CN103079029A - 一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法，首先对视频进行解码，提取y分量图像，将连续的前后两帧做差分运算；其次，在差分图像上做Canny边缘检测；然后以单像素宽度，宏块大小的方块作为模板，对边缘图像进行模板匹配，当匹配次数达到门限，并持续若干帧以后，发出马赛克报警。本发明在算法上紧扣由数据丢失或错误引起的马赛克的三大特征：以宏块大小（16*16像素）方块状出现；突然从画面上出现，突然从画面上消失，帧与帧之间不存在渐变；带有强烈的边缘特征，从而有效的避免了马赛克相似画面的误报，具有识别率高，误报率低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及广播电视信号监测领域，具体涉及一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法。
背景技术
随着近期数字电视、IPTV、手机电视、互联网电视等新媒体的不断涌现和兴起，数字信号取代模拟信号已是大势所趋，这就对广电视频质量监控领域提出了新的挑战。传输过程中造成的数据损失始终是造成节目质量下降的主要原因，在模拟信号环境中，传输数据丢失的表现形式为雪花噪声，而在数字电视领域，数据的错误与丢失意味着解码错误和马赛克的产生。
本发明中用到的术语解释如下：
Y：是指视频信号的亮度分量；
宏块，英文Macroblock，是视频编码技术中的一个基本概念，在视频编码中，一个编码图像通常划分成若干宏块组成，一个宏块由一个亮度像素块（一般为16*16大小像素块）和附加的两个色度像素块组成。
边缘检测Edge Detection，使用数学方法提取图像像元中具有亮度值(灰度)空间方向梯度大的边、线特征的过程。
Canny边缘检测算子是John F. Canny于 1986 年开发出来的一个多级边缘检测算法。更为重要的是 Canny 创立了边缘检测计算理论（Computational theory of edge detection）解释这项技术如何工作。
边缘提取Edge Extraction，确定图像中边缘特征点，形成连续完整边界的图像处理方法。
模板匹配Match Template，通过在输入图像上滑动图像块对实际的图像块和输入图像进行匹配。
专利权人新奥特（北京）视频技术有限公司，专利号200810103053，发明名称《一种视频马赛克图像检测方法》，公开了一种视频马赛克图像检测方法，首先将待检测图像转换为灰度图，进行坎尼边缘检测，获得只具有轮廓信息的图像；然后利用四个模板对轮廓图像进行模板匹配，获得四个匹配图像；再对四个匹配图像进行二值化处理，获得只保留相匹配的点的图像；最后利用滑动窗口马赛克检测算法检测图像是否具有马赛克。但基于数字视频马赛克三大特征（以宏块大小（16*16像素）方块状出现、突然从画面上出现，突然从画面上消失，帧与帧之间不存在渐变、带有强烈的边缘特征）的马赛克识别方法未见报道。
发明内容
对于数字电视视频文件因数据丢失或错误造成的马赛克有以下三种特征：
1．以宏块大小（16*16像素）方块状出现；
2．突然从画面上出现，突然从画面上消失，帧与帧之间不存在渐变；
3．带有强烈的边缘特征。
本发明的目的就是通过识别上述三个特征，来判断数字电视马赛克。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法，通过视频宏块的图像边缘检测以及马赛克模板匹配识别数字电视马赛克，其包括以下步骤：
步骤a，对数字视频进行解码的步骤；
步骤b，获得解码后视频Y分量图像的步骤；
步骤c，将本帧Y图像与上一帧Y图像做差分并取绝对值的步骤；
步骤d，对差分后的图像进行Canny边缘检测，得到边缘图像的步骤；
步骤e，在边缘图像上进行逐个宏块区域遍历的步骤；
步骤f，按16±1的边长建立马赛克模板并进行模板匹配，并记录命中像素点数量为模板匹配度，模板匹配度大于阈值为匹配的步骤；
步骤g，统计被匹配的方块中，边缘断裂次数的步骤；
步骤h，统计被匹配的方块中有向方块内或向方块外发展趋势像素点数量，即边缘向内外发展趋势的步骤；
步骤i，当模板匹配度、边缘断裂次数、边缘向内外发展趋势都达到阈值条件时，认定匹配到一个马赛克的步骤。
本发明有如下有益效果：正常的视频中常常存在与马赛克相似的画面，例如格子衬衫、棋盘、高楼窗户，中文文字等，而本发明在算法上紧扣由数据丢失或错误引起的马赛克的三大特征：以宏块大小（16*16像素）方块状出现；突然从画面上出现，突然从画面上消失，帧与帧之间不存在渐变；带有强烈的边缘特征，从而有效的避免了马赛克相似画面的误报，具有识别率高，误报率低的有点。
