CN100396107C - 一种对视频序列中每一帧图像进行标记的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对视频序列中每一帧图像进行标记的方法，它包括将视频序列中每一帧图像的、由若干像素块组成的区域作为标识区域的步骤；在该标识区域中的所有像素的亮度值与色度值的组合只有两种，且各像素块内所有像素的亮度值与色度值均相同。本发明方法能精确地对视频序列中每一帧图像进行标记，且不要求测试方具有对系统内部视频流进行解码的权限，对白盒系统和黑盒系统均可适用。
Description
技术领域
本发明涉及多媒体信息处理领域，特别是对视频序列中每一帧图像进行标记的方法。
背景技术
在测试多媒体系统的音视频失步时间、视频信噪比时，均需要视频每帧图像的帧号。因此，视频帧号的标识对于评价一个多媒体编解码系统的性能是十分必要的。
现有的视频帧号标识法主要是语义标识法。语义标识法就是利用各种编码国际标准所规定的视频流中的语义来直接标识帧号(如H.263中的TR)或间接标识帧号(如MPEG-4中的time_code，modulo_time_base，vop_time_increment)，这些语义作为视频流的头部信息同视频数据一起被编码，解码之后这些语义就会被丢掉而无法获得，因此从输出视频流中是无法得到帧号的，必须先对系统内部的编码视频流解码获取这些语义信息之后才能得到帧号。
语义标识法虽然能精确地标识视频帧号，但由于它需要得到视频流头部被编码的语义信息，因此就要求测试方具有对待测的多媒体系统内部的视频流进行解码的权限，也就是说被测系统必须是一个白盒系统。而这个条件在很多情况下都难以满足，例如在对视频编解码系统进行测试时，被测系统实际上是一个黑盒系统，其内部程序是保密的。此时语义标识法就不能适用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种对视频序列中每一帧图像进行标记的方法，它能精确地对视频序列中每一帧图像进行标记，且不要求测试方具有对系统内部视频流进行解码的权限，对白盒系统和黑盒系统均可适用。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种对视频序列中每一帧图像进行标记的方法，它包括将视频序列中每一帧图像的、由若干像素块组成的区域作为标识区域的步骤；对该标识区域中的所有像素进行设定，使其亮度值与色度值的组合只有两种，且各像素块内所有像素的亮度值与色度值均相同；在视频序列中每一帧图像的标识区域中，利用像素块不同的亮度值与色度值的组合，组合成一个二进制数；按照视频序列中每一帧图像顺序，利用该二进制数标记每一帧图像的帧号。
上述方案中，像素的亮度值与色度值的两种组合中，一种组合的亮度值为255、色度值为0，另一种组合的亮度值为0、色度值为0。
上述方案中，像素的亮度值与色度值的两种组合中，一种组合的亮度值为255、色度值为0，另一种组合的亮度值为128、色度值为0。
上述方案中，视频序列中每一帧图像的第一行或第一列或左上角的像素块组成的区域作为标识区域。
本发明方法的原理为：将输入视频序列中每一帧图像的若干像素块(一像素块为8×8像素矩阵或16×16像素矩阵或32×32像素矩阵……)组成的区域作为标识区域，在该标识区域中的的所有像素的亮度值与色度值的组合只有两种，且各像素块内所有像素的亮度值与色度值均相同，即在该标识区域中的的所有像素只有两种颜色，且各像素块内所有像素的颜色相同。这样，标识区域成为二值标识区域，即可精确地对视频序列中每一帧图像进行标记。
由于多媒体系统视频编解码过程不会改变这些像素值的像素块，因此在输出视频序列的每一帧图像中，这些标识仍然存在。因此如果要获取视频序列的每一帧图像的标识，只需用人眼识别，或者对每一帧输出图像中的标识区域进行检测，即可得到，不需要对系统内部的编码视频流进行解码，不要求测试方具有对系统内部视频流进行解码的权限，对白盒系统和黑盒系统均可适用。
各像素块内所有像素的亮度与色度值均被置为黑色(亮度值为255，色度值为0)或白色(亮度值为0，色度值为0)，也可以被置为其他两种颜色组合，例如黑色或灰色(亮度值为128，色度值为0)。
本发明方法的优点还在于：可用黑表示1，白表示0，或者，用黑表示1，灰表示0。这样每一个像素块就可以表示1比特，而所有N个像素块按照一定顺序便可以组合成一个长度为N比特的二进制数，从而可用来标识视频序列中每一帧图像的帧号。其中可标识的帧号数最多为2`帧。
附图说明
图1为本发明的实施例1的图像示意图
图2为本发明的实施例2的图像示意图
图3为本发明的实施例3的图像示意图
图4为帧号标识软件流程图
图5为帧号检测软件流程图
具体实施方式
本发明方法实施例1，它包括将视频序列中每一帧图像(CIF格式)的第一行像素块组成的区域作为标识区域的步骤；在该标识区域中，像素块内所有像素的亮度与色度值亮度值与色度值的组合只有两种，即被置为黑色(亮度值为255，色度值为0)或白色(亮度值为0，色度值为0)；且各像素块内所有像素的亮度值与色度值均相同，即像素块要么为黑色(亮度值为255，色度值为0)，要么为白色(亮度值为0，色度值为0)。各像素块按照视频序列中每一帧图像顺序分别组合成一个二进制数。
如图1所示的图像，它的分辨率为352×288。将图像的第一行22个像素块(此处每个像素块为16×16像素矩阵)组成的区域作为二值标识区域，每一个像素块的16×16个像素的亮度与色度值均被置为黑色(亮度值为255，色度值为0)或白色(亮度值为0，色度值为0)，黑表示1，白表示0。这样第一行22个像素块按照左边为高位右边为低位的顺序就可以组合成一个22比特的二进制数，如图1所示为0000000000110110010100，换算成十进制是3476。若帧号从第0帧起递增，则此帧图像就是第3476帧。
