[發明專利]實現多通道聯合的感興趣區域視頻編碼及傳輸的方法

有效

• 申請號: 200810034858.4
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101252687A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 解蓉;宋利;徐奕;張文軍;楊小康;鄭世寶
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種視頻編碼及傳輸技術領域的方法，具體是一種實現多通道聯合的感興趣區域視頻編碼及傳輸的方法。

背景技術

隨著國際數字視頻編碼技術的迅速發展，出現了多種視頻信息處理和傳輸系統，視頻通信系統中最重要的是根據信道帶寬調整視頻編碼的碼率控制方法，以得到相應信道帶寬下的最佳視覺質量。根據壓縮視頻的碼率特性，可以有固定碼率和可變碼率兩種碼率控制視頻編碼方法。固定碼率視頻編碼廣泛用于具有固定信道帶寬的數字電視和視頻會議等視頻應用，然而由于視頻信息本身的不穩定性，幾乎不可能在固定碼率視頻中獲得恒定的視頻質量。而可變碼率視頻編碼可以提供恒定視頻質量。隨著視頻監控系統的廣泛應用，出于安全性原因，視頻中的感興趣區域(ROI)通常比其他區域需要更多細節更高分辨率，而傳統監控系統不能同時提供全景視頻和感興趣區域視頻以滿足不同分辨率要求。

經對現有技術的文獻檢索發現，Ping-Hao?Wu等人在《IEEE視頻技術電路與系統匯刊》(IEEE?Transactions?on?Circuits?and?Systems?for?VideoTechnology)，Vol.17，NO.7，pp.857-867，July?2007上發表的“單視頻源多編碼器幀層恒定質量的感興趣區域碼率控制方法”(Frame-LayerConstant-Quality?Rate?Control?of?Regions?of?Interest?for?MultipleEncoders?With?Single?Video?Source)中，該文中提出在視頻監控系統中利用一個攝像頭多個編碼器來同時編碼全景視頻和感興趣區域視頻，由于多個視頻編碼器共用同一個攝像頭的視頻源數據，利用這些編碼器之間的相互關系來改善碼率控制方法，具體為：利用一個高清晰度攝像機采集高分辨率視頻信號并分為兩路：一路進行水平和垂直1/2下采樣得到低分辨率的全景視頻，送入基本編碼器；一路進行感興趣區域檢測得到高清晰度的感興趣區域視頻，送入ROI編碼器。由于感興趣區域與全景視頻中的相應區域包含相同內容，唯一區別即分辨率不同，所以兩者之間的特定關系可以預測得到，該方法詳細分析了如何利用這些關系來優化感興趣區域編碼器的碼率控制方法，實現感興趣區域視頻編碼的恒定質量碼率控制。但該方法的不足之處在于：沒有說明全景基本編碼器和ROI編碼器的兩路視頻流如何選擇或復用，當信道帶寬發生變化時，僅僅實現感興趣區域視頻的恒定質量，不能兼顧全景和感興趣區域視頻自適應調整編碼和傳輸方案。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提出了一種實現多通道聯合的感興趣區域視頻編碼及傳輸的方法，使其實現全景、感興趣區域以及紅外視頻的多通道聯合調整的編碼及傳輸，根據信道條件和帶寬變化，采用自適應調整信道非均等保護傳輸方法和信源碼率控制編碼方法，對監控應用提供全景和局部感興趣區域視頻、可見光和紅外視頻的全方位監控信息，而且在信道誤碼增大、帶寬下降的情況下，優先保證局部感興趣區域的視頻質量沒有降低。

本發明是通過以下技術方案實現的，具體步驟如下：

步驟一，對全景攝像機采集的高分辨率全景視頻，對全景視頻進行空間下采樣后由全景編碼器進行編碼，并通過調整幀率實現碼率控制；

所述對全景視頻進行空間下采樣，具體為：首先對全景攝像機采集的高分辨率全景視頻進行水平和垂直1/2下采樣，得到原始視頻1/4大小的低分辨率全景視頻數據。

所述由全景編碼器進行編碼，具體為：全景編碼器根據信道分配的碼率變化進行視頻編碼。

步驟二，對可見光攝像機采集到的視頻進行感興趣區域檢測，并根據感興趣區域檢測的面積和位置，對裁減和下采樣兩路視頻自適應切換，由感興趣區域編碼器進行編碼，并采用基于感興趣區域的碼率控制。

可見光感興趣區域視頻是決定整體主觀視覺質量的關鍵，在監控場景下，既需要實時了解全景視頻信息，又要求對局部高清晰的感興趣區域實時跟蹤。在感興趣區域面積較大或運動較劇烈的情況下，難以保證目標的準確完整檢測和實時跟蹤。

所述的對可見光攝像機采集到的視頻進行感興趣區域檢測，具體如下：

①對高分辨率視頻數據進行水平和垂直1/2下采樣，得到低分辨率視頻；

②對低分辨率視頻數據進行目標檢測和跟蹤，獲得每幀視頻圖像中感興趣區域的面積和位置信息，智能調整攝像機姿態以盡可能保持感興趣區域面積恒定，并且位于視頻中心位置。