CN103702118A

CN103702118A - 一种图像处理方法及设备

Info

Publication number: CN103702118A
Application number: CN201410003453.XA
Authority: CN
Inventors: 李旭; 张春晓
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明实施例公开了一种图像处理方法及设备。其中，所述方法包括：获取视频帧中需要进行运动检测的第一区域；当发生运动时，对所述第一区域进行提高图像分辨率的感兴趣区域ROI编码，不改变所述视频帧中剩余区域的编码方式；当运动检测结束时，继续采用所述剩余区域的编码方式对所述第一区域进行编码。本发明实施例可以降低在对视频图像进行运动检测过程中的网络带宽占用率。

Description

一种图像处理方法及设备

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，特别是涉及一种图像处理方法及设备。

背景技术

运动检测，是一种对视频监控采集到的视频帧序列中的某个区域，或是某些区域，进行运动检测，并提供告警功能的图像处理技术。

现有技术中，基于运动检测的视频编码流程如下所示：

首先，选择需要进行运动检测的视频区域；

然后，基于该视频区域，进行运动检测；其中，运动检测的方法很多，譬如：基于视频流差异的运动检测，基于背景建模的运动检测。

一旦检测到该区域发生运动，为了提高视频的清晰度，则需要提高视频采集的分辨率，或者提高编码视频的码率，从而便于保存发生运动的编码视频流。譬如：当原视频检测的图像格式为CIF（Common Intermediate Format，标准化图像格式），标准采集分辨率QCIF=176×144像素，则当检测到发生运动时，将视频的图像格式切换到数字电视系统显示格式的标准D1，采集分辨率D1=720x576像素，以提高视频采集的分辨率；或者，原视频检测分辨率为D1，编码码率为1Mbps，当检测到发生运动时，将D1的编码码率提高至4Mbps，实现降低编码压缩率，提高码流的清晰度。

最后，当检测到的运动消除之后，将视频恢复到检测状态配置。

运动检测过程中，用户往往关心的只是需要进行运动检测的视频区域的特性。然而，现有运动检测中，当检测到发生运动后，无论是分辨率切换的模式，还是码率切换的模式，都会对整体的视频序列产生影响，从而造成带宽的浪费。

发明内容

本发明实施例中提供了一种图像处理方法及设备，以降低在对视频图像进行运动检测过程中的网络带宽占用率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

第一方面，提供一种图像处理方法，包括：

获取视频帧中需要进行运动检测的第一区域；

当发生运动时，对所述第一区域进行提高图像分辨率的感兴趣区域ROI编码，不改变所述视频帧中剩余区域的编码方式；

当运动检测结束时，继续采用所述剩余区域的编码方式对所述第一区域进行编码。

结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，对所述第一区域进行提高图像分辨率的ROI编码，包括：

将所述第一区域的量化系数设置为所述剩余区域的量化系数的相对值，所述相对值低于所述剩余区域的量化系数，相差预置差值。

结合上述第一方面，在第二种可能的实现方式中，对所述第一区域进行提高图像分辨率的ROI编码，包括：

将所述第一区域的量化系数设置为低于所述剩余区域的量化系数的预置固定值。

结合上述第一方面，和第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括：当未发生运动以及所述运动检测结束时，将所述相对值设置为0。

第二方面，提供一种图像处理设备，包括：

运动检测区域获取模块，用于获取视频帧中需要进行运动检测的第一区域；

运动检测处理模块，用于当发生运动时，对所述第一区域进行提高图像分辨率的感兴趣区域ROI编码，不改变所述视频帧中剩余区域的编码方式；

检测恢复模块，用于当运动检测结束时，继续采用所述剩余区域的编码方式对所述第一区域进行编码。

结合上述第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述运动检测处理模块，包括：

第一处理单元，用于将所述第一区域的量化系数设置为所述剩余区域的量化系数的相对值，所述相对值低于所述剩余区域的量化系数，相差预置差值。

结合上述第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述运动检测处理模块，包括：

第二处理单元，用于将所述第一区域的量化系数设置为低于所述剩余区域的量化系数的预置固定值。

结合上述第二方面，和第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括：相对值设置模块，用于当未发生运动以及所述运动检测结束时，将所述相对值设置为0。

本发明实施例中，当对视频帧进行运动检测时，通过将发生运动检测的具体区域进行具体处理，包括：对发生运动的区域进行ROI编码，以提高发生运动的区域的图像分辨率，从而提高发生运动的区域的清晰度，同时，不改变该视频帧中剩余区域的编码方式，从而，不改变未发生运动的区域的清晰度。由于仅对发生运动的区域的编码方式进行改变，使得仅将发生运动的区域的编码码率提高，而未发生区域的编码码率不发生变化，与将整个视频帧的编码码率提高的技术方案相比，大大降低了视频帧的编码码率，从而降低在对视频图像进行运动检测过程中的网络带宽占用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一个图像处理方法实施例的流程图；

