CN101557491A - 视频图像电影模式检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

为了对视频图像准确地进行电影模式检测，本发明提供了一种视频图像电影模式检测方法及装置。视频图像电影模式检测方法包括如下步骤：在视频图像中划分出包含待处理像素的局部区域，对所述局部区域内的属性值进行统计，所述属性值为局部区域内像素特征值的最大值与最小值的差d，及统计的最大d值StatMax根据StatMax确定域值StatThd；确定待处理像素为非电影模式的初始置信度：比较d与StatThd的大小，d趋向大于StatThd时所述置信度高，反之置信度小。采用本发明的技术方案，后续对像素的处理就可以根据是否是电影模式采用对应的措施，避免了现有技术由于视频图像整体判断而容易造成的处理缺陷。

Description

视频图像电影模式检测方法及装置

技术领域

本发明属于视频图像处理技术，特别是对不同视频图像模式进行检测的技术。

背景技术

电影是一种重要的视频源，常见电影的帧率通常是每秒24帧。为了适应电视的帧率，电影通常会做一些预处理。例如，为了能在NTSC制式的电视上播放24帧的电影，通常采用32pull-down方法。32pull-down的具体实现方法：对于一个电影序列F(0)，F(1)，...，F(n)，....，首先将序列中的每一帧F(i)分成两场，顶场记为TF(i)，底场记为BF(i)。经过32pull-down处理的电影序列(发射端的操作，同时也是接收端接收到的序列)则为TF(0)，BF(0)，TF(0)，BF(1)，TF(1)，BF(2)，TF(2)，BF(2)，TF(3)，BF(3)...

该处理的电影序列具有如下特点：

1、奇偶场交替出现

2、相邻两帧，一帧拆成3场，一帧拆成2场，从而实现了24帧到60场的转化。

其他的电影模式，例如2224，2332，55等pull-down电影，其原理与32pull-down方法类似，仅在一帧图像被拆分成几场的数量上有所不同。

在现实应用中，常常可以见到电影视频和非电影视频叠加的情况，如电视台播放电影时同步播出的滚动新闻。与非电影视频源不同的，电影同一帧的两个场是同一时刻成像的，而非电影视频源是场数据，相邻两场一定是在两个不同时刻成像的。因此，有必要对视频图像进行电影模式检测。电影模式检测是去隔行技术必要组成部分。

现有电影模式检测仅对视频图像整体进行检测，对视频图像检测结果只有两种情况：电影模式与非电影模式。这在上述电影视频和非电影视频叠加的情况时就会出现如下问题：判定为非电影模式，后续去隔行处理就会按非电影模式处理，在视频模式下，去隔行技术不可避免的会导致闪烁现象；判定为电影模式，后续去隔行处理就会按电影模式处理，视频图像中非电影模式部分，如滚动新闻的文字部分就会出现明显的锯齿现象。

发明内容

为了对视频图像准确地进行电影模式检测，本发明提供了一种视频图像电影模式检测方法。本发明的目的是检测在给定的一场视频图像中，哪些像素是电影视频，哪些像素是非电影视频。

本发明的技术方案如下：

视频图像电影模式检测方法包括如下步骤：

A、在视频图像中划分出包含待处理像素的局部区域，对所述局部区域内的属性值进行统计，所述属性值为局部区域内像素特征值的最大值与最小值的差d，通过统计获得最大d值StatMax；

B、根据StatMax确定域值StatThd，StatThd＝k×StadMax，0＜k≤1；

C、确定待处理像素为非电影模式的初始置信度：比较d与StatThd的大小，d趋向大于StatThd时所述初始置信度高，反之初始置信度小。

视频图像电影模式检测方法还包括步骤D：对待处理像素和邻近像素的初始置信度进行邻域操作，进一步确定待处理像素的置信度。

步骤A进行统计采用的方法为直方图统计方法。

步骤C确定初始置信度的公式为：

步骤C确定初始置信度的公式还可以是： $\mathrm{conf}\left(d\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& d\&GreaterEqual;\mathrm{StatThd}\\ (\mathrm{StatThd}-d)/(\mathrm{StatThd}-\mathrm{XThd})& \mathrm{XThd}<d<\mathrm{StatThd}\\ 0& d\&le;\mathrm{XThd}\end{array}\right.,$ 其中XThd是预先设定的域值。