附图说明
图1是一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法总流程图。
图2是一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法模板匹配流程图。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
本实施例一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法，参看图1，一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法总流程图，通过视频宏块的图像边缘检测以及马赛克模板匹配识别数字电视马赛克，其包括以下步骤：
步骤a，对数字视频进行解码的步骤；
步骤b，获得解码后视频Y分量图像的步骤；
步骤c，将本帧Y图像与上一帧Y图像做差分并取绝对值的步骤；
步骤d，对差分后的图像进行Canny边缘检测，得到边缘图像的步骤；
步骤e，在边缘图像上进行逐个宏块区域遍历的步骤；
步骤f，参看图2，一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法模板匹配流程图，按16±1的边长建立马赛克模板并进行模板匹配，并记录命中像素点数量为模板匹配度，模板匹配度大于阈值为匹配的步骤；
步骤g，统计被匹配的方块中，边缘断裂次数的步骤；
步骤h，统计被匹配的方块中有向方块内或向方块外发展趋势像素点数量，即边缘向内外发展趋势的步骤；
步骤i，当模板匹配度、边缘断裂次数、边缘向内外发展趋势都达到阈值条件时，认定匹配到一个马赛克的步骤。
其中，步骤d得到的边缘图像，边缘都为1个像素；步骤f，按16±1的边长建立的马赛克模板，包括15*15方块模块、15*16方块模块、15*17方块模块、16*15方块模块、16*16方块模块、16*17方块模块、17*15方块模块、17*16方块模块、17*17方块模块；步骤f中模板匹配度的阈值根据发明人的测试结果，32，48，64都可以准确的判定模板匹配，故阈值范围为大于等于32，当然并不排除在阈值小于32时，同样有一定的匹配度；步骤i中边缘断裂次数、边缘向内外发展趋势的阈值范围为小于等于3时可以准确识别马赛克。
本实施例一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法，其还包括：
步骤j，当连续两帧或两帧以上匹配的马赛克数达到设定阈值时，发出马赛克报警的步骤。
这里需要说明的是连续两帧识别到马赛克时就可以发出马赛克报警，但实际使用时根据应用场合和用户对马塞克的敏感度，具体帧数是可以调整的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于宏块边缘信息的数字电视马赛克识别方法，通过视频宏块的图像边缘检测以及马赛克模板匹配识别数字电视马赛克，其特征在于包括以下步骤：
步骤a，对数字视频进行解码的步骤；
步骤b，获得解码后视频Y分量图像的步骤；
步骤c，将本帧Y图像与上一帧Y图像做差分并取绝对值的步骤；
步骤d，对差分后的图像进行Canny边缘检测，得到边缘图像的步骤；
步骤e，在边缘图像上进行逐个宏块区域遍历的步骤；
步骤f，按16±1的边长建立马赛克模板并进行模板匹配，并记录命中像素点数量为模板匹配度，模板匹配度大于阈值为匹配的步骤；
步骤g，统计被匹配的方块中，边缘断裂次数的步骤；
步骤h，统计被匹配的方块中有向方块内或向方块外发展趋势像素点数量，即边缘向内外发展趋势的步骤；
步骤i，当模板匹配度、边缘断裂次数、边缘向内外发展趋势都达到阈值条件时，认定匹配到一个马赛克的步骤。
2.根据权利要求1所述的数字电视马赛克识别方法，其特征在于还包括：
步骤j，当连续两帧或两帧以上匹配的马赛克数达到设定阈值时，发出马赛克报警的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的数字电视马赛克识别方法，其特征在于：所述模板匹配度阈值范围为大于等于32；所述边缘断裂次数阈值范围为小于等于3；所述边缘向内外发展趋势阈值范围为小于等于3。
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