图2为本发明提供的相对量化模式下图像处理方法实施例的流程图；

图3为本发明提供的一种图像处理设备实施例结构图；

图4为本发明提供的一种图像处理设备的实现结构图：

图5为本发明提供的又一种图像处理设备的实现结构图：

图6为对应图4的另一种图像处理设备的实现结构图：

图7为本发明提供的一种基于计算机系统实现的图像处理设备实施例结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

首先，介绍本发明提供的一种在运动检测过程中的图像处理方法。

参见图1，为本发明提供的一个图像处理方法实施例的流程，具体可以包括：

步骤101、获取视频帧中需要进行运动检测的第一区域。

该步骤中，获取视频帧中需要进行运动检测的区域，为了将该区域和所述视频帧中的剩余区域进行区分，将需要进行运动检测的区域称为“第一区域”。

本发明实施例中，进行运动检测的方法包括：基于视频流差异的运动检测、基于背景建模的运动检测等。这部分内容属于本领域技术人员熟知的技术，此处不再进行赘述。

步骤102、当发生运动时，对所述第一区域进行ROI（Region of Interest，感兴趣区域）编码，不改变所述视频帧中剩余区域的编码方式。

该步骤中，当检测到所述第一区域发生运动时，仅对该第一区域进行ROI编码，而不对所述视频帧中剩余区域的编码方式进行改变。这是由于，当发生运动时，技术人员关注的通常仅为发生运动的区域。因此，仅提高发生运动的区域的清晰度即可。

需要说明的是，ROI编码，即感兴趣区域编码，特指将视频帧序列中的某些特定区域的编码特性区别于其他的普通区域的编码特性的一类编码技术。通过对所述发生运动的第一区域进行ROI编码，使得所述第一区域内的编码压缩率降低，图像更为清晰。由于所述视频帧中除所述第一区域之外的区域为用户不感兴趣的区域，因此，不需改变这部分区域的编码特性，尽管同ROI编码后的第一区域相比，图像没有第一区域内经过ROI编码后的图像清晰，当由于该区域的用户关注点低，并不影响运动检测的准确性。

步骤103、当运动检测结束时，继续采用所述剩余区域的编码方式对所述第一区域进行编码。

该步骤中，当运动检测结束时，为了不影响视频帧的传输，将所述第一区域的编码方式恢复为初始编码方式，即在发生运动之前，同所述剩余区域的编码方式一致的编码方式。

具体实施时，对于ROI编码比较典型的实现方式为：根据用户需要，单独设置发生运动的特定区域的量化系数。此处，量化系数为图像压缩的一个比较重要的指标，如果量化系数取值较大，则按照该量化系数进行图像压缩，将导致图像信息损伤较大，图像还原之后失真较大；如果量化系数取值较小，则按照该量化系数进行图像压缩，将导致图像信息损伤较小，图像还原之后失真较小。因此，图像在编码时，一般会依照某些整体压缩策略，确定每个区域的量化系数；当发现该区域是感兴趣区域时，直接按照用户指定的量化系数对该感兴趣区域进行压缩。

本发明实施例中，对感兴趣的发生运动的区域图像设置相对较低的量化系数。根据H.264协议，通过设置较低的量化系数，可以减少感兴趣区域图像的量化误差，降低该区域内的图像压缩率，提高解码之后的图像质量。

具体地，本发明实施例中的ROI编码方式包括两种实现方式，分别为：相对量化编码方式和绝对量化编码方式。

下面对两种编码方式进行说明。

（1）相对量化编码方式中，将ROI区域的量化系数设置为周围区域的相对值。本发明实施例中，将所述第一区域的量化系数设置为所述剩余区域的量化系数的相对值，所述相对值低于所述剩余区域的量化系数，相差预置差值。

该种编码方式中，预置ROI区域量化系数与剩余区域量化系数的差值△，为了提高ROI区域的图像清晰度，将ROI区域量化系数设置为：（剩余区域量化系数-△），使得降低ROI区域的量化系数。

可以理解的是，在未发生运动时，差值△的取值应为0。此时，第一区域的编码方式与视频帧中其他区域的编码方式相同。

具体地，差值△的取值具体可以为经验值，本领域技术人员可以根据不同视频流的场景获得△的具体取值。

需要说明的是，由于当运动检测结束时，需要继续采用剩余区域的编码方式对第一区域进行编码。因此，该种编码方式下，需要在运动检测结束时，将差值△设置为0，将第一区域的编码方式恢复为初始编码方式。