所述进一步确定置信度conf_di(d，n)的邻域操作为：conf_di(d，n)＝max(conf(d，n-1)，conf(d，n)，conf(d，n+1))，其中conf(d，n-1)表示待处理像素左侧像素的初始置信度，conf(d，n)表示待处理像素的初始置信度，conf(d，n+1)表示待处理像素右侧像素的初始置信度。

视频图像电影模式检测装置包括顺序连接的统计模块、域值获取模块、获取初始置信度模块；所述统计模块获得在包含待处理像素的局部区域内属性值，所述属性值为局部区域内像素特征值的最大值与最小值的差，利用统计方法获得统计范围内最大属性值；域值获取模块根据统计模块得到的最大属性值计算域值；获取初始置信度模块根据所述局部区域内属性值与域值比较结果得到初始置信度，局部区域内属性值趋向大于域值时初始置信度高，反之初始置信度小。

视频图像电影模式检测装置还包括与获取初始置信度模块连接的置信度获取模块，所述置信度获取模块通过对若干相邻像素的初始置信度进行邻域操作获得置信度。

本发明的技术效果：

采用本发明的技术方案，对视频图像逐像素进行判断，对视频图像中的像素分成电影模式和非电影模式两类，并得出每个像素属于哪一种类的置信度。这样在后续对像素的处理就可以根据是否是电影模式采用对应的措施，避免了现有技术由于视频图像整体判断而容易造成的处理缺陷。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明装置的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，首先，在输入的视频图像中划分出包含待处理像素的局部区域，在本实施例中的局部区域为以待处理像素为中心的一个1个像素×15个像素的窗口。

计算并得出上述窗口内所有像素同一特征值中的最大值W_max，在本发明中的特征值是灰度值，也可以表征该像素的其他特征值，例如Lab颜色空间的L分量值，HSI颜色空间的I分量值等。

计算并得出上述窗口内所有像素同一特征值中的最小值W_min。

计算最大值与最小值的差d，d＝W_max-W_min。d是上述局部区域内的属性值，并作为后续处理的对象。

在预设的统计窗口内统计d值的直方图。在直方图中得到最大的d值StatMax。

第二，确定域值StatThd。

StatThd＝k×StadMax，0＜k≤1。k的选取可以在给定的(0，1]范围内根据经验任意选取。

第三，获得初始置信度。该步骤的目的是针对待处理像素给出是否是非电影模式像素的初始置信度。在本实施例中采用如下的二值函数得到初始置信度conf(d)：

StatThd是上一步骤获得的域值。该公式表明当d大于域值时即视为该待处理像素为非电影模式像素。

也可以采用其他的线性函数获得初始置信度，如下列公式：

$\mathrm{conf}\left(d\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& d\&GreaterEqual;\mathrm{StatThd}\\ (\mathrm{StatThd}-d)/(\mathrm{StatThd}-\mathrm{XThd})& \mathrm{XThd}<d<\mathrm{StatThd}\\ 0& d\&le;\mathrm{XThd}\end{array}\right.;$

其中XThd是预先设定的域值。

第四，对初始置信度进行邻域操作得到该待处理像素为非电影模式的置信度。在本实施例中采用膨胀操作，1个像素×3个像素窗口的膨胀操作为：

conf_di(d，n)＝max(conf(d，n-1)，conf(d，n)，conf(d，n+1))

其中conf(d，n-1)表示待处理像素左侧像素的初始置信度，conf(d，n)表示待处理像素的初始置信度，conf(d，n+1)表示待处理像素右侧像素的初始置信度。