本发明方法实施例2，它包括将视频序列中每一帧图像(CIF格式)的第一列像素块组成的区域作为标识区域的步骤。
如图2所示的图像，它的分辨率为352×288。将图像的第一列18个像素块(此处每个像素块为16×16像素矩阵)组成的区域作为二值标识区域，每一个像素块的16×16个像素的亮度与色度值均被置为黑色(亮度值为255，色度值为0)或灰色(亮度值为128，色度值为0)，黑表示1，灰表示0。这样第一列18个像素块按照上边为高位下边为低位的顺序就可以组合成一个18比特的二进制数，如图2所示为000000010110000100，换算成十进制是1412。若帧号从第0帧起递增，则此帧图像就是第1412帧。
本发明方法实施例3，它包括将视频序列中每一帧图像(CIF格式)的左上角像素块组成的区域作为标识区域的步骤。
如图3所示的图像，它的分辨率为352×288。将图像的左上角16个像素块(此处每个像素块为16×16像素矩阵)组成的区域作为二值标识区域，每一个像素块的16×16个像素的亮度与色度值均被置为黑色(亮度值为255，色度值为0)或白色(亮度值为0，色度值为0)，黑表示1，白表示0。这样16个像素块按照从左到右从上到下的顺序就可以组合成一个16比特的二进制数，如图3所示为0000010000101100，换算成十进制是1068。若帧号从第0帧起递增，则此帧图像就是第1068帧。
本发明方法的帧号标识软件的工作流程(如图4)。首先输入待标识的视频序列，然后将帧号F的初始值置为0，即表明帧号计数从0开始。接着将帧号F转为二进制数，为进行二值标识作准备。接下来开始读取视频序列中第1帧图像的数据，并将像素块号的初始值置为1。因为每一帧图像的二值标识区域以及像素块是事先定义好的，所以接着就可以读取当前帧二值标识区域中第1个像素块的数据。然后取已经转化为二进制的帧号的第1位，如果这一位是0，就将当前像素块中所以像素的亮度与色度值置为白色(亮度值为0，色度值为0)，否则就置为黑色(亮度值为255，色度值为0)或灰色(亮度值为128，色度值为0)。需要指出的是：第一，像素值所置的颜色可以是任意两种颜色组合；第二，二进制的帧号的第1位是指最高位还是最低位，与第1个像素块标识的是最高位还是最低位是一致的。第1个像素块进行完标识后，就判断当前像素块是不是最后一个像素块。如果不是就读取下一个像素块数据，并将像素块号累加1，然后读取帧号的第2位，进行新的判断和标识。依此类推，直到当前像素块是最后一个像素块，也即当前帧的二值帧号已标识完。然后就判断当前帧是不是最后一帧。如果不是，就读取下一帧图像的数据，帧号加1，重复第1帧图像的标识操作。依此类推，直到当前帧是最后一帧，也即视频序列的帧号已标识完，就退出程序，输出的即是每一帧均已标识的视频序列。
帧号检测软件的工作流程如图5。首先输入待标识的视频序列，接下来开始读取视频序列中第1帧图像的数据。因为每一帧图像的二值标识区域以及像素块是事先定义好的，所以接着就可以读取当前帧二值标识区域中第1个像素块的数据。如果当前像素块中的像素值为白色(亮度值为0，色度值为0)，就将二进制帧号F的第1位记为0；否则就将二进制帧号F的第1位记为1。需要在这里指出的是：将白色记为0只是一个实例，具体那一种颜色记为0，那一种颜色记为1需要根据帧号标识的定义来决定。然后判断当前像素块是不是最后一个像素块。如果不是就读取下一个像素块数据，并将像素块号累加1，然后根据该像素块像素值是否为白色(亮度值为0，色度值为0)，将二进制帧号F的第2位相应记为0或1。依此类推，直到当前像素块是最后一个像素块，也即当前帧的二值帧号标识已检测完。这时也就得到了二进制帧号F的所有位的值，然后将其转为十进制数，就是当前帧的帧号。当前帧的帧号检测完之后，就判断当前帧是不是最后一帧。如果不是，就读取下一帧的数据，重复第1帧图像的检测操作。依此类推，直到当前帧是最后一帧，也即视频序列的帧号已检测完，就退出程序，输出的即是每一帧视频帧号。
Claims (4)
1.一种对视频序列中每一帧图像进行标记的方法，其特征在于：它包括将视频序列中每一帧图像的、由若干像素块组成的区域作为标识区域的步骤；对该标识区域中的所有像素进行设定，使其亮度值与色度值的组合只有两种，且各像素块内所有像素的亮度值与色度值均相同；
在视频序列中每一帧图像的标识区域中，利用像素块不同的亮度值与色度值的组合，组合成一个二进制数；按照视频序列中每一帧图像顺序，利用该二进制数标记每一帧图像的帧号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：像素的亮度值与色度值的两种组合中，一种组合的亮度值为255、色度值为0，另一种组合的亮度值为0、色度值为0。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：像素的亮度值与色度值的两种组合中，一种组合的亮度值为255、色度值为0，另一种组合的亮度值为128、色度值为0。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：视频序列中每一帧图像的第一行或第一列或左上角的像素块组成的区域作为标识区域。
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