（2）绝对量化编码方式中，将ROI区域的量化系数设置为某个预置的固定值。本发明实施例中，将所述第一区域的量化系数设置为低于所述剩余区域的量化系数的预置固定值。

该种编码方式中，直接预置的ROI区域的量化系数，将ROI区域的量化系数设置为一预置固定值。为了提高ROI区域的图像清晰度，该预置固定值需要低于所述剩余区域的量化系数。

具体地，量化系数的预置固定值可以为经验值，本领域技术人员可以根据不同视频流的场景获得该固定值的具体取值。

为了便于对本发明技术方案的理解，下面通过具体实施方式，对本发明技术方案进行详细说明。

以相对量化模式为例，说明该模式下的图像处理方法，具体流程如图2所示，具体包括以下执行步骤：

步骤201、选择需要进行运动检测的视频帧区域，该区域同时作为ROI编码区域。

步骤202、将ROI编码区域的模式设置为相对量化模式，当ROI编码区域未发生运动时，将ROI编码区域量化系数与剩余区域量化系数的差值△设置为0，即ROI区域的QP值与视频帧中周围其他未发生运动的宏块的QP值相同。

步骤203、当ROI区域发生运动时，降低ROI区域的QP值，QP=剩余区域量化系数-△。

一般来说，可以根据用户的带宽容量，以及检测区域的大小，综合考虑ROI编码区域量化系数与剩余区域量化系数的差值△的取值。

根据经验数据，相同内容的图像数据，QP数值每减少1，编码Bits数将会增加e0.3倍。

步骤204、当运动检测完毕时，将ROI区域量化系数与剩余区域量化系数的差值△设置为0。

与本发明提供的图像处理方法实施例相对应，本发明还提供了一种图像处理设备。

如图3所示，为本发明提供的一种图像处理设备的实施例，该设备具体可以包括：

运动检测区域获取模块301，用于获取视频帧中需要进行运动检测的第一区域；

运动检测处理模块302，用于当发生运动时，对所述第一区域进行提高图像分辨率的感兴趣区域ROI编码，不改变所述视频帧中剩余区域的编码方式；

检测恢复模块303，用于当运动检测结束时，继续采用所述剩余区域的编码方式对所述第一区域进行编码。

本发明实施例中，对感兴趣的发生运动的区域图像设置相对较低的量化系数。根据H.264协议，通过设置较低的量化系数，可以减少感兴趣区域图像的量化误差，降低该区域内的图像压缩率，提高解码之后的图像质量。由此，本发明实施例中的ROI编码方式包括两种实现方式，分别为：相对量化编码方式和绝对量化编码方式。

具体实现时，如图4所示，所述运动检测处理模块302，包括：

第一处理单元401，用于将所述第一区域的量化系数设置为所述剩余区域的量化系数的相对值，所述相对值低于所述剩余区域的量化系数，相差预置差值。

通过第一处理单元，实现相对量化编码方式。

如图5所示，所述运动检测处理模块302，包括：

第二处理单元501，用于将所述第一区域的量化系数设置为低于所述剩余区域的量化系数的预置固定值。

通过第二处理单元，实现绝对量化编码方式。

此外，在本方面提供的另一个实施例中，当采用第一处理单元的编码方式时，如图6所示，所述图像处理设备还包括：

相对值设置模块304，用于当未发生运动以及所述运动检测结束时，将所述相对值设置为0。

本发明还提供了一种基于计算机系统实现的图像处理设备，如图7所示，具体实现中，本发明实施例的装置可以包括：处理器701、存储器702、总线703和接收器704；其中，所述处理器701、存储器702和接收器704通过所述总线703相互连接；所述存储器702用于存储计算机执行指令；所述接收器用于获取视频帧中需要进行运动检测的第一区域；所述处理器701执行所述存储器702存储的所述计算机执行指令，执行如下操作：当发生运动时，对所述第一区域进行提高图像分辨率的感兴趣区域ROI编码，不改变所述视频帧中剩余区域的编码方式；当运动检测结束时，继续采用所述剩余区域的编码方式对所述第一区域进行编码。

本发明实施例中，处理器可以是中央处理器（central processing unit,CPU）、专用集成电路（application-specific integrated circuit,ASIC）等。

计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明实施例提供的数据传输的方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、设备和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：

获取视频帧中需要进行运动检测的第一区域；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当发生运动时，对所述第一区域进行提高图像分辨率的ROI编码，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当发生运动时，对所述第一区域进行提高图像分辨率的ROI编码，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

当未发生运动以及所述运动检测结束时，将所述相对值设置为0。

5.一种图像处理设备，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述运动检测处理模块，包括：

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述运动检测处理模块，包括：

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：

相对值设置模块，用于当未发生运动以及所述运动检测结束时，将所述相对值设置为0。