[發明專利]基于視頻壓縮碼流的運動分析方法、碼流轉換方法及其裝置

有效

• 申請號: 201110369324.9
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102395030A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 黃崇基;俞海;蘇輝;賈永華
• 申請（專利權）人: 杭州海康威視數字技術股份有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 成春榮;竺云

技術領域

本發明涉及安防視頻監控，特別涉及一種視頻處理技術。

背景技術

隨著視頻監控技術的飛速發展，用戶對監控系統的要求也越來越高，很顯著的一點就是希望監控系統能夠提供更多的智能化的功能。在眾多的智能化功能中，視頻運動分析功能是很基本也是很重要的一項智能化功能。所謂視頻運動分析，就是指在特定的視頻場景，檢測視頻畫面中特定區域的畫面變化和移動的物體，并且排除正常光線變化和噪聲帶來的干擾，為后續的報警，目標分類和目標跟蹤提供有用的信息。

現有的視頻碼流運動分析技術中，如中國專利號為03103526.4的專利公開了一種基于幀間編碼圖像平均大小的方法，該專利采用計算幀間編碼幀的平均大小，以及幀的平均大小的變化率來檢測運動信息。本發明的發明人發現，首先，由于在編碼碼流中，由于碼率控制模塊的影響，即使是靜止的前后兩幀碼流，所采用的量化系數差別有可能較大，從而引起前后兩幀碼流大小差別較大，而該方法只能對于所有幀采用同一個量化系數編碼且存在大量運動物體的視頻進行有效檢測，對于上述情況，該方法會造成錯誤的運動判斷。其次，在視頻中如果存在緩慢的運動物體，且運動物體大小占整個畫面大小的比重較小，采用同樣的量化系數編碼這個序列，每一幀的碼流大小不會發生明顯變化，所以該方法也無法對這種情況進行有效檢測。最后，該方法是基于整幅圖像的碼流大小進行判斷的，雖然可以檢測出視頻中是否有運動，但是無法檢測出發生運動的區域，也無法檢測物體運動的方向。總之該方法只能做為簡單的運動檢測，不能適應各種編碼碼流和各種場景。

本發明的發明人還發現，現有技術中基于編碼端的信息來進行視頻運動分析的方法，編碼端所能夠提供的信息和所能承受的計算量有限，準確度不高，因此這類方法的對視頻場景要求比較苛刻，大多只能應用于簡單的室內場景，不能應用于復雜的室外場景。同樣，基于解碼圖像來進行視頻運動分析的方法，這類方法通過解碼壓縮碼流，計算出解碼圖像，然后統計解碼圖像像素的一些特征，根據這些特征進行運動分析。這類方法的缺點是計算解碼圖像和對解碼圖像進行運動分析需要大量的計算和需要較多的存儲空間，很難達到實時處理的效果，另外一方面，由于解碼圖像大多已經失真，所以，處理的準確度也不高。

本發明的發明人還發現，對于現有實現碼流轉換的方法及其不足，目前有以下幾種：其一，雙碼流方法，這類方法的編碼端除了編碼一路正常分辨率、幀率的碼流之外，還編碼一路較低分辨率或幀率的碼流，所編碼的兩路碼流分別用來存儲和網絡轉發。由于需要編碼兩路碼流，增加了編碼端負荷，也增加了編碼端到接收端的傳輸負荷，而且較低分辨率或幀率的碼流可能導致關鍵信息缺失。其二，轉碼存儲方法，這類方法將接收到的碼流通過特定算法轉換到更低分辨率或幀率的碼流，以減少碼流存儲時所需的存儲空間。這種方法在接收設備端增加了轉碼環節，需要消耗較大運算量，同時轉碼后的碼流由于幀率和分辨率低，不可避免地造成圖像信息的丟失。其三，碼流抽取方法，這類方法從視頻碼流中抽取出一些做為參考的幀或場對應的編碼碼流，丟棄不做參考的其他幀或場對應的編碼碼流。這種方法相對上面兩種方法運算量較小，但仍然存在信息缺失的問題，因為所丟棄的幀可能含有關鍵的運動信息。

另外，在監控領域，IP攝像機能夠提供越來越大分辨率和高幀率的圖像用于提供更多信息，但視頻碼流也隨之更高，為網絡帶寬及存儲帶來很大壓力。

所以，如何做到更有效適應性更強且寬泛的視頻運動分析，同時能夠減少網絡帶寬及其存儲所帶來的壓力，是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于視頻壓縮碼流的運動分析方法、碼流轉換方法及其裝置，無需計算幀間宏塊的編碼圖像，計算量小且對編碼碼流和場景適應性強。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式公開了一種基于視頻壓縮碼流的運動分析方法，包括以下步驟：

從視頻壓縮碼流中提取幀中宏塊的總比特數或殘差比特數；

對當前宏塊在最近M幀中對應位置宏塊的總比特數或殘差比特數進行加權平均，計算得到背景值，其中M為自然數；

計算當前宏塊的總比特數或殘差比特數與背景值的差值，如果差值大于預先設定的第一閾值，則判定為檢測到運動物體。

本發明的實施方式還公開了一種基于視頻壓縮碼流的碼流轉換方法，包括以下步驟：

根據上文所述的運動分析方法對視頻壓縮碼流進行運動分析；

如果運動分析判定為檢測到運動物體，則輸出檢測到運動物體的圖像組的碼流，否則僅輸出未檢測到運動物體的圖像組中代表I幀圖像的碼流。