至此，得到待处理像素的为非电影模式的置信度，将该结果输出给后续的处理步骤进行针对性处理。

图2显示了依据本发明的方法实现的视频图像电影模式检测装置原理。

从图2可见，视频图像电影模式检测装置包括顺序连接的统计模块、域值获取模块、获取初始置信度模块。统计模块在输入待处理图像上包含待处理像素的局部区域获得属性值，所述属性值为局部区域内像素特征值的最大值与最小值的差，利用统计方法获得统计范围内最大属性值。域值获取模块根据统计模块得到的最大属性值计算域值。获取初始置信度模块根据所述局部区域内属性值与域值比较结果得到初始置信度，局部区域内属性值趋向大于域值时初始置信度高，反之初始置信度小。利用获得的初始置信度可以判断出待处理像素为非电影模式像素的可能性，利于对该像素进行针对性处理。

视频图像电影模式检测装置还包括与获取初始置信度模块连接的置信度获取模块，所述置信度获取模块通过对若干相邻像素的初始置信度进行邻域操作获得置信度。置信度获取模块进一步校正了初始置信度，使对待处理像素是否为非电影模式的判断结果更可靠。

采用本发明的技术方案，后续对像素的处理就可以根据是否是电影模式采用对应的措施，避免了现有技术由于视频图像整体判断而容易造成的处理缺陷。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施方式对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和技术实质的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。

Claims (8)

1、视频图像电影模式检测方法，其特征在于包括如下步骤：

A、在视频图像中划分出包含待处理像素的局部区域，对所述局部区域内的属性值进行统计，所述属性值为局部区域内像素特征值的最大值与最小值的差d，通过统计获得最大d值StatMax；

B、根据StatMax确定域值StatThd，StatThd＝k×StadMax，0＜k≤1；

C、确定待处理像素为非电影模式的初始置信度：比较d与StatThd的大小，d趋向大于StatThd时所述初始置信度高，反之初始置信度小。

2、根据权利要求1所述的视频图像电影模式检测方法，其特征在于还包括步骤D：对待处理像素和邻近像素的初始置信度进行邻域操作，进一步确定待处理像素的置信度。

3、根据权利要求1所述的视频图像电影模式检测方法，其特征在于步骤A进行统计采用的方法为直方图统计方法。

4、根据权利要求1至3之一所述的视频图像电影模式检测方法，其特征在于步骤C确定初始置信度的公式为：

5、根据权利要求1至3之一所述的视频图像电影模式检测方法，其特征在于步骤C确定初始置信度的公式为：

$\mathrm{conf}\left(d\right)=\left\{\begin{array}{cc}\begin{array}{cc}1& d\&GreaterEqual;\mathrm{StatThd}\end{array}& \\ (\mathrm{StatThd}-d)/(\mathrm{StatThd}-\mathrm{XThd})& \mathrm{XThd}<d<\mathrm{StatThd}\\ \begin{array}{cc}0& d\&le;\mathrm{XThd}\end{array}& \end{array}\right.,$ 其中XThd是预先设定的域值。

6、根据权利要求2或3所述的视频图像电影模式检测方法，其特征在于所述进一步确定置信度conf_di(d，n)的邻域操作为：conf_di(d，n)＝max(conf(d，n-1)，conf(d，n)，conf(d，n+1))，其中conf(d，n-1)表示待处理像素左侧像素的初始置信度，conf(d，n)表示待处理像素的初始置信度，conf(d，n+1)表示待处理像素右侧像素的初始置信度。

7、视频图像电影模式检测装置，其特征在于包括顺序连接的统计模块、域值获取模块、获取初始置信度模块；所述统计模块获得在包含待处理像素的局部区域内属性值，所述属性值为局部区域内像素特征值的最大值与最小值的差，利用统计方法获得统计范围内最大属性值；域值获取模块根据统计模块得到的最大属性值计算域值；获取初始置信度模块根据所述局部区域内属性值与域值比较结果得到初始置信度，局部区域内属性值趋向大于域值时初始置信度高，反之初始置信度小。

8、根据权利要求7所述视频图像电影模式检测装置，其特征在于还包括与获取初始置信度模块连接的置信度获取模块，所述置信度获取模块通过对若干相邻像素的初始置信度进行邻域操作获得置信度。

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