[發明專利]一種視頻感興趣區域雙流編碼傳輸方法及系統

有效

• 申請號: 201210279005.3
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN102905200A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 張重陽;盧賢龍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04N21/643
• 分類號: H04N21/643;H04N21/24;H04N21/238
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 樊昕

技術領域

本發明涉及一種視頻編碼傳輸技術領域的方法及系統，具體是一種針對感興趣區域加強編碼再對碼流進行雙流傳輸的方法。

背景技術

當今社會政治、經濟高速發展，視頻監控作為一種有效防范措施以及事后調查手段，其被關注程度也不斷提高。用戶對視頻監控系統需求不同于傳統娛樂視頻，主要有兩方面的需求：實時性需求與高質量要求（也稱事后調閱的需求）。

H.264是MPEG-4第十部分，是由ITU-T視頻編碼專家組（VCEG）和ISO/IEC動態圖像專家組（MPEG）聯合組成的聯合視頻組（JVT，Joint?Video?Team）提出的高度壓縮數字視頻編解碼器標準。H264有許多優良的特點：更高的編碼效率、高質量的視頻畫、較高的網絡適應能力、采用混合編碼結構、H.24可以應用在不同場合、錯誤恢復功能、較高的復雜度。另外，H264標準還支持靈活宏塊次序（FMO）與可伸縮編碼（SVC）功能。

目前，基于H.264中可伸縮特性，能適用于不同終端的不同需求，但對于將H.264應用于視頻監控領域并進行自適應編碼的研究較少。在論文《監控視頻的多流編碼與傳輸研究》（上海交通大學碩士論文，2012年）中提出一種時間域上的合理分配帶寬的方案，有效提高了編碼效率，剔除時間域上的信息冗余，但論文中未根據視頻中用戶感興趣的空間域進行加強編碼，因而存在著一定的空間信息冗余。論文《Scalable?ROI?Algorithm?for?H.264/SVC-Based?Video?Streaming》（IEEE?International?Conference?on?Consumer?Electronics(ICCE),2011）中對視頻的中心區域進行ROI加強編碼，但其感興趣區域劃分是基于人眼模型，并非針對監控視頻序列提出，同時也未對時間域冗余信息進行剔除。

針對當前監控視頻產業的迅速發展所遇到的海量數據傳輸存儲的問題，根據用戶對監控視頻需求不同于傳統娛樂視頻的特點，本文提出了應用于視頻監控系統的視頻雙層ROI區域時空聯合編碼傳輸方法，對異常事件時間段中感興趣區域進行高質量編碼，并合理分配碼流傳輸的時域帶寬。同時考慮到視頻序列中用單一的整幅圖的PSNR值來評價視頻質量不能反應出ROI區域與非ROI區域的區別，因而提出一個效用函數作為客觀指標，對監控系統這一特定領域中的視頻進行客觀評價，同時結合主觀指標對視頻進行綜合考量。

發明內容

本發明的目的在于克服有技術的不足之處，提出了一種針對感興趣區域加強編碼再對碼流進行雙流傳輸的方法及系統，使其能根據視頻中用戶感興趣區域信息，對用戶感興趣區域進行加強編碼，剔除視頻中的時間冗余與空間冗余，實現帶寬的高效利用。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供一種感興趣區域雙流編碼傳輸方法，所述感興趣區域雙流編碼傳輸，是指：感興趣區域采用更高的碼率進行加強編碼，而非感興趣區域則采用一般的碼率進行編碼，所產生的基本流與增強流通過時間域上的分配，使得其能在有限帶寬情況下完成傳輸；所述方法包括如下步驟：

步驟一，在獲取感興趣區域信息及異常信息的基礎上，通過效用函數得到視頻基本流與增強流的具體編碼參數，同時獲得最佳的帶寬分配策略；

所述的效用函數，是指：充分考慮到視頻序列中不同時段不同區域的信息所含的信息重要程度的不同,其中異常時段感興趣區域具有最高重要程度，在效用函數中也具有最高的權重，而非異常時段的信息重要程度較低，相應分配的權重也較小。

步驟二，在步驟一的基礎上，對異常時段中感興趣區域的視頻內容進行加強編碼；

本方法主要是針對視頻監控領域對ROI區域進行編碼，視頻監控領域中更多關注的是車牌、交通中斑馬線區域等，與人眼關注模型有所不同。本文因為重點在于ROI區域編碼算法實現，不在于ROI區域的提取，因而ROI區域的獲取為已知條件。

采用ROI提取算法得到ROI的區域信息，采用FMO中第二種模式，即前景與背景模式，根據FMO特性與ROI區域信息，把圖像分成ROI片組和背景片組。由于不同片組的ROI區域是獨立編碼的，通過禁止片組間的預測可以實現生成的ROI區域碼流與非ROI區域碼流相互獨立。這樣編碼時根據事先得到的ROI區域信息作為FMO中第2種方式的前景信息。對基本層設置實時流碼率與增強層設置QP值，這樣在增強層就能得到兩部分碼流，即ROI區域的增強碼流與非ROI區域的增強碼流。通過刪除非ROI區域的增強碼流，就剩下基本層碼流與ROI區域增強碼流，兩部分的碼流解碼即可以得到ROI區域有更高圖像質量的視頻序列。