動矢量，進而判斷后幀圖像是否為抖動 幀，若是，則進行抖動幀計數(shù)； 56、 重復(fù)執(zhí)行步驟S1-S5,直到獲得分段視頻除了第一幀圖像外的所有幀圖像中的抖 動幀的總數(shù)量，進而判斷該總數(shù)量是否大于預(yù)設(shè)抖動幀閾值，若是，則判斷監(jiān)控視頻存在抖 動； 57、 獲得監(jiān)控視頻對應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備號后進行異常告警； 所述分段視頻是指根據(jù)預(yù)設(shè)幀數(shù)對監(jiān)控視頻進行分段后得到的多個視頻段中的任一 個。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，其特征在于，所述匹配窗口 的像素大小為： S= (N+2d)X(N+2d) 上式中，S代表匹配窗口的像素大小，d表示后幀圖像相對于前幀圖像在X方向和Y方 向的最大位移值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，其特征在于，所述步驟S2中 所述確定源子塊在后幀圖像中對應(yīng)的匹配窗口的覆蓋范圍的步驟，其具體為： 獲取源子塊的中心坐標(biāo)后，將后幀圖像對應(yīng)該中心坐標(biāo)的點作為匹配窗口的中心點， 進而獲得源子塊在后幀圖像中對應(yīng)的匹配窗口的覆蓋范圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，其特征在于，所述步驟S3,包 括： S31、對后幀圖像中與源子塊對應(yīng)的匹配窗口內(nèi)的每個子塊，根據(jù)下式計算其與源子塊 的絕對誤差值：
其中，MAD(i，j)代表絕對誤差值，i代表該子塊相對于源子塊在X方向的運動矢量 且-d彡i彡d，j代表該子塊相對于源子塊在Y方向的運動矢量且-d彡j彡d，Sk (m，n)表 示該子塊在點（m，n)處的像素值，SHOn+tn+j)表示源子塊在點（m+i，n+j)處的像素值， m、n均為自然數(shù)； S32、獲得所有絕對誤差值中的最小值后，將該最小值對應(yīng)的子塊作為源子塊的目標(biāo)子 塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，其特征在于，所述步驟S4中 所述在前幀圖像中與目標(biāo)子塊對應(yīng)的匹配窗口內(nèi)遍歷搜索，獲得與目標(biāo)子塊最匹配的子塊 的步驟，包括： 541、 獲取目標(biāo)子塊的中心坐標(biāo)后，將前幀圖像對應(yīng)該中心坐標(biāo)的點作為匹配窗口的中 心點，獲得目標(biāo)子塊在前幀圖像中對應(yīng)的匹配窗口的覆蓋范圍： 542、 對前幀圖像中與目標(biāo)子塊對應(yīng)的匹配窗口內(nèi)的每個子塊，根據(jù)下式計算其與目標(biāo) 子塊的絕對誤差值：
其中，MAD(i，j)代表絕對誤差值，i代表該子塊相對于目標(biāo)子塊在X方向的運動矢量 且-d彡i彡d，j代表該子塊相對于目標(biāo)子塊在Y方向的運動矢量且-d彡j彡d，Sk (m，n) 表示該子塊在點（m，n)處的像素值，SHOn+tn+j)表示目標(biāo)子塊在點（m+i，n+j)處的像素 值，m、n均為自然數(shù)； 543、 獲得所有絕對誤差值中的最小值后，將該最小值對應(yīng)的子塊作為與目標(biāo)子塊最匹 配的子塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，其特征在于，所述步驟S5中 所述計算獲得后幀圖像相對于前幀圖像的X方向運動矢量和Y方向運動矢量，進而判斷后 幀圖像是否為抖動幀的步驟，包括： 551、 在前幀圖像中隨機選取k個子塊，分別計算獲得k個子塊中的每個子塊的目標(biāo)子 塊相對于該子塊的X方向子塊運動矢量和Y方向子塊運動矢量，其中k<a，a代表前幀圖 像的子塊的總數(shù)； 552、 計算獲得所有X方向子塊運動矢量的平均值作為后幀圖像相對于前幀圖像的X方 向運動矢量，同時計算獲得所有Y方向子塊運動矢量的平均值作為后幀圖像相對于前幀圖 像的Y方向運動矢量； 553、 判斷以下條件是否成立，若是，則判斷后幀圖像為抖動幀：X方向運動矢量>X方 向抖動閾值，和/或Y方向運動矢量>Y方向抖動閾值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)幀數(shù) 為25幀，所述步驟S6中所述預(yù)設(shè)抖動幀閾值為2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)控視頻的抖動檢測方法，其特征在于，所述步驟S7,其 具體為： 獲得監(jiān)控視頻對應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備號后，輸出該監(jiān)控設(shè)備號、監(jiān)控視頻開始抖動的時間以 及監(jiān)控視頻的運動參數(shù)，進行異常告警。
【文檔編號】H04N5/14GK104410855SQ201410621366
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】冷斌, 賀慶, 胡友盼, 吳文凱, 陳東杰, 梁綸飛, 官冠, 王海濱 申請人:廣州中國科學(xué)院先進技術(shù)